住宅小區(qū)電氣工程設(shè)計【含27張CAD圖紙和說明書】
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目錄
摘要 I
Abstract II
引言 1
1 設(shè)計概要 1
1.1小區(qū)概況 1
1.2 設(shè)計原則及依據(jù) 1
1.3 設(shè)計要求 1
2 負荷統(tǒng)計計算與無功補償計算 1
2.1 負荷統(tǒng)計計算 1
2.2 無功功率計算及補償 2
2.2.1 無功補償方式 2
2.2.2 無功補償容量 2
2.2.3 并聯(lián)電容器的選擇 3
3 變電所布置及型式 3
3.1 變電所的位置選擇 3
3.2 變配電室的結(jié)構(gòu) 3
3.3 變配電室的型式選擇 4
4 變壓器的選擇 4
4.1 變壓器臺數(shù)的選擇 4
4.2 變壓器容量的選擇 4
5 主接線方案的選擇 5
5.1 變電所主接線方案的評價 5
5.2 變電所主接線方案的確定 5
6 短路電流計算 6
6.1 短路計算概述 6
6.1.1 短路計算的目的 6
6.1.2 短路計算的內(nèi)容 6
6.1.2 短路計算的方法 6
6.2 相關(guān)節(jié)點的短路計算 6
6.2.1 短路計算點的選取 6
6.2.2 相關(guān)節(jié)點的短路計算 7
7 線纜的選擇與校驗 8
7.1 高壓電纜的選擇與校驗 8
7.1.1 高壓進線電纜 8
7.1.2 高壓母線 9
7.1.3高壓出線電纜的選擇 9
7.2 低壓電纜的選擇與校驗 10
7.2.1 低壓母線 10
7.2.2 低壓出線電纜 10
8變電所一次設(shè)備的選擇與校驗 11
8.1 高壓一次設(shè)備的選擇與校驗 11
8.1.1 高壓隔離開關(guān) 11
8.1.2 高壓斷路器 12
8.1.3 高壓熔斷器 13
8.1.4 電流互感器 13
8.1.5 電壓互感器 13
8.1.6 高壓開關(guān)柜 13
8.1.7 高壓避雷器 14
8.2 低壓一次設(shè)備的選擇與校驗 14
8.2.1 低壓斷路器 14
8.2.2 低壓電流互感器 15
8.2.3 低壓刀開關(guān)的選擇與校驗 16
8.2.4 低壓配電柜 16
9.小區(qū)單體設(shè)計 16
9.1 電氣照明設(shè)計 16
9.1.1 電氣照明概述 16
9.1.2 燈具的選擇與布置 16
9.1.3照度計算 17
9.1.4 照度計算書 17
9.1.4開關(guān)、插座的選擇與布置 22
9.1.5各級線路及配電箱選擇 22
9.2 智能弱電系統(tǒng)設(shè)計 23
9.2.1 有線電視系統(tǒng) 23
9.2.2 電話系統(tǒng) 23
9.2.3 網(wǎng)絡(luò)布線系統(tǒng) 23
9.2.4 訪客對講系統(tǒng) 23
10 防雷與接地裝置的選擇 23
10.1 變電所防雷與接地系統(tǒng)設(shè)計 23
10.2 單體樓的防雷與接地系統(tǒng)設(shè)計 26
參考文獻 27
致謝 28
附件 29
iii
Abstract II
Introduction 1
1 Design outline 1
1.1Community survey 1
1.2 Design principle and basis 1
1.3 Design requirements 1
2 Calculation of load statistics and calculation of reactive power 1
2.1 Load statistics calculation 1
2.2 Reactive power calculation and compensation 2
2.2.1 Reactive power compensation method 2
2.2.2 Reactive power compensation capacity 2
2.2.3 Selection of shunt capacitor 3
3 Substation layout and type 3
3.1 Position selection for Substation 3
3.2 Structure of Substation 3
3.3 Type selection for Substation 4
4 Transformer selection 4
4.1 The choice of transformer 4
4.2 Transformer capacity choice 4
5 Selection of main wiring scheme 5
5.1 The evaluation of substation main wiring scheme 5
5.2 Determination of main wiring scheme of Substation 5
6 Calculation of short-circuit current 6
6.1 Short circuit calculation 6
6.1.1 The purpose of short circuit calculation 6
6.1.2 Contents of short-circuit calculation 6
6.1.2 Method of short circuit calculation 6
6.2 Short circuit calculation of correlation node 6
6.2.1 Selection of short-circuit calculation points 6
6.2.2 Short circuit calculation of correlation node 7
7 Cable selection and verification 8
7.1 Selection and verification of high voltage cable 8
7.1.1 High voltage feed cable 8
7.1.2 High voltage bus 9
7.1.3Selection of high-voltage cable outlet cable 9
7.2 Selection and verification of low voltage cable 10
7.2.1 Low voltage bus 10
7.2.2 Low-voltage outgoing cable 10
8Selection and verification of the equipment for Substation 11
8.1 Selection and verification of HV equipment 11
8.1.1 High voltage isolating switch 11
1
8.1.2 High voltage circuit breaker 12
8.1.3 High voltage fuse 13
8.1.4 Current transformer 13
8.1.5 Voltage transformer 13
8.1.6 High voltage switch cabinet 14
8.1.7 High voltage surge arrester 14
8.2 Selection and verification of low voltage primary equipment 14
8.2.1 Low voltage circuit breaker 15
8.2.2 Low voltage current transformer 16
8.2.3 Selection and verification of low pressure knife switch 16
8.2.4 Low voltage distribution cabinet 16
9.District monomer design 16
9.1 Electrical lighting design 16
9.1.1 Overview of electrical lighting 16
9.1.2 Selection and layout of lamps 16
9.1.3 Illumination calculation 17
9.1.4 Illuminance calculation 17
9.1.4The choice and layout of switch and socket 22
9.1.5All levels of line and distribution box selection 22
9.2 Design of intelligent weak current system 23
9.2.1 Cable TV system 23
9.2.2 Telephone system 23
9.2.3 Network cabling system 23
9.2.4 Visitor intercom system 23
10 Lightning protection and grounding device selection 23
10.1 Lightning protection and grounding system design of Substation 23
10.2 Lightning protection and grounding system design single building 26
Reference 27
Thank 28
Annex 29
1
住宅小區(qū)電氣工程設(shè)計
摘要：隨著人們生活水平和素質(zhì)的提高，人們對居住環(huán)境的質(zhì)量要求也越來越高。住宅電氣設(shè)計合理化程度直接影響到建筑工程的使用性能,也會影響到民眾生活質(zhì)量。本次電氣工程設(shè)計嚴格按照國家設(shè)計規(guī)范，以主要電氣系統(tǒng)設(shè)計為主，分別從弱電系統(tǒng)設(shè)計，供配電設(shè)計，防雷與接地設(shè)計，單體樓電氣照明及動力設(shè)計，綜合布線等幾部分內(nèi)容進行設(shè)計。精確合理的選用電力設(shè)備，采用有效保護以避免各種電氣安全事故的發(fā)生。使本小區(qū)的住宅電氣設(shè)計更加合理、經(jīng)濟、安全。
關(guān)鍵詞：電氣照明設(shè)計 智能弱電系統(tǒng) 供配電設(shè)計 設(shè)備選擇 繼電保護
1
Electrical Engineering Design for Fangyuan Residential District
Huxiaoxu
(Shandong Agricultural University, Mechanical and Electronic Engineering Taian 20110787)
Abstract With the improvement of people "s living standards and quality, people" s quality of living environment becomes higher and higher. The degree of rationalization of residential electrical design directly affects the use of architectural engineering, but also affects the quality of life of the people. Electrical design of the project strictly in accordance with national design code, mainly to the main electrical system design, respectively from the weak current system design, design of power supply and distribution, lightning protection and grounding design, some monomer building electrical lighting and power design, integrated wiring design. Accurate and reasonable selection of power equipment, using effective protection to avoid the occurrence of various electrical safety incidents. The residential electrical design of the residential more reasonable, economical and safe.
Keywords: electricity light to design；intelligent weak current system；distribution design；equipment selection；relay protection
27
引言
本次設(shè)計為住宅小區(qū)電氣設(shè)計，包括供配電設(shè)計、智能弱電設(shè)計。該設(shè)計以山東農(nóng)業(yè)大學(xué)電氣工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書所提供的設(shè)計任務(wù)、設(shè)計要求、小區(qū)總平面圖為依據(jù)，結(jié)合國家的各種建筑設(shè)計標準規(guī)范要求，并查閱各種相關(guān)的圖書資料進行的。
本設(shè)計的主要內(nèi)容包括：電氣照明設(shè)計，弱電系統(tǒng)設(shè)計，燈具、插座及線路的選擇與布置；負荷與無功補償計算；變壓器的型號及其連接方式的選擇；變電所的型式及位置的選擇；主接線方案的選擇；短路電流的計算；線纜的選擇；高低壓一次設(shè)備的選擇；繼電保護；防雷與接地保護等。
1 設(shè)計概要
1.1小區(qū)概況
（1）工程地點:泰安市。
（2）工程概況：該小區(qū)占地面積42513,包括單體建筑16棟;戶型分為A、 B、C等共計512戶，總建筑面積60123.89 , 小區(qū)為三級負荷，小區(qū)年最大負荷利用小時為2500h，日最大負荷持續(xù)時間為8小時。小區(qū)低壓動力設(shè)備為三相供電，額定電壓為380V，家用電器及照明為單項供電，額定電壓為220V。
（3）氣象資料：年最高氣溫為41，年平均氣溫為13，年最低氣溫為-20.5，年最熱月地下0.8米處平均溫度28.7。
（4）地質(zhì)水文資料：所在地區(qū)平均海拔134m，地下水位為3m。
1.2 設(shè)計原則及依據(jù)
供電電源情況：本小區(qū)由附近一條10kV的公用電源線引進供電，導(dǎo)線為等邊三角形排列，線距為1.2m；變電站距離本小區(qū)5km，該干線首端所裝高壓斷路器的斷流容量為500MVA，此斷路器配備有定時限過電流保護和電流速斷保護，其定時限過電流保護整定的動作時間為1.5s。
1.3 設(shè)計要求
根據(jù)小區(qū)供電電源及小區(qū)用電負荷情況，并且考慮小區(qū)以后的發(fā)展，應(yīng)采用安全可靠，經(jīng)濟合理，技術(shù)先進的方案，統(tǒng)計負荷計算、功率因數(shù)計算及無功功率因數(shù)補償；確定變配電所的位置和型式選擇；確定變電所主變壓器的臺數(shù)與容量；計算短路電流；選擇變電所主接線方案；選擇并校驗高低壓側(cè)一次回路設(shè)備；選擇各單體樓線路及設(shè)備；選擇整定繼電保護裝置；確定防雷和接地裝置，最后按要求提交設(shè)計計算書及說明書，繪出設(shè)計圖紙。
2 負荷統(tǒng)計計算與無功補償計算
2.1 負荷統(tǒng)計計算
根據(jù)小區(qū)的負荷情況，年最大負荷利用小時為2500h，日最大負荷持續(xù)時間為8 h，按照我國普遍采用的需要系數(shù)法確定計算負荷。
本小區(qū)共16棟樓，戶型為A、B、C三種，每棟樓三個單元，每層一樓為店鋪，二至五樓為住戶，共8戶?，F(xiàn)將所有用戶分為兩組，具體分組為：一組為商鋪,共192戶；二組為住宅，共512戶，系數(shù)參照《民用建筑電氣設(shè)計規(guī)范》[1]附錄C.6的規(guī)定，本小區(qū)按三相配電的方式供電，取=0.33，根據(jù)面積商鋪取4kw，住戶取6kW。
有功計算負荷：=N××=（4×192+6×320）×0.33 =887.04
《依據(jù)住宅設(shè)計規(guī)范》，取功率因數(shù)cos=0.85，則tan=0.62
無功計算負荷：= ×tan=887.04kW×0.75=665.28kvar
本小區(qū)總計算負荷為：（取=0.95, =0.97）
=×=0.95×887.04kW=842.688 kW
=×=0.97×665.28kvar=645.32kvar
總視在計算負荷：==kVA=1061.40kVA
功率因數(shù)：cos= = =0.79
2.2 無功功率計算及補償
2.2.1 無功補償方式
本設(shè)計采用低壓集中補償方式，補償范圍較分散補償小。但其管理方便，電容器能夠充分利用，電力電容器采用三角型連接，所用器件為靜電電容器。
2.2.2 無功補償容量
根據(jù)《供電企業(yè)規(guī)則》規(guī)定：用戶在當?shù)毓╇娖髽I(yè)規(guī)定的電網(wǎng)高峰負荷時的功率因數(shù)應(yīng)達到以下規(guī)定：10kV及高壓供電用戶功率因數(shù)為0.9以上，考慮到變壓器無功功率損耗遠大于有功功率損耗，因此在變壓器低壓側(cè)進行無功補償時，低壓側(cè)補償后的功率因數(shù)應(yīng)略高于高壓側(cè)補償后的功率因數(shù)0.9，這里取低壓側(cè)功率因數(shù)cos=0.93，tan=0.395。要是功率因數(shù)由0.79提高到0.93，低壓側(cè)應(yīng)裝設(shè)并聯(lián)電容器的容量為：
=-=645.32-842.688×0.395=312.46
取補償容量為=330 kvar
選用型號為BCMJ0.4-30-3[2]的電容器。個數(shù)為=330/30=11
補償后的變電所低壓側(cè)的視在計算負荷為：
== kVA =899.75kVA
在計算小區(qū)高壓側(cè)總計算負荷時，需要計入有關(guān)線路和變壓器的損耗。但由于本小區(qū)樓房比較集中，配電線路不長，所以有關(guān)線路的功率損耗不計，只考慮變壓器的損耗。
變壓器的功率損耗為:
=0.015×=0.015×899.75kVA=13.50kW
=0.06×=0.06×899.75 kVA=54.0Kvar
變配電所高壓側(cè)的計算負荷為：
=842.688kW+15.09 kW=857.778kW
=(645.32-330) kvar+54 kvar=369.32kvar
==934kVA
功率因數(shù)：cos= =0.918
無功補償后，功率因數(shù)（最大負荷時）為: cos=0.918>0.9,符合要求。
2.2.3 并聯(lián)電容器的選擇
根據(jù)要求，選擇的電容器型號為：選用型號為BCMJ0.4-30-3[2]型電容器11個，并采用無功功率自動補償控制器，使電網(wǎng)中功率因數(shù)保持在設(shè)定值內(nèi)，達到提高效率的目的。
3 變電所布置及型式
變電所擔負著從電力系統(tǒng)受電，經(jīng)過變壓，在分配電能的任務(wù)。它是供電系統(tǒng)的樞紐，在供電系統(tǒng)中占有特殊重要的地位。本工程設(shè)計結(jié)合供電技術(shù)的最新發(fā)展，從合理規(guī)劃，考慮發(fā)展角度出發(fā)，對該小區(qū)設(shè)置一降壓變電所，采用獨立式結(jié)構(gòu)。
3.1 變電所的位置選擇
變電所位置的選擇，應(yīng)根據(jù)下列要求綜合確定：
A. 深入或接近負荷中心；
B. 進出線方便；
C. 接近電源側(cè)；
D. 設(shè)備吊裝、運輸方便；
E. 不應(yīng)設(shè)在有劇烈震動或有爆炸危險介質(zhì)的場所；
F. 不宜設(shè)在多塵、水霧或有腐蝕性氣體的場所，當無法遠離時，不應(yīng)設(shè)在污染源的下風側(cè)；
G. 不應(yīng)設(shè)在廁所、浴室或其他經(jīng)常積水場所的正下方，且不宜與上述場所相貼鄰。如果貼鄰，相鄰隔墻應(yīng)做無滲漏、無結(jié)露等防水處理；
H. 變電所為獨立建筑物時，不應(yīng)設(shè)在地勢低洼和可能積水的場所。
依據(jù)上述原則和要求，變配電所的位置見圖紙所示。
3.2 變配電室的結(jié)構(gòu)
a．配電室的結(jié)構(gòu)
本高壓配電室的開關(guān)柜采用單列布置。
1）高壓開關(guān)柜為距墻布置時，柜后與墻凈距大于800mm，側(cè)面與墻凈距應(yīng)大于200mm。
2）通道寬度在建筑物的墻面遇有柱類局部凸出時，凸出部位的通道寬度可以減少200mm。
3）當電源從柜后正背后墻上另設(shè)隔離開關(guān)及其手動操作機構(gòu)時，柜后通道凈寬不小于1.5m；當柜背面防護等級為IP2X時，可減為1.3m。
4）高壓配電室的防火等級不應(yīng)低于二級。
低壓配電室內(nèi)成列布置的低壓配電屏，其屏前后的通道的最小寬度，按GB50053-1994規(guī)定，如表3-1所示。
表3—1 低壓配電室內(nèi)屏前后通道最小寬度
配電屏形式
配電屏的形式
屏前通道/mm
屏后通道/mm
抽屜式
單列布置
1500
800
雙列面對面
2000
800
雙列背對背
1500
1000
本低壓配電室的配電柜采用雙列面對面布置，參考表中第二行數(shù)據(jù)：
1）低壓配電室與抬高地坪的變壓器室相鄰時，配電室高度不應(yīng)小于4m；與不抬高地坪的變壓器室相鄰時，配電室高度不應(yīng)小于3.5m。
2）低壓配電室的防火等級不應(yīng)低于三級。
3）電源從柜后正背后墻上另設(shè)隔離開關(guān)及其手動操作機構(gòu)時，柜后通道凈寬不應(yīng)小于1.5m；當柜背面防護等級為IP2X時，可減為1.3m。
b．值班室的結(jié)構(gòu)
值班室的結(jié)構(gòu)型式，要結(jié)合變配電所的總體布置和值班制度全盤考慮，以利于運行維護。
3.3 變配電室的型式選擇
變配電室的布置方案，應(yīng)因地制宜，合理設(shè)計。本工程設(shè)計裝設(shè)的變配電室為10/0.4kV的獨立變電所，其設(shè)備平面布置圖詳見配電室設(shè)備平面布置圖，其設(shè)備布置特點：
a．獨立式變電所的變壓器采用油浸式，變壓器通風以自然通風為主，變壓器室地坪抬高，北面下設(shè)進風口，南面上設(shè)出風口。
b．高壓配電室南北兩端開兩大門，不設(shè)采光窗，高壓柜下設(shè)電纜溝，高壓開關(guān)柜雙面維護，前面設(shè)操作通道，后設(shè)置維護通道。
c．低壓配電室與變壓器室相鄰，便于低壓母線連接。低壓配電柜雙面維護，前面設(shè)操作通道，后設(shè)置維護通道。柜下和柜后設(shè)電纜溝，低壓進出線由西側(cè)和高壓室東側(cè)引進和引出，低壓配電室西側(cè)開一扇大門，對外出口，東側(cè)開一扇大門與高壓室相通，門向高壓室開啟。
d．變壓器室為一級防火建筑，設(shè)鋼門，向外開180°，高低壓配電室設(shè)鋼門外開，電纜溝作防水處理。
4 變壓器的選擇
電力變壓器是本變電所中最關(guān)鍵的一次設(shè)備，其功能是將電力系統(tǒng)中的電壓降低，以利于電能的合理輸送、分配和利用。本工程設(shè)計變電所裝設(shè)S9型系列油浸式銅線電力變壓器，相數(shù)為三相，調(diào)壓方式為無載調(diào)壓，繞組形式為雙繞組,聯(lián)結(jié)組別為Dyn11方式。
4.1 變壓器臺數(shù)的選擇
選擇變壓器臺數(shù)時應(yīng)考慮以下幾條原則：
a．應(yīng)滿足用電負荷對供電可靠性的要求。對供有大量一、二級負荷的變電所應(yīng)裝設(shè)兩臺變壓器。
b．對季節(jié)性負荷或晝夜負荷變動較而宜采用經(jīng)濟運行方式的變電所，可考慮采用兩臺變壓器。
c．負荷集中而容量相當大的變電所，既是為三級負荷，也應(yīng)采用兩臺或多臺變壓器。
d．在確定變電所主變壓器臺數(shù)時，應(yīng)適當考慮負荷的發(fā)展，留有一定的余地。
居民用電負荷屬于三級負荷，但負荷集中，本設(shè)計綜合考慮以上原則，確定裝設(shè)兩臺變壓器。
4.2 變壓器容量的選擇
本小區(qū)全部為三級負荷,每臺變壓器的容量需滿足以下條件：
任一臺變壓器單獨運行時，宜滿足總計算負荷的大約60%～70%的需要，即：
=(0.6～0.7)× =(0.6～0.7)×899.75kVA＝（539.85～629.825)kVA
本廠所在地區(qū)的年平均氣溫為26.5，且變壓器采用室內(nèi)安裝，綜上所述，本設(shè)計選用2臺S9-630/10，Dyn11型接線的變壓器。
5 主接線方案的選擇
本設(shè)計根據(jù)原始資料計算結(jié)果，綜合考慮各方面的因素，選擇合適的主接線方案。并進行技術(shù)、經(jīng)濟分析論證，最后對所選擇方案繪出變電所主接線裝置圖和系統(tǒng)圖。
變電所的主接線方案基本要求：
a．保證供電的可靠性，滿足負荷用電的要求；
b．在保證可靠供電的前提下，主接線應(yīng)簡單，運行方便；
c．主接線應(yīng)有一定的靈活性；
d．在保證可靠運行的基礎(chǔ)上，力求投資少，年運行費用低。
5.1 變電所主接線方案的評價
根據(jù)設(shè)計要求，本設(shè)計選擇高壓側(cè)單母線不分段、低壓側(cè)單母線分段的變電所主接線方案。該方案有以下優(yōu)點：
首先，從技術(shù)指標方面考慮，該方案的供電可靠性和運行靈活性都比較高，在高低壓母線側(cè)發(fā)生短路時，僅故障母線段停止工作，非故障段仍可繼續(xù)運行，可縮小母線故障時停電范圍，同時對重要用戶可從不同母線分段引出雙回路供電，供電可靠性及運行靈活性相當高。
其次，從經(jīng)濟指標方面考慮，雖然該方案的初投資比較高，但從年運行費用包括設(shè)備折舊費，設(shè)備維護費和年電能損耗費考慮，該方案又有許多優(yōu)越之處。
5.2 變電所主接線方案的確定
1.a．電源進線
為滿足小區(qū)負荷的要求，本變電所采用兩路10kV電源進線，一路由小區(qū)東側(cè)的電纜線引進，作為正常工作電源；另一路為聯(lián)絡(luò)線，從鄰近的用電單位的聯(lián)絡(luò)線取得，作為備用電源。正常情況下高壓母線隔離開關(guān)打開，由前一路電源供電。
b．母線
高低壓母線采用單母線制，備用電源自動投入裝置，以提高供電的可靠性。為測量、監(jiān)視、保護和控制主電路設(shè)備的需要，母線上裝設(shè)有電壓互感器的繼電保護裝置和避雷器，與電壓互感器同設(shè)在進線隔離柜中，共用抽屜式開關(guān)柜。
c．高壓配電出線
該變電所有兩路高壓出線，經(jīng)斷路器配電給兩臺變壓器。所有出線斷路器的母線側(cè)采用抽屜式開關(guān)柜，以保證斷路器和出線的安全檢修。
d、低壓配電出線
該變電所的低壓出線均裝設(shè)刀開關(guān)和斷路器，供電給16棟樓，兩路出線經(jīng)刀開關(guān)和接觸器供給低壓配電室的低壓并聯(lián)電容器柜供電。
2.高低壓主接線的選擇范圍：
（1）單母線不分段接線：由于單母線不分段接線是一種比較簡單的接線方式，使用設(shè)備少，當母線或母線隔離開關(guān)出現(xiàn)故障或需要檢修時，必須斷開所有的用電設(shè)備，只用于用戶對供電的連接性要求不高的場合。
（2）單母線分段接線：單母線分段接線是根據(jù)電源的數(shù)目和功率，電網(wǎng)的接線情況來決定。通常每段接一個電源，引出線分接到各段上，并使各段引出線的電能分配情況盡量與電源功率相平衡，盡量減少各段線路之間的電能交換。
（3）雙母線及其分段制的選擇：當負荷大，一級負荷多年，或潰電回路太多，采用單母線分段制有困難時，則可采用雙母線制，一路工作線，另一路備用母線，每條進出線均經(jīng)過一個斷路器和兩個隔離開關(guān)分別接到雙母線上[4]。雙母線可以輪流檢修母線而不至于停電只需把一條母線的負荷到閘到令一條母線上即可，可以順速恢復(fù)正常供電。
（4）帶旁路母線的單母線造價高，一般不用。
（5）不分段的雙母線造價高，一般不用。
（6）內(nèi)橋式和外橋式接線適合35KV以上的供電系統(tǒng)。
3.由于本小區(qū)屬于三級負荷，綜合考慮：高壓采用單母線，低壓單母線分段的變電所主接線。這種接線適用于兩臺及以上主變壓器或具有多路高壓出線的變電所，其供電可靠性也較高。
優(yōu)點：供電可靠性高，任一臺主變壓器檢修或發(fā)生故障時，通過切換操作，即可迅速恢復(fù)整個變電所的供電。
缺點：高壓母線或電源進線進行檢修或發(fā)生故障時，整個變電所仍要停電，只能給三級負荷供電。
低壓配電采用TN-C-S三相五線制供電系統(tǒng)，并在入樓時統(tǒng)一接地。
6 短路電流計算
6.1 短路計算概述
6.1.1 短路計算的目的
a．對所選的電氣設(shè)備進行動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定校驗。
b．進行變壓器和線路保護的整定值和靈敏度計算。
6.1.2 短路計算的內(nèi)容
計算總降壓變電所相關(guān)節(jié)點的三相短路電流和三相短路容量。
6.1.2 短路計算的方法
視系統(tǒng)為無限大容量系統(tǒng)，采用標么值法對變電所的相關(guān)節(jié)點進行短路電流計算。
6.2 相關(guān)節(jié)點的短路計算
根據(jù)小區(qū)供電情況得知，小區(qū)由線芯截面25的電纜供電，距小區(qū)為6km，電力系統(tǒng)饋電變電站首端所裝高壓斷路器的斷流容量=500MVA，查表知架空線路每相單位長度電抗平均值為0.35。
6.2.1 短路計算點的選取
在系統(tǒng)最大運行方式下，短路計算電流的單相等值電路如圖7-1所示。
圖6-1 供電短路系統(tǒng)圖
6.2.2 相關(guān)節(jié)點的短路計算
假定＝500[7]
(1)電路如上圖所示
(2)確定基準值：＝100, ＝＝10.5
=＝0.4，而＝＝5.5
＝＝144
(3)短路電路中各主要元件的電抗標幺值
1)電力系統(tǒng)電抗標么值：
由《工廠供電》附表12查得SN10-10Ⅱ型斷路器的
＝500
＝
2)架空線路電抗的標幺值：查表得＝0.35/,
則
＝
3)電力變壓器的電抗標幺值，有附表8查得=5
＝
繪短路等效電路如下圖所示，圖上標出各元件的序號和電抗的標么值，并標明短路計算點：
4/7.94
圖6-2短路等效電路
(4)求K-1點的短路電路總電抗標幺值及三相短路電流和短路容量
1)總電路標幺值: ＝0.2＋1.9＝2.1
2)三相短路電流周期分量有效值:
＝
3)其他三相短路電流:
4)三相短路容量
同理，求-2點的短路電流總電抗標幺值及三相短路電流和短路容量
1)總電路標幺值:
三相短路電流周期分量有效值：
3)其他三相短路電流：
4)三相短路容量：
7 線纜的選擇與校驗
7.1 高壓電纜的選擇與校驗
7.1.1 高壓進線電纜
首先按發(fā)熱條件選擇導(dǎo)線截面。高壓側(cè)的計算電流（按變壓器的容量算），本小區(qū)所在地最熱月地下0.8米處平均溫度為28.7℃，查《工廠供電》附錄表18.a知，纜芯最高工作溫度為90℃時導(dǎo)線載流量的校正系數(shù)為0.97。查表知，土壤熱阻系數(shù)為1.2時校正系數(shù)為1.0，25的交聯(lián)聚乙烯電纜載流量為>69.28,符合載流量要求。故所選導(dǎo)線型號為YJV-10KV-3×25.
校驗：查《工廠供電》附錄表知,該導(dǎo)線的熱穩(wěn)定系數(shù)為=140=1.5+0.05=1.55.校驗其短路熱穩(wěn)定性：〈25,符合要求，故應(yīng)選25的電纜。
在按經(jīng)濟電流密度選擇，查表知=2.5A/ (年最大負荷利用小時數(shù)為2500).經(jīng)濟截面為，接近25。
由于電纜的機械強度很好，故無需校驗其動穩(wěn)定性。
綜合以上各因素，最后選擇的電纜是YJV-10KV-3×25。
7.1.2 高壓母線
按載流量選擇LMY-40×4矩形鋁母線，平放載流量。符合要求，現(xiàn)校驗其動熱穩(wěn)定性：
a.動穩(wěn)定度校驗
LMY母線材料的最大允許應(yīng)力。
三相短路時所受的最大電動力：
母線的彎曲力矩（母線檔數(shù)為3）：
母線的截面系數(shù)：
母線在三相短路時的計算應(yīng)力:
所以，，滿足動穩(wěn)定度要求。
b.熱穩(wěn)定度校驗：
查《工廠供電》附錄表7得鋁母線的熱穩(wěn)定系數(shù)，，得：
符合熱穩(wěn)定度要求。
7.1.3高壓出線電纜的選擇
高壓出線電纜的選擇：由于采用兩臺變壓器并列運行，按發(fā)熱條件選擇導(dǎo)線用的計算電流，對降壓變壓器高壓側(cè)的導(dǎo)線應(yīng)取為變壓器額定一次電流，查《工廠供電》附錄18知， 25的交聯(lián)聚乙烯電纜直埋方式時的允許載流量。
熱穩(wěn)定度校驗：查《工廠供電》附錄7，導(dǎo)體的熱穩(wěn)定度系數(shù) =140.短路發(fā)熱假想時間＝0.75，=16.2<25符合熱穩(wěn)定度要求。
故選用纜芯截面為25的交聯(lián)聚乙烯電纜直埋方式敷設(shè)。
7.2 低壓電纜的選擇與校驗
7.2.1 低壓母線
首先按載流量選擇，在變壓器的低壓側(cè)，其計算電流為：
查《工廠供電》附錄17，初步選LMY-63×8形鋁母線，平放載流量。
a.動穩(wěn)定度校驗
LMY母線材料的最大允許應(yīng)力。
三相短路時所受的最大電動力：
母線的彎曲力矩（檔數(shù)為3）：
母線的截面系數(shù)：
母線在三相短路時的計算應(yīng)力:
所以，，滿足動穩(wěn)定度要求。
b．熱穩(wěn)定度校驗：
符合熱穩(wěn)定度要求。
一般三相四線制線路的中性線截面應(yīng)不小于相線截面的50%，即=252 ，故中性線選用300的電纜。
7.2.2 低壓出線電纜
在本小區(qū)中，只有一種戶型，即一層為12戶店鋪，二至五層為20戶住戶。
查表知需要系數(shù)=0.6[10]， =4×12+6×20=168
==0.6×168=101
功率因數(shù)取為=0.9， =0.48
=×=101×0.48=48.48
=/ =101/0.9=112.2
=/ =110/(0.38×0.9)=185.7.
=185.7，首先按載流量選擇電纜，查《工廠供電設(shè)計指導(dǎo)》得70的銅芯聚氯乙烯電纜的載流量為=203A>185.7A。初步選定的電纜型號為YJV-0.4-370+150。
導(dǎo)線的熱穩(wěn)定性校驗：要進行此校驗必須進行低壓的短路電流計算。查《工廠供電設(shè)計指導(dǎo)》可知，70的銅芯聚氯乙烯電纜在線芯工作溫度為75攝氏度時，=0.32/，=0.07/。36戶型的5棟樓中，與變電所的最近距離和最遠距離分別為60和130,選擇最近的一棟進行短路電流計算,最遠的一棟計算電壓損失。=0.32×0.06=19.2. =0.07×0.06=4.2。電力變壓器的電阻和電抗，查《工廠供電》[15]附錄表8得：空載損耗=7500,阻抗百分比=5，由此得
＝/=1.3(400)2/(630)2=0.524
=/100=5×(400)2/100×630 =12.7
則,=19.2+0.524/2+=19.5,=4.2+12.7/2=11 ,
所以 =
63.78<70,符合要求。
計算電壓損失，=0.32×0.13=41.6，=0.07×0.13=9.1
=（72×41.6+34.56×9.1）/380=8.71
=8.71/380×100%=2.29%<5%，符合損失要求。綜上所述，并考慮到以后負荷發(fā)展的需要，選擇70的電纜。所選電纜為YJV-0.4-3×70+1×50。
本設(shè)計高低壓側(cè)線纜選擇一覽表如表7-1所示。
表7－1 線纜選擇一覽表
序號
名稱
計算電流/A
型號
備注
1
高壓母線
69.28A
LMY-40×4
2
低壓母線
909.32A
LMY-63×8
3
高壓進線
69.28A
YJV-10kV-3×25
電纜溝敷設(shè)
4
高壓出線
34.64A
YJV-10kV-3×25
電纜溝敷設(shè)
5
低壓出線
101A
YJV-0.4-3×120+1×70
電纜溝敷設(shè)
8變電所一次設(shè)備的選擇與校驗
變電所中的一次設(shè)備承擔著輸送和分配電能的任務(wù)，是供配電的主電路。一次設(shè)備是電力系統(tǒng)正常運行的基礎(chǔ)，一次設(shè)備的選擇與校驗特別重要。
8.1 高壓一次設(shè)備的選擇與校驗
8.1.1 高壓隔離開關(guān)
試選GN8—10T/100，校驗如表8-1
表8-1高壓隔離開關(guān)的選擇與校驗
序號
安裝地點電氣條件
GN8—10T/100
項目
數(shù)據(jù)
項目
數(shù)據(jù)
結(jié)論
1
10
10
合格
2
69.28
100
合格
3
6.68
25.5
合格
4
10.64
500
合格
8.1.2 高壓斷路器
根據(jù)和，擬選用ZN3-10Ⅰ/630-8型高壓少油斷路器。該斷路器的主要技術(shù)參數(shù)如表8-2所示。
表8－2 ZN3-10Ⅰ/630-8型斷路器主要技術(shù)參數(shù)
額定電壓
額定電流
額定開斷電流
動穩(wěn)定電流
（峰值）
熱穩(wěn)定電流
（有效值）（t=4s）
/kV
/A
/kA
/kA
/kA
10
630
8
20
8
根據(jù)線路計算電流進行校驗，如表8-3所示。經(jīng)校驗所選斷路器是合格的。
表8－3 斷路器選擇校驗表
序號
裝設(shè)地點的電氣條件
ZN3-10Ⅰ/630-8型斷路器
項目
數(shù)據(jù)
項目
數(shù)據(jù)
結(jié)論
1
10kV
10kV
合格
2
69.28A
630A
合格
3
2.62kA
8kA
合格
4
6.68kA
20A
合格
5
KA
×4=256KA
合格
8.1.3 高壓熔斷器
高壓側(cè)熔斷器用作高壓電壓互感器一次側(cè)的短路保護，擬選用RN2-10/0.5型戶內(nèi)高壓管式熔斷器。該熔斷器的主要技術(shù)參數(shù)如表8-4。
表8－4 RN2-10/0.5型熔斷器主要技術(shù)參數(shù)
額定電壓
額定熔體電流
額定開斷電流
/kV
/A
/kV
10
0.5
50
經(jīng)校驗所選熔斷器是合格的。
8.1.4 電流互感器
本設(shè)計擬選用LQJ10-10-0.5型電流互感器，計量用0.5級，保護用3級。該電流互感器的主要技術(shù)參數(shù)如表8-5。
表8－5 LQJ-10-100/5A型電流互感器主要技術(shù)參數(shù)
額定電壓
額定電流
動穩(wěn)定倍數(shù)
1S熱穩(wěn)定倍數(shù)
/kV
/A
10
100
225
90
根據(jù)線路計算電流進行校驗，如表8-6。經(jīng)校驗所選電流互感器是合格的
表8－6 電流互感器選擇校驗表
序號
裝設(shè)地點的電氣條件
LQJ10-10-0.5
項目
數(shù)據(jù)
項目
數(shù)據(jù)
結(jié)論
1
10kV
10kV
合格
2
69.28A
100A
合格
3
6.68kA
31.8kA
合格
4
2.68
9
合格
8.1.5 電壓互感器
本設(shè)計擬選用JDZJ-10型電壓互感器，計量用0.5級，保護用1級。經(jīng)校驗其額定電壓、額定電流均符合要求故所選電壓互感器是合格的。
8.1.6 高壓開關(guān)柜
參考以上設(shè)備選擇，考慮以后發(fā)展，選擇KYN28-12型鎧裝移開式金屬封閉開關(guān)柜。該開關(guān)柜的尺寸為2300 mm（高）×1500 mm（寬）×800mm（深）。
8.1.7 高壓避雷器
本設(shè)計中高壓避雷器使用場合為配電用，且配電電壓為10kV，根據(jù)高壓配電柜配置要求，對每段母線都設(shè)置一避雷器，因此選用HY5WS2-17/50型閥式避雷器。
8.2 低壓一次設(shè)備的選擇與校驗
8.2.1 低壓斷路器
a．受電柜和母聯(lián)柜的低壓斷路器的選擇與校驗
根據(jù)以上短路計算結(jié)果，擬選用DW15-1500型斷路器。
根據(jù)線路計算電流進行校驗，如表8-7。經(jīng)校驗所選斷路器是合格的。
表8－7受電柜和母聯(lián)柜的低壓斷路器選擇校驗表
序號
裝設(shè)地點的電氣條件
DW15-1500型低壓斷路器
項目
數(shù)據(jù)
項目
數(shù)據(jù)
結(jié)論
1
380V
400V
合格
2
909.33A
1500A
合格
3
23.72kA
50kA
合格
4
43.64kA
80kA
合格
低壓斷路器DW15-1500過電流脫扣器動作電流的整定
1）長延時過電流脫扣器動作電流和動作時間的整定
長延時過電流脫扣器動作電流應(yīng)躲過線路最大負荷電流，即≥=1.1×909.33=1000.263A。故整定為1500A。
長延時過電流脫扣器的動作時間應(yīng)躲過允許過負荷的持續(xù)時間，整定為2h。
2）瞬時過電流脫扣器動作電流的整定
整定過電流線路脫扣器的額定電流=1500A≥，線路的尖峰電流，瞬時過電流脫扣器的動作電流應(yīng)躲過線路的尖峰電流，即：
故整定為。
3）短延時過電流脫扣器動作電流和動作時間的整定
短延時過電流脫扣器動作電流應(yīng)躲過線路短時間出現(xiàn)的負荷尖峰電流，即：
故整定為2500A。
短延時電流脫扣器的動作時間應(yīng)滿足保護選擇性要求，整定為0.6s。
4）熱脫扣器動作電流整定
熱脫扣器額定電流應(yīng)不小于線路的計算電流，即≥，選擇1000A，其動作電流按下式整定：，熱脫扣器動作電流整定為1500A。
所以受電柜和母聯(lián)柜的低壓斷路器選為HA1-2000，長延時動作電流/瞬時動作電流/短延時動作電流為：1500A/3000A/2500A。
b．低壓出線柜斷路器的選擇與校驗
選用低壓出線柜斷路器，計算電流為,故擬選用CW2-1600型斷路器。
低壓斷路器DW15-600過電流脫扣器動作電流的整定
1）長延時過電流脫扣器動作電流和動作時間的整定
=1.1×141.81A=156A
故整定為=。長延時過電流脫扣器的動作時間應(yīng)躲過允許過負荷的持續(xù)時 間，整定為2s。
2）瞬時過電流脫扣器動作電流的整定
線路的尖峰電流=3×141.81=425.43A，
瞬時過電流脫扣器動作電流為：
=1.35×425A=574A
整定為。
3）短延時過電流脫扣器動作電流和動作時間的整定
=1.2×425.43=511A
故整定為。
短延時過電流脫扣器的動作時間應(yīng)滿足保護選擇性要求，整定為0.5s
4）熱脫扣器動作電流整定
熱脫扣器額定電流選擇200A，其動作電流按下式整定：=1.1×141.81=156A，熱脫扣器動作電流整定為200A。
所以低壓出線柜低壓斷路器選為DW15-600，長延時動作電流/瞬時動作電流/短延時動作電流為：200A/600A/900A。
故低壓斷路器選用型DW15-600，額定電流為300A。
8.2.2 低壓電流互感器
計算電流 故試選用LMZJ1-0.5-1000/5型電流互感器（計量用0.5級，保護用3級）。,
>909.33A,熱穩(wěn)定系數(shù)=90，動穩(wěn)定系數(shù)為。
表8－8 電流互感器選擇校驗表
序號
裝設(shè)地點的電氣條件
LMZJ1-0.5-1000/5
項目
數(shù)據(jù)
項目
數(shù)據(jù)
結(jié)論
1
380V
500V
合格
2
909.33A
1000A
合格
3
43.64kA
226.27kA
合格
4
KA
0KA
合格
經(jīng)校驗所選電流互感器是合格的。
8.2.3 低壓刀開關(guān)的選擇與校驗
低壓出線上選擇HD13-600/31型和HD13-10000/31型刀開關(guān)。其=400>380V, =600A和=1000A。均符合要求。
8.2.4 低壓配電柜
受電柜和母聯(lián)柜選用GGD2-38固定式交流低壓配電柜，尺寸為：2200 mm（高）×1000 mm（寬）×800mm（深）。
低壓出線柜選用GGD2-38固定式交流低壓配電柜，尺寸為： 2200 mm（高）×800 mm（寬）×800mm（深）。
補償柜選用GGJ1型，尺寸為：2200 mm（高）×800 mm（寬）×800mm（深）。
9.小區(qū)單體設(shè)計
9.1 電氣照明設(shè)計
9.1.1 電氣照明概述
電氣照明要求采用照明設(shè)備將電能轉(zhuǎn)化為光能，以光照射的方式，滿足人類視覺條件的要求，提供舒適明快的環(huán)境和安全保障。設(shè)計要解決照度計算、各種燈具及材料的選型，并繪制出系統(tǒng)圖紙。
a．光源的選擇
室內(nèi)照明光源的確定，應(yīng)根據(jù)使用場所的不同，合理地選擇光源的光效、顯色性、壽命等光電特性指標，以及環(huán)境條件對光源光電參數(shù)的影響。本小區(qū)為住宅小區(qū)，根據(jù)《建筑照明設(shè)計標準》，選取熒光燈。熒光燈光色好，光譜特性接近天然光的譜線，且光線柔和，溫度較低，發(fā)光效率高使用壽命長，所以本設(shè)計主要選用熒光燈。
b．照度標準
參照國家標準GB50034-2004《建筑照明設(shè)計規(guī)范》各種作業(yè)場合所規(guī)定的照度標準值，各個房間照度標準可選度為如表9-1所示：
表9－1 各房間照度標準
房間類別
選擇照度（）
房間類別
選擇照度()
客廳
50
廚房
30
餐廳
30
衛(wèi)生間
15
臥室
30
閣樓
30
陽臺
10
書房
200
9.1.2 燈具的選擇與布置
a．照明燈具的選擇與布置標準
照明燈具是根據(jù)人們對照明質(zhì)量的要求，調(diào)整光源輻射的光通量在空間的分布，限制人眼受眩光作用從而獲得舒適的照明環(huán)境的設(shè)備。
在照明設(shè)計中選擇照明器的基本原則：
1）合適的光特性；2）符合使用場所的環(huán)境條件；3）符合防觸電保護要求；4）經(jīng)濟性；5）外型與建筑相協(xié)調(diào)。
對于民用建筑，燈具選擇應(yīng)符合以下規(guī)定：
1）在正常環(huán)境中，宜選用開啟式照明燈具；
2）在潮濕的房間中，如衛(wèi)生間，應(yīng)采用相應(yīng)防護措施的燈具；
3）在特別潮濕的房間應(yīng)選用防水防塵密閉性照明燈具；
4）在有腐蝕性氣體和有蒸汽的場所，應(yīng)采用相應(yīng)防腐蝕要求的燈具。
總之，對于不同的環(huán)境，應(yīng)注意選用具有相應(yīng)防護性措施的照明燈具，以保護光源，并保證光源的正常長期使用。
照明燈具的布置就是要確定燈在房間的空間布置。燈具布置是否合理，對照明質(zhì)量有重要影響。
（1）室內(nèi)照明燈具布置方式選擇均勻布置，根據(jù)需要采用矩形布置。
（2）采用合適的矩高比，注意燈具懸掛高度。
（3）照明燈具的布置還應(yīng)與建筑形式、建筑藝術(shù)相結(jié)合，并能滿足設(shè)備安裝維護和其它管線的布置要求。
最后在綜合考慮光源的空間分布特性，亮度分布和保護角及照明燈具的效率基礎(chǔ)上進行初步選擇，詳細選用布置及說明見單體樓電照圖及圖例說明。
9.1.3照度計算
照度計算的目的是跟據(jù)需要的照度值及其他條件來決定燈泡的容量和燈具的數(shù)量。此處采用單位容量法來計算照度。
9.1.4 照度計算書
參考標準：《建筑照明設(shè)計標準》/ GB50034-2013
參考手冊：《照明設(shè)計手冊》第二版：
計算方法：利用系數(shù)平均照度法
房間編號 1
1.房間參數(shù)
房間類別：一般商店營業(yè)廳, 照度要求值：300.00LX, 功率密度不超過10.00W/m2
房間名稱：店鋪
房間長度L： 8.71 m, 房間寬度B： 3.26 m, 計算高度H： 3.00 m
頂棚反射比(%)：70, 墻反射比(%)：50, 地面反射比(%)：30
室形系數(shù)RI：2.90
2.燈具參數(shù)：
型號：飛利浦TLD58W/33, 單燈具光源數(shù)：2個
燈具光通量：9200.00, 燈具光源功率：116.00W
鎮(zhèn)流器類型：TLD標準型, 鎮(zhèn)流器功率：12.00 W
3.其它參數(shù)：
利用系數(shù)：0.54, 維護系數(shù)：0.8, 照度要求：300.00, 功率密度要求：10.00
4.計算結(jié)果：
E = NΦUK / A
N = EA / (ΦUK)
其中：
Φ-- 光通量lm,N -- 光源數(shù)量,U -- 利用系數(shù),A -- 工作面面積m2,K -- 燈具維護系數(shù)
計算結(jié)果：
建議燈具數(shù)：2 個, 計算照度：282.01 LX
實際安裝功率 = 燈具數(shù)× (總光源功率 + 鎮(zhèn)流器功率) = 256.00 W
實際功率密度：9.02 W/m2, 折算功率密度：9.59 W/m2
5.校驗結(jié)果：
要求平均照度：300.00 LX, 實際計算平均照度：282.01 LX
符合規(guī)范照度要求!
要求功率密度：10.00 W/m2, 實際功率密度：9.02 W/m2
符合規(guī)范節(jié)能要求!
房間編號 2
1.房間參數(shù)
房間類別：臥室(一般活動), 照度要求值：75.00LX, 功率密度不超過6.00W/m2
房間名稱：A臥室1
房間長度L： 4.76 m, 房間寬度B： 3.20 m, 計算高度H： 3.00 m
頂棚反射比(%)：70, 墻反射比(%)：50, 地面反射比(%)：30
室形系數(shù)RI：2.84
2.燈具參數(shù)：
型號：飛利浦TLD36W/33, 單燈具光源數(shù)：1個
燈具光通量：2850.00, 燈具光源功率：36.00W
鎮(zhèn)流器類型：TLD標準型, 鎮(zhèn)流器功率：5.00 W
3.其它參數(shù)：
利用系數(shù)：0.49, 維護系數(shù)：0.8, 照度要求：75.00, 功率密度要求：6.00
4.計算結(jié)果：
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