之江家园住宅二期10KV0.40.23KV降压变电所设计_开题报告

本次设计的课题是之江家园住宅二期10kV供电系统设计。依据配电自动化的内容和国内外配电自动化的发展现状，本着“安全、可靠、经济以及易维护”的原则，完成本次设计。

以我国现行的各有关规范规程等技术标准为依据，再根据任务书提供原始资料，参照有关资料及书籍，对各种方案进行比较而得出最为合适的方案。这次设计的主要内容包括之江家园住宅二期负荷的计算，短路电流计算，主要电气设备型号和参数的确定，无功补偿设计，防雷保护装置的设计。

供电系统采用的是降压箱式变电站，具有10kV和380V两个电压等级，10kV一侧接与住宅旁边经过的110kV变电站的10kV母线，380V主要用于住宅用户及公共场所的用电。

关键词：箱式变电站，短路计算，无功补偿，接地

目  录

一、绪论1

（一） 国内外现状1

（二） 设计范围及标准1

（三） 原始资料1

二、住宅小区负荷的计算4

（一） 概述4

（二） 电源及高压供配电系统4

（三） 负荷计算5

（四） 电气负荷的计算5

1、住宅小区住户照明用电负荷计算方法：5

2、详细负荷计算：7

三、短路电流计算11

（一）短路电流的计算步骤12

（二） 短路电流的计算12

1、短路计算过程12

2、短路电流表13

3、绘制系统等值阻抗网络图14

四、住宅小区供配电措施15

（一）箱式变的台数与容量、类型的选择15

1、变压器的容量选择15

2、变压器的类型选择17

3、箱式变及内部设备的类型选择18

（二）高、低压分线设备选择19

1、高压电缆分支箱的选择19

2、低压电缆分支箱的选择19

（三）高、低压电缆类型及截面型号选择20

1、高压电缆的选择20

2、低压电缆的选择20

3、短路计算过程20

五、防雷接地系统设计25

（一）防直击雷28

（二）接地系统28

六、功率因数的改善和无功功率补偿30

（一）无功功率补偿及电容器的选型30

1、无功功率补偿30

2、电容器的选型31

结论33

参考文献35

一、绪论

（一）国内外现状

住宅供电详细规划是小区电力网施工设计的依据和基础。因此它必须在城市供电总体规划和区域电力系统规划的基础上进行,要保证供电系统安全可靠运行,同时兼顾社会效益、经济效益,讲求综合投资效果,节省主要设备和原材料、争取分期投资、远近结合、以近为主、技术上先进可靠、布局经济合理,以满足用户的不同要求,并适应用电负荷的不断增长。

近年来,国内外电力行业要求用新型箱式变电站来代替老式变电所和配电室,变电站变压器容量为100kVA～1600kVA,用户可根据需要选择容量合适的箱式变电站。箱式变电站的特点,一是占地面积小,可灵活选择站址；二是变电站的体积小,不遮挡居民眺望视线,不影响采光,同周围环境可以协调一致；三是便于现场安装(设备主体已在工厂装好)；四是适应性强,投资小,社会、经济和环境效益明显。

（二）设计范围及标准

按照市区供电部10kV及以下配电网络设计的规定，对于住宅小区配电工程，设计范围为：

高压侧从市区公用10kV配电线路起，在接引10kV电源处设置明显断开点，低压侧至小区内各个建筑低压用电计量装置。

本设计主要参考了如下电气行业标准：

DL401-91 ：高压电缆选用导则

DL/T 572-95 ：电力变压器运行规程

住宅供电还应该符合全国电压电流等级和频率标准化技术委员会（TCI）制定的标准及其主要指标：

(1)GB12325-1990供电电压允许偏差：

10KV及以下小于±7%；220V小于+7%、-10% 

(2)GB/T15945-1995电力系统频率允许偏差 

一般情况 ±0.2HZ；系统较小 ±0.5HZ 

(3)GB/T15543-1995三相电压允许不平衡度 

三相电压允许不平衡度为2%，短时不超过4%，用户引起不平衡度为1.3% 

(4)GB12326-1990电压允许波动和闪变 

电压允许波动：≤10KV为2.5%；35～110KV为2%；≥220KV为1.6% 

闪变：要求较高时为0.4%；一般时为0.6% 

(5)GB/T14549-1993公用电网谐波 

电网谐波电压限值 

电网电压/KV0.386、1035、66110 

畸变率/%5.04.03.02.0 

用电设备容量在250kW以上的建筑应单独设用户变电所,直接由高压供电,对用电设备容量较小的用户由住宅变电所供电在城市居住住宅,每条10kV供电线路及每座配电站都应有明确且比较整齐的供电区域,防止交叉重叠及近电远供。根据不同区段不同负荷,在10kV干线上要装设分段开关以便控制。

10kV电网应根据不同用电负荷的可靠性要求,需要选择适当的接线方式。对供电可靠性要求较高的可采用双线放射型或双线闭合型,其用户应双电源进线,并有电源自动切换装置。

若输送负荷较大,输送距离较远,最大负荷使用时间又较长,则按经济电流密度选择导线截面,用允许电压损失、机械强度和发热等技术条件来校验导线截面。对于1kV以下的动力和照明线路,虽然输送距离不太远,但由于负荷电流较大,必须按允许电压损失来选择导线截面, 电缆线路还应按短路时的热稳定来校验。供电距离越长,选出的导线截面越大,供电距离越小,选出的导线截面越小,这样选择比按经济电流密度选择截面要小,不但节省有色金属,亦可降低运行费用。

（三）原始资料

之江家园住宅二期占地面积大约100000平方米，一共有建筑28座，其中高层住宅楼10座（3#、4#、13#、14#、15#、16#、17#、20#、21#、22#、23#，其中3#、4#带2层底商），多层住宅楼10座(1#、2#、5#、6#、7#、8#、9#、10#、11#、12#，其中10#带2层底商)，住宅西、北侧临街建筑均带有底商（18#、19#），此外还有小区物业（24#）、泵房（25#）、热力交换站（26#）及车棚（27#、28#）、地下车库等公共用电设施。（详见设计图）。

住宅的供电系统由城市10KV的电力网，经过箱式变压器的高低压变换箱引来380V/220V的三相四线制电源，引至区域分配箱。接地系统为三相五线制零接地保护系统（TN-S系统），进户外采用保护接地线重复接地保护，接地电阻不得大于４欧姆。

高压10KV采用架空线路，低压配电干线采用硬铝母线做母线绝缘电力电缆（YJV）穿管埋地或沿墙敷设，支线（BV.RVS）穿管，沿墙地面，顶板暗敷设。

参考文献：

1、苑舜.韩水编著.配电网无功优化及无功补偿装置[M].北京：中国电力出版社，2003

2、朱林根.21世纪建筑电气设计手册.北京：中国建筑工业出版社.2001 

3、朱林根.现代住宅建筑电气设计.北京：中国建筑工业出版社.2004 

4、谭金超.谭学知.谢晓丹.10KV配电工程设计手册.北京：中国电力出版社.2004 

5、中华人民共和国国家标准，10KV及以下变电所设计规范GB50053,1994

6、中华人民共和国标准，民用建筑电气设计规范JGJ/T 16,1992

7、陈跃.电气工程专业^文档设计指南电力系统分册.北京：中国水利水电出版社.2003 

8、刘介才《实用供配电技术手册》水利水电

9、中华人民共和国标准，并联电容器装置设计规范GB 50227，1995 

10、中华人民共和国标准，继电保护和安全自动装置技术规程GB 14285，1993