新建住宅小区高低压配电规划及设计书

1 新建住宅小区高低压配电规划及设计书 第一章 现代住宅小区用电的特点及配电要求 第一节 现代住宅小区用电的特点 随着国民生活水平的提高和房地产业的蓬勃发展，作为商品的住宅，也向着绿色和智能化方向发展，从某种意义上讲，建筑电气设施的优劣，标志着建筑物现代化程度的高低，小区的供电首先要保证供电系统安全可靠运行，同时考虑社会效益和经济效益，讲求综合投资效果，节省主要设备和原材料，布局上经济合理，以满足不同用户的要求，同时能适应用电负荷的不断增长。一个配套完善的综合性住宅小区不仅布置住宅及配套服务设施，还布置了一些单位，学 校，幼儿园，把工作、学习、娱乐等加以综合组织，方便城市居民。其用电的特点在于用户的多样性，既有一般用户，又有重点用户；既有多层和高层住宅，又有小区级公建。因此在详细规划阶段应对不同的建筑采用不同的指标来进行用电负荷预测。小区用电一般分为生活用电、公建用电、道路照明及景观照明用电。随着城市居民生活水平的不断提高，家用电器日益普及，小区用电负荷越来越大，自然会给负荷预测带来很大困难，对于一些中小城市来讲，按建设部提出的小康住宅 10条标准与现行的住宅设计规范（ 要求，留有一定的发展裕 度既能够满足小区的用电要求。根据设计小区资料， 有一住宅小区（无功补偿）一共有 230 户，其中有小户型 150 户（每户 80平方米）有大户型 80户（每户 120 平方米）。 1 1 生活用电 小区规划用电容量可以这样估算： 1、居民住宅：按建筑面积，每平方米 一般 约 60W（高层 ),根据住宅档次、地域不同略有差别 ；（本住宅小区选用每平方米 40W 计算） 2 2、商业建筑：按建筑面积，每平方米 100W，根据商业性质不同略有差别（如大型餐饮业，可以做到每平米 120W）。 宅小区示意图： A 座 E 座 D 座 C 座 B 座 F 座 I 座（配电 房） H 座 G 座 水房 3 图 宅小区的图示： 1、 0 层的小户型， D 座是 20层的大户型， E 座、 2、 铺、配电房。每栋楼含一个电梯， 层含 10 间商铺， 4 个电梯（两边各两个）， G 座酒店共 5 层内设 2 个电梯。 3、 配电房旁边设有水房，内设有两台变频泵，一备一用，排污系统穿绕各个楼层及用户。 4、 住宅楼和大酒店的电梯是直上直下型的，（共 8 条）而 三层商铺的电梯是斜楼梯式的。（共 4条） 1 4 公建用电 住宅区配套公共建筑（简称 “ 配套公建 ” ），指开发商按照国家及地方有关规定在住宅区土地范围内与商品住宅配套修建的各种公用建筑，一般包括教育、医疗卫生、文化体育、商业服务、金融邮电、社区服务、市政公用、行政管理及其他八类公用建筑，但各住宅区具体配建项目因住宅区情况的不同会有所区别。 此住宅小区内有 商铺 30 间 共 300 千瓦（含生产，照明）室外照明 85 千瓦，小区排污 系统 35千瓦，酒店 150千瓦（ 含 空调，照明等） 住宅 小区 内有两台 生活变频泵 35千瓦（一用一备共 70千 瓦）电梯 12台共 132千瓦。 1 5 景观用电 道路照明 路灯，地下室的排风机，景观水池里的泵机，大楼里用的各种各样的电器（高楼顶的指示灯，楼内的照明、应急灯，开关 ,电梯），通讯设备，警卫系统等。 4 第二节 社会对居民住宅小区供配电的要求 社会的不断进步和创建文明城市、示范小区活动的开展，对供配电设施的要求也越来越高。因此，供配电设施要坚持服务和服从于文明城市、示范小区创建活动的要求，坚持美化城市、小区形象，合理布局，科学规范的原则，要有超前意识和适应不断发展变化的新形势。否则，将有可能造成重复建设，不 仅造成资金、资源的浪费，还要影响居民用电。 在建设上主要是符合如下条件： (1)符合城市建设的总体规划； (2)节约居民小区宝贵的土地资源； (3)保持居民小区的形象整体美观； (4)配变置于居民小区中心位置； (5)有较高的供电质量和供电可靠性。 (6)有较高的超前性和适应性。 第二章 住宅小区高低压配电系统配置与选择 第一节 负荷计算 荷计算的目的和方法 负荷计算主要是确定计算负荷。计算负荷：是按发热条件选择电气设备的一个假想的持续负荷，“计算负荷”产生的热效应和实际变动负荷产生的最 大热效应相等。所以根据“计算负荷”选择导体及电器时，在实际运行中导体及电器的最高温升不会超过允许值。计算负荷是确定供电系统、选择变压器容量、电气设备、导线截面和仪表量程的依据，也是整定继电保护的重要数据。 负荷计算的方法常用的有：需用系数法、二项式法、利用系数法。本次设计采用的 5 是需用系数法。 荷的计算及变压器的选择 1需用系数法确定计算负荷 :需系用数法 ,就是根据用电设备额定容量及需用系数 , 算实际负荷的方法。 1）单台用电设备计算负荷公式为： （ ( (2）成组用电设备的计算负荷公式为： ( ( (式中： 用电设备的实际有功功率、无功功率、视在功率； 成组用电设备的总额定容量（ 用电设备的需用系数； 成组用电设备的加权平均功率因数； 与 有功同时系数 取值范围一般在 于变电站总计算负荷 , 无功同时系数 的取值范围一般在 于变电站计算负荷 , 取值范围一般在 2. 住宅小区的负荷统计 1） 20 2 80+11=139用系数： 率因数 : 功计算功率 139 =功计算功率 在计算功率 22c =算电流 = 6 2） 20 2 120+11=203用系数： 功率因数 : 功计算功率 = 203 = 功计算功率 = 在计算功率 22 = 算电流 = 3）大酒店负荷计算； 大酒店负荷： 150+11 2=172 需用系数： 率因数 : 功计算功率 172 = 111.8 功计算功率 = 在计算功率 22 = 算电流 = 4）商铺负荷计算 ； 商铺负荷： 300+4 11+85=429用系数： 率因数 : 功计算功率 429 = 功计算功率 = 在计算功率 22 = 算电流 = 5） 18 2 80+11=需用系数 : 率因数 : 7 有功计算功率 功计算功率 = 在计算功率 22 = 算电流 = 6）变频水泵负荷计算 ； 变频水泵负荷： 35 2=70需用系数 : 率因数 :功计算功率 70 = 功计算功率 = 在计算功率 22 = 算电流 = 7）住宅小区排污负荷计算 ； 住宅小区排污负荷： 85用系数 : 率因数 :功计算功率 85= 68功计算功率 = 68 51 在计算功率 22 = 85 算电流 85/(= 注： A B 座楼相同， C D 座楼相同， E F 座楼相同，故在此只计算了其中之一 由此可知负荷总计： P =8=W Q=住宅小区计算负荷：计算此住宅小区负荷，应考虑各组 间最大负荷同时系数， = P = 8 Q = Q = = 22 = VA P / S =W/宅小区负荷统计表： 负荷功功率 功功率 在功率用系数 率 因数 计 算 电流 A 正切值139 座 139 座 203 座 203 座 126 座 126 酒店 172 铺 429 泵 70 污 85 68 51 85 二节 变压器的选择 9 1）具有一类负荷的变 电所，应满足用电负荷对供电可靠性的要求。根据煤炭工业设计规范规定，矿井变电所的主变压器一般选用两台，当其中一台停止运行时，另一台应能保证安全及原煤生产用电，并不得少于全矿计算负荷的 80%；工业企业设计规范也规定，对具有大量一、二类负荷的变电所，一般选用两台变压器，当其中一台出现故障或检修时，另一台能对全部一、二负荷继续供电，并不得小于全部负荷的 70%。 2）对只有二、三类负荷的变电所，可只选用一台变压器，但应敷设与其它变电所相联的联络线作为备用电源。对季节负荷或昼夜负荷变动较大现而宜于采用经济运行方式的变电所，也可考虑采用两台变压器。 3）对于三级负荷集中负荷较大者，虽为三级负荷，也可采用两台以上的变压器。 4）在确定变压器台数时，应适当考虑负荷的发展，留有一定的余地。 按需用系数法分别计算出各楼的计算负荷： 根据供电可靠性考虑，并此住宅小区的负荷为一类负荷（电梯）、二类负荷混合选择两台变压器，当两台变压器采用一台工作、另一台备用运行方式时，则变压器的容量应按下列式计算： /W/表确定选择 0 的变压器两 台。现在要将住宅小区的电气设计做到十分完美是不可能的 才能为居民的用电提供更优质的设计在新建住宅区内建设配套配电室 高、低压进出线均采用电缆并敷设于电缆沟或电缆保护管内 . 第三节 配电房 设小区配电室 (箱式变电站 ) 原来的住宅小区供电方式一般都在附近 10压器台低压侧直接引电源至小区 ,而且一个变压器台所带的负荷也比较大 ,大多数变压器台同时供应几个小区和一些零散的住宅群的生活用电 ,造成变压器台经常过载 ,在冬夏季用电高峰期更 加严重 ,甚至造成变压器过载烧坏 人们对供电可靠性要求也不断提高 我们对新建住宅小区的供电方式应该有所改变。 1、在新建住宅区内建设配套配电室。配电室由高低压开关柜室和变压器室组成， 10 高、低压进出线均采用电缆并敷设于电缆沟或电缆保护管内。如果一些住宅小区公用面积较小，也可以采用箱式变电站。 2、供电方式有多种选择。 其一， 10该方式可以通过 10，经出线开关柜后至变压器；低压侧采用单母线分段，正常情况下分段运行。 其二， 10压侧单母线分段或不分段。前一种方式可靠性较高，但投资大，适用于较高档的住宅小区，特别是有高层建筑的小区；后一种方式可靠性较前一种低，但投资省。 从目前的情况来看，后一种方式的供电可靠性已能够满足普通的生活用电，一般采用后种方式，但考虑以后的发展，配电室应该预留有安装备用电源高、低压进线柜的位置。综合以上两点，当前新建住宅小区应该配套建立配电室或箱式变；同时， 10以保证供电可靠性 )，首期可以根据实际情况只接入 1回 10 电房设计 低压配 电房有左右双排配电柜，左右双排配电柜操作通道距离宽 2500 毫米 个柜子尺寸： 1、高压柜 高压配电柜尺寸：每窗宽 840毫米深 1500毫米高 2200毫米 2、 0 干式变压器尺寸：宽 1850 毫米深 1350毫米高 2000毫米 3、低压柜 低压总柜：宽 800毫米深 800毫米高 2550毫米 低压电容窗：宽 1000毫米深 800毫米高 2200毫米 低压开关出线柜：宽 1000毫米深 800 毫米高 2550毫米 电房地平线要求：是小区地平线高于 800毫米，电柜电 缆沟根据电缆直径而定，防止电缆拆伤和操作方便要求，深度一般在 850建立有防潮防水层，具体根据配电柜底盘尺寸而定制。设立具体电缆和操作沟。 11 根据以上尺寸和要求，考虑到发展增容，在变压器电控柜背面，左边，右边，多留点空间，尺寸定为 1000 亳米，多留一窗开关柜 1000 毫米，加上高低压隔离墙为 200毫米，计算面积为 11500 8150+四周墙面积 300+300 实际最小建筑面积为 11800 毫米8750毫米 . 配电室的要求 1，防火要求：建筑防火按照建筑设计防火规范 高层民用建筑防火规范 行。 2，防水要求：电气室地面宜高于该层地面标高 （或设防水门槛）。电气室上方上层建筑内不得设置给排水装置或卫生间。 3，隔离噪音及电磁屏蔽要求：屋顶及侧墙，内敷钢网及钢结构和阻音材料。钢网及钢结构应焊接并可靠两点接地。 4，通风要求：采用自然通风。每台变压器的有效通风面积不小于 3 平方米，并设置事故排风。 电房选址： 小区配电房建在小区商铺后面，水房旁边， 接近负荷中心、满足末端客户的电压质量。 第四节 主接线方 案设计及电缆型号选择 4 1 概述 1、主接线的基本要求： 1）安全性； 2）可靠性； 3）灵活性； 4）经济性。 12 2、主结线可分为单母线接线和双母线接线；中、低压系统中主要采用单母线接线、单元式接线和桥式接线。 3、单母线接线分为单母线分段接线和单母线不分段接线； 1）单母线不分段接线通常有两种情况： （ 1）单进线回路 ； （ 2）双进线回路；双进线回路有三种运行方式：即双电源并列运行、双电源一用一备运行、电源一进一出运行。 2）单母线分段接线通常有三种运行方式，即：双电源并列运行、双电源分列运行和双电源一用 一备运行。 配系统网络 1、供配电网络是指由电源端向负荷端输送电能时采用的网络形式。 2、供配网络的分类 主要的类别有放射式、树干式和环式。 （ 1）放射式网络结构 1、单回路放射式； 2、双回路放射式 （ 2）树干式网络结构 1、单回路树干式； 2、双回路树干式 （ 3）环式网络结构 2、单环式网络结构； 2、双环式网络结构 种网络结构的供电可靠性及适用对象 1、高压系统：常见网络结构形式有环式结构、放射式结构和树干式结构。 2、低压系统： 常见的网络结构有放射式结 构和树干式结构。 主接线方案设计 技术经济比较包括三方面的内容： 13 1、技术指标： 1）供电电能质量； 2）运行管理、维护检修条件； 3）分期建设的可能性与灵活性； 4）可发展性； 5）其他方面的有利与不利条件。 2、经济计算： 1）基建投资费用； 2）年运行费用。 3）有色金属的消耗量 缆型号的选择 1、电力电缆的选择应符合如下条件： 1）按长时允许电流选择； 2）按短路时的热稳定条件选择； 3）为保证电源质量，必须限制线路上的电压损失，以满足线路末端的电压偏差要求，即应该满足线 路电压损失的要求； 4）按机械强度选择； 5）按经济电流密度选择。 电力电缆以绝缘材料分：可分为纸绝缘、橡胶绝缘、塑料绝缘电缆三种。 以 线路正常工作时的最大长时工作电流、经济、以查供电书上的表，选择 70+1 25)型铜芯聚氯乙烯电缆，此电缆为三相四线制（三主一接地） 此住宅小区电缆以下如：（ 商铺由于总负荷过大，再者 3层，便于方便选用 3条电缆供应。） 电缆型号的选择及技术数据： 干线号 电流（ A） 数量（根） 干线型号 14 A 座 70+1 25) B 座 70+1 25) C 座 95+1 25) D 座 95+1 25) E 座 70+1 25) F 座 70+1 25) 大酒店 70+1 25) 商铺 70+1 25) 3 70+1 25) 水房 16) 排污 35) 缆选择注意事项 下水位，工程地质和气象条件等因素综合考虑确定。 尽量采用砖砌电缆明沟。室内电缆沟可采用素混凝土或钢筋混凝土结构。对于湿陷性黄土或地下水对砖砌体有腐蚀性的地区，不宜采用砖砌电缆沟。 要包括电缆转弯半径、接地及防火的要求。并应结合场地的竖向布置，雨水排水以及地下水位和工程地质条件等因素，统一考虑电缆沟的防水及排水措施，应贯彻以防为主，防排结合的原则。 00度不宜大于 1100要时可采用双沟并列布置的电缆沟。 般不宜小于 5，在局部困难地段不应小于 3。电缆沟纵向坡度宜于地面的坡度一致。室外电缆沟内的积水应排至雨水排水系统。为防止地面雨水流入沟内，电缆沟的沟壁应高出地面 100 150 6. 当采用水泥预制式电缆沟盖板时，电缆沟盖板的宽度不宜超过 500应双面配筋，室内电缆沟盖板宜采用复合材料的盖板，以 确保盖板的平整轻便。 15 采用强度等级不低于 高度不小于 150 电缆井也根据电缆大刃多少而定，尺寸 800亳米 区电缆井大概800亳米左右。钢管也根据电缆大小采用直经 100有采用 术方案与方案确定 对于配电系统，由于总降压变电所位置不同或配电路的路径和结构不同，可以提出很多设计方案，当拟定的各方案按同等的条件经计算得出各项指标后，应尽可能选择投资少，技术性能较好的方案。如果两个方 案在技术上相当，则一般应优先采用投资和年运行费用均较小的方案。 此住宅小区变电所布置图如 图 2 变电所主接线包括一次接线。二次接线及配出线的接线，此住宅小区有一类负荷，用两台变压器（一备一用），故选用两条进线（ 10电源，据此住宅小区我们设计运用单母线分段式接线，此方式与其它接线方式相比所用设备少、经济、系统接线简单、操作安全。 第五节 电容补偿 容补偿原理 把具有容性负荷的 装置与感性负荷并联接在同一电路 ,当容性负荷释放能量时 ,感高压配电箱 变压器 低压配电箱 16 性负荷吸收能量 ;而感性负荷释放能量时 ,容性负荷却在吸收能量 ,能量在两种负荷之间互相交换 感性负荷所吸收的无功功率可由容性负荷输出的无功功率中得到补偿 ,这就是 它 的补偿原理 。 功补偿装置 1） 当配电所中无高压负荷时，不得在高压侧装设并联电容器装置。低压并联电容器装置的安装地点和装设容量，应根据分散补偿和降低线损的原则设置。补偿后的功率因数应符合现行国家标准全国供用电规则的规定。 2）低压电容器或电容器组，可采用三角形接线或中性点不接地 的星形接线方式。 3）低压并联电容器装置接线宜装设下列配套元件；当采用的交流接触器具有限制涌流功能和电容器柜有谐波超值保护时，可不装设相应的限流线圈和热继电器。 （ 1）总回路刀开关和分回路交流接触器或功能相同的其他元件。 （ 2）操作过电压保护用避雷器。 （ 3）短路保护用熔断器。 （ 4）过载保护用热继电器。 （ 5）限制涌流的限流线圈。 （ 6）放电器件。 （ 7）谐波含量超限保护、自动投切控制器、保护元件、信号和测量表计等配套器件。 4）低压电容器组装设的外部放电器件，可采用三角形接线或不接地的星形 接线，并直接与电容器连接。 容补偿公式 补偿原理：如果补偿有用计算功率为 P， 无功计算功率为 Q ,则补偿后的功率三角形如图 3： 17 由于补偿前后总的有用计算功率不变，因此功率因数得到提高，总的视在功率 (1/2 式中： 电容器的总无功容量， P 为系统的有功计算负荷， 补偿前总的视在功率， 此小区的自然功率因数： 于 以应进行人工补偿，补偿后的功率因数应达到 a c = 1）补偿无功功率 : （ ） =(电容器额定容量为 30定电压为 3 2）所需电容器的个数为 :n =0 虑到三相均衡分配，需装设 12个电 容器，每相装设 4个。 此时并联电容的实际容量为： 2 30=360 3）补偿后的功率因数： c = Q 360=a c = (P 2 + 1/2 =( 1/2 =VA P / S W/率因数符合要求。 容柜 电容补偿柜 由柜壳、母线、断路器、隔离开关，热继电器、接触器、 避雷器、电容器、电抗器、一、二次导线、端子排、功率因数自动补偿控制装置、盘面仪表等组成 。 18 压电缆分线箱 低压电缆分线箱为开断式户外型的电缆分线箱，分线箱适用于城镇 住宅小区及别墅住宅作为电缆分线接户使用，对某些小型箱式变电站可配套组成以辐射方式向多个用户供电的线路装置。 低压电缆分线箱进出线电缆结构简单，联结方便，具有安全可靠、全封闭、耐腐蚀、性价比高等特点。 分线箱的电气间隙不小于 12绝缘隔板时不小于 8 电距离 不小于 20 线对地距离不小于 6 缆分线箱应离墙垂直安装于地面上，前后须留有足够的安装和操作通道，应安装在高出地面的预制基础上。基底间隙应用水泥封住。进出电缆沿电缆沟敷设，必须采取措施防止电缆分线箱周围积水及小动物的进入。 第六节 开关柜与环网柜的介绍 关柜与环网柜的介绍 一般指的就是密封的，内部带有断路器（开关）的柜体，正常高压开关柜内部有上隔离闸刀，断路器和下隔离闸刀等设备。低压就一般只有塑料壳式断路器。 开关柜 是一种电设备，外线先进入柜内主控开关，然后 进入分控开关，各分路按其需要设置。如仪表，自控，电动机磁力开关，各种 交流接触器 等，有的还设高压室与低压室开关柜，设有高压母线，如发电厂等，有的还设有为保主要设备的低周减载 这个是专用名词，这种电器设备内部有多路高压开关，其中最少有两路电源进来的开关，当其中的一路电源停电，另一路就会进行供电，以保证不间断供电。正常是人为操作。 每个配电支路设一台开关柜（出 线开关柜），这台开关柜的母线同时就是环形干线的一部分。就是说，环形干线是由每台出线柜的母线连接起来共同组成的。每台出线柜 19 就叫 “ 环网柜 ” 。 高低压开关柜顾名思义就是接高压的设备和低压的设备，指的当然就是高压开关柜和低压开关柜了。 一般供电局都是用高压线接到小区的环网柜，然后由环网柜到变压器，经变压器降压再到低压柜，低压柜在到各个用电的配电箱，里面无非就是一些开关断路器之类的 . 配电柜、开关柜是同一种东西。 其实也是一种低压柜，由一路电源进来，通过断路器（开关）或隔离开 关（闸刀）带多路出线。 压开关柜的“五防” 1、高压开关柜内的真空断路器小车在试验位置合闸后，小车断路器无法进入工作位置。（防止带负荷合闸） 2、高压开关柜内的接地刀在合位时，小车断路器无法进合闸。（防止带接地线合闸） 3、高压开关柜内的真空断路器在合闸工作时，盘柜后门用接地刀上的机械与柜门闭锁。（防止误入带电间隔） . 4、高压开关柜内的真空断路器在工作时合闸，合接地刀无法投入。（防止带电挂接地线） 5、高压开关柜内的真空断路器在工作合闸运行时，无法退出小车断路 器的工作位置。（防止带负荷拉刀闸） 关柜常见分类： 1、低压抽出式开关柜 2、交流低压配电柜 3、金属铠装移开式开关柜 20 4、低压固定分隔式开关柜 5、高压电容器柜 6、高压开关柜 置的选择 开闭所位置的选择，应根据下列要求经技术、经济比较确定： 室或其他经常积水场所的正下方，且不宜与 上述场所相贴邻。 不应设在有火灾危险环境的正上方或正下方。 网柜及环网柜的分类 环网柜是一组高压开关设备装在钢板金属柜体内或做成拼装间隔式环网供电单元的电气设备，其核心部分采用负荷开关和，具有结构简单、体积小、价格低、可提高供电参数和性能以及供电安全等优点。它被广泛使用于城市住宅小区、高层建筑、大型公共建筑、工厂企业等负荷中心的配电站以及箱式变电站中。 环网柜的 高压开关 一般不采用结构复杂的断路器而采取结构简单的带高压熔断器的高压负荷开关。也就是说，环网柜中的高压开关一般是负荷开关。环网柜用负荷开关操作正常电流，而用熔断器切除短路电流，这两者结合起来取代了 断路器 。当然这只能局限在一定容量内。 21 环网柜一般分为空气绝缘和 缘 两种，用于分合负荷电流，开断短路