某小區(qū)供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)

《某小區(qū)供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《某小區(qū)供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)（43頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、 南 陽(yáng) 理 工 學(xué) 院 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 學(xué)院（系）：電子與電氣工程學(xué)院 專 業(yè)：電氣工程及其自動(dòng)化 學(xué) 生： 指導(dǎo)教師： 完成日期 2014 年 5 月 南陽(yáng)理工學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 某小區(qū)供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì) D

2、esign for the Power Supply and distribution system of a residence community 總 計(jì)： 36 頁(yè) 表 格： 10 個(gè) 插 圖： 9 幅 南 陽(yáng) 理 工 學(xué) 院 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論文） 某小區(qū)供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì) Design for the Power Supply and distribution system of a residence community

3、 學(xué) 院： 電子與電氣工程學(xué)院 專 業(yè)： 電氣工程及其自動(dòng)化 學(xué) 生 姓 名： 學(xué) 號(hào)： 指 導(dǎo) 教 師（職稱）： 評(píng) 閱 教 師： 完 成 日 期：

4、 南陽(yáng)理工學(xué)院 Nanyang Institute of Technology 某小區(qū)供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì) ［摘　要］住宅小區(qū)供配電系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行直接影響著人們的日常生活及秩序。因此研究小區(qū)供配電系統(tǒng)如何更好的實(shí)現(xiàn)安全、可靠、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行具有現(xiàn)實(shí)的意義。本課題初步對(duì)住宅小區(qū)的供配電系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)，并根據(jù)國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)所設(shè)計(jì)的內(nèi)容進(jìn)行規(guī)范化。分析小區(qū)的原始數(shù)據(jù)和供電特點(diǎn)，對(duì)小區(qū)各類負(fù)荷進(jìn)行計(jì)算；通過(guò)計(jì)算負(fù)荷選擇變壓器的容量和數(shù)目完成變電所的設(shè)計(jì)；合理選擇電氣主接線方式；根據(jù)短路電流選擇合適的電力電纜；確定建筑物防雷等級(jí)，做好小區(qū)的防雷接地保護(hù)。設(shè)計(jì)過(guò)程中不僅要保證供電的質(zhì)量和安全性，還應(yīng)盡

5、量滿足供電的經(jīng)濟(jì)性，節(jié)省能源和材料。 ［關(guān)鍵詞］計(jì)算負(fù)荷；短路電流；變壓器；供配電設(shè)計(jì)；防雷接地 Design for the Power Supply and Distribution System of a Residence Community Electrical Engineering and Automation Specialty MA Jun-yao Abstract: Residence community for safe and reliable operation of the distribution system directly affect

6、s peoples daily lives.This project is initially designed for the power supply and distribution system of the residence community. And also the design is normalized in accordance with the relevant national regulations and standards. So the power supply and distribution system in residence community

7、district how to realize the safe, reliable and economic operation has realistic meaning. Analysis the raw data for the residence community and load calculation of the residence community. Based on the calculated load the measures of power supply and distribution of the residence community is designe

8、d. It includes the electric main wiring design, transformer and distribution substation design. Meanwhile the appropriate electric power cable are selected according to the short-circuit current. And the protection design about grounding for lightning is also essential. Not only must the quality and

9、 safety of power supply be ensured, but also the economical power supply, energy-saving and material-saving should be met as much as possible. Key words: Load calculation; Short-circuit current; Transformer; Power supply and distribution design; Grounding for lightning 目　　錄 1 引言 1 1.1 住宅小區(qū)供配電系統(tǒng)現(xiàn)

10、狀及研究意義 1 1.2 本工程供配電系統(tǒng)概述及相關(guān)原則 1 2 負(fù)荷的計(jì)算 2 2.1 負(fù)荷分級(jí)以及要求 2 2.1.1 負(fù)荷分級(jí)和供電電源要求 2 2.1.2 本工程建筑的負(fù)荷類型 3 2.2 計(jì)算負(fù)荷概述 4 2.2.1 概述 4 2.2.2 計(jì)算負(fù)荷的步驟 5 2.2.3 本工程負(fù)荷計(jì)算 8 2.3 無(wú)功補(bǔ)償 10 2.3.1 無(wú)功補(bǔ)償?shù)哪康?10 2.3.2 無(wú)功補(bǔ)償?shù)姆椒?10 2.3.3 無(wú)功補(bǔ)償容量 11 3 短路電流的計(jì)算 12 3.1 短路計(jì)算的目的 12 3.2 無(wú)限大容量電源條件下短路電流的計(jì)算 12 3.2.1 短路電流計(jì)算基本步驟

11、12 3.2.3 本工程短路電流計(jì)算 14 4 本工程供配電措施設(shè)計(jì)方案 16 4.1 供配電系統(tǒng)概述 16 4.2 變電所的設(shè)計(jì) 16 4.2.1 變電所位置及環(huán)境 16 4.2.2 變壓器容量和數(shù)目的選取原則 17 4.2.3 變壓器容量及數(shù)目的選擇 17 4.2.4 變壓器類型的選擇 21 4.2.5 本工程變電所的設(shè)計(jì) 21 4.3 電氣主接線方式的設(shè)計(jì) 22 4.3.1 高壓電氣主接線 22 4.3.2 低壓電氣主接線 22 4.4 配電系統(tǒng)線路的設(shè)計(jì) 23 4.4.1 配電線路的接線方式 23 4.4.2 本工程選用的接線方式 24 4.5 電纜的選

12、擇 24 4.5.1 電纜型號(hào)選擇 24 4.5.2 電纜的敷設(shè) 25 4.5.3 電纜截面積的選用原則 25 4.5.4 高壓側(cè)電纜截面積的選擇 26 4.6 本工程設(shè)計(jì)說(shuō)明 27 5 防雷接地保護(hù) 28 5.1 防雷保護(hù)系統(tǒng) 28 5.1.1 建筑物的防雷分類 28 5.1.2 本工程建筑物防雷保護(hù) 28 5.2 接地保護(hù)系統(tǒng) 29 5.2.1 接地方式 29 5.2.2 本工程采用的接地方式 30 5.3 等電位聯(lián)結(jié) 30 結(jié)束語(yǔ) 32 參考文獻(xiàn) 33 附錄 34 致謝 36 1 引言 1.1 住宅小區(qū)供配電系統(tǒng)現(xiàn)狀及研究意義 隨著社會(huì)的發(fā)展越

13、來(lái)越快，越來(lái)越發(fā)達(dá)，電能也逐漸成為人們生活中最重要的能源之一，人們對(duì)電能的依賴程度越來(lái)越高，是生活中必不可少的一種能源。在過(guò)去，家用電器并未普及，居民用電量非常少，每家每戶可能只點(diǎn)一支電燈，或者一臺(tái)電扇?，F(xiàn)如今，人們生活水平提高，家用電器的種類增多，居民用電量也在與日俱增，電視、冰箱、洗衣機(jī)、電腦等各種家電也是居民生活必不可少的。同時(shí)，我國(guó)整體的用電結(jié)構(gòu)也在逐漸的發(fā)生著變化，居民用電量逐漸增多，非工業(yè)用電比重逐漸升高。電能的正常運(yùn)行直接影響人們的一切，對(duì)人們的生活具有非常大的影響作用。住宅小區(qū)內(nèi)的供配電系統(tǒng)能否安全而又穩(wěn)定的運(yùn)行，對(duì)于提高小區(qū)居民的生活質(zhì)量具有至關(guān)重要的作用,可以說(shuō)現(xiàn)代人離不開(kāi)

14、電能。因此需要保證電能的穩(wěn)定并且安全的運(yùn)行，不僅如此，當(dāng)某些重要的設(shè)備發(fā)生故障時(shí)，則必須保證其不斷電，能夠繼續(xù)正常運(yùn)行，保證電能可靠運(yùn)行。此外節(jié)能減耗是我國(guó)基本的國(guó)策之一，在滿足供電需求的前提下，還應(yīng)提高能源利用率，降低能源消耗，這也是今后探索研究的一大方向。 住宅小區(qū)供配電設(shè)計(jì)必須根據(jù)實(shí)際，結(jié)合其特點(diǎn)，根據(jù)小區(qū)建筑功能以及負(fù)荷等級(jí)對(duì)其采用合適的供配電形式和方法，滿足使用功能的要求。不僅要做到整體布局合理，滿足供電質(zhì)量，而且還要給每個(gè)用戶提供良好的用電環(huán)境。實(shí)現(xiàn)安全可靠配電的同時(shí)，還要做到環(huán)境的美化，使小區(qū)的供配電合理、經(jīng)濟(jì)。小區(qū)的供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況，小區(qū)的未來(lái)發(fā)展和規(guī)模進(jìn)行分析設(shè)

15、計(jì)，不僅要做到滿足近期內(nèi)的要求，還要為將來(lái)的發(fā)展留有一定的空間，將遠(yuǎn)期和近期結(jié)合起來(lái)，統(tǒng)籌規(guī)劃。 1.2 本工程供配電系統(tǒng)概述及相關(guān)原則 住宅小區(qū)的供配電系統(tǒng)建設(shè)工程的應(yīng)堅(jiān)持統(tǒng)一規(guī)劃的原則，將電力網(wǎng)的運(yùn)行狀況和建設(shè)規(guī)劃相結(jié)合，并且使經(jīng)濟(jì)發(fā)展和配電網(wǎng)的現(xiàn)狀結(jié)合起來(lái)。本著以人為本的原則，保證供電品質(zhì)，建設(shè)經(jīng)濟(jì)、安全、適度超前、提高供電可靠性的原則，合理選擇小區(qū)供配電措施[1]。方案設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)電力相關(guān)行相業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)。使設(shè)計(jì)盡量簡(jiǎn)單，便于維護(hù)和管理，盡量減少電能消耗，提高電能利用率。還需要將近期和遠(yuǎn)期結(jié)合起來(lái)發(fā)展分析。建設(shè)近期的同時(shí)考慮到遠(yuǎn)期的

16、發(fā)展可能，并根據(jù)用戶用電負(fù)荷重要程度、用電需求、用電容量、用電性質(zhì)等，結(jié)合區(qū)域電網(wǎng)規(guī)劃和當(dāng)?shù)毓╇姉l件等因素，進(jìn)行技術(shù)比較后制定出合理的供電方案。 本次的課題設(shè)計(jì)主要先對(duì)該小區(qū)的用電特點(diǎn)和相關(guān)資料進(jìn)行分析。對(duì)小區(qū)進(jìn)行負(fù)荷計(jì)算，無(wú)功補(bǔ)償。根據(jù)計(jì)算負(fù)荷得出的結(jié)果，對(duì)變壓器容量和數(shù)目進(jìn)行設(shè)計(jì)，并對(duì)配電所設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)出合適的電氣主接線方式和配電線路接線方式。并根據(jù)短路電流計(jì)算結(jié)果，選擇和校驗(yàn)電纜設(shè)備。根據(jù)建筑的特點(diǎn)，確定各類建筑物的防雷等級(jí)，進(jìn)行相關(guān)的防雷及接地設(shè)計(jì)和等電位聯(lián)結(jié)，并選擇低壓配電系統(tǒng)的接地形式。依據(jù)相關(guān)專業(yè)提供的原始資料和國(guó)家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范和圖集繪出電氣設(shè)計(jì)圖。 本工程基本概況： （1

17、）總體概況：本工程總建筑面積為41723.8平方米，由兩棟主體建筑及地下公共汽車庫(kù)、設(shè)備用房等組成。其中一個(gè)主體建筑為6層商業(yè)寫字樓建筑，高約23.75米，屬于多層辦公建筑。該多層建筑1、2層為臨街商鋪，3至6層為公寓式辦公寫字樓。另外一個(gè)主體建筑為31層高層住宅建筑，高約96.75米，屬于一類高層住宅建筑，耐火等級(jí)為一級(jí)。該高層建筑1、2層為臨街商鋪，3至31層為居民住宅。地下1層和地下2層均為汽車庫(kù)、附屬設(shè)備用房等組成。 （2）具體數(shù)據(jù)：高層建筑3-31層為住宅樓，每層15戶，共三種戶型。其中，一層里戶型1共4戶面積為80-100㎡、戶型2共9戶面積為100-130㎡、戶型3共2戶面積為

18、130-150㎡，全樓共435戶。多層建筑3-6層為寫字樓，共4160㎡,安裝容量為208KW。商業(yè)面積共5230㎡，安裝容量為261KW。 （3）設(shè)計(jì)范圍：高壓側(cè)從市政開(kāi)閉所10kV配電線路起，在接引10kV電源處設(shè)置明顯斷開(kāi)點(diǎn)，低壓側(cè)至小區(qū)內(nèi)各建筑低壓用電計(jì)量裝置上表位。 （4）自然環(huán)境：本地區(qū)年平均雷暴日24.8d/a，通廊式住宅建筑年物預(yù)計(jì)雷擊次數(shù)為：0.0812次/a；建筑商業(yè)寫字樓建筑年物預(yù)計(jì)雷擊次數(shù)為：0.0359次/a。 2 負(fù)荷的計(jì)算 2.1 負(fù)荷分級(jí)以及要求 用電負(fù)荷分級(jí)，是為了能夠正確地反映出對(duì)于用電可靠性要求的界限，以便選出合適的、符合實(shí)際水平的供電方式，保護(hù)

19、人員安全，并能有效地節(jié)約投資提高經(jīng)濟(jì)效益。負(fù)荷分級(jí)主要是從經(jīng)濟(jì)損失和安全這兩方面來(lái)確定的。 2.1.1 負(fù)荷分級(jí)和供電電源要求 （1）負(fù)荷分級(jí)[2] 根據(jù)JGJ16—2008《民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，用電負(fù)荷應(yīng)根據(jù)供電可靠性及中斷供電所造成的損失或影響的程度，分為一級(jí)負(fù)荷、二級(jí)負(fù)荷及三級(jí)負(fù)荷。 各級(jí)負(fù)荷應(yīng)符合下列規(guī)定： l 符合下列情況之一時(shí)，應(yīng)為一級(jí)負(fù)荷：中斷供電將造成人身傷亡；中斷供電將造成重大影響或重大損失；中斷供電將破壞有重大影響的用電單位的正常工作，或造成公共場(chǎng)所秩序嚴(yán)重混亂。例如：重要通信樞紐、重要交通樞紐、重要的經(jīng)濟(jì)信息中心、特級(jí)或甲級(jí)體育建筑、國(guó)賓館、承擔(dān)

20、重大國(guó)事活動(dòng)的會(huì)堂、經(jīng)常用于重要國(guó)際活動(dòng)的大量人員集中的公共場(chǎng)所等的重要用電負(fù)荷。 在一級(jí)負(fù)荷中，當(dāng)中斷供電將發(fā)生中毒、爆炸和火災(zāi)等情況的負(fù)荷，以及特別重要場(chǎng)所的不允許中斷供電的負(fù)荷，應(yīng)為特別重要的負(fù)荷。 l 符合下列情況之一時(shí)，應(yīng)為二級(jí)負(fù)荷：中斷供電將造成較大影響或損失；中斷供電將影響重要用電單位的正常工作或造成公共場(chǎng)所秩序混亂。 l 三級(jí)負(fù)荷屬于一般的電力負(fù)荷，所有不屬于上述一、二級(jí)負(fù)荷的，均屬于三級(jí)負(fù)荷。 （2）各級(jí)電力負(fù)荷對(duì)供電電源的要求： 一級(jí)負(fù)荷是重要負(fù)荷，要求由兩路電源供電，若其中一路電源發(fā)生故障停止工作時(shí)，則另一路電源不會(huì)同時(shí)損壞。同時(shí)，除兩路電源外，還必須增設(shè)應(yīng)急

21、電源。其中，常用的應(yīng)急電源有：蓄電池；干電池；供電網(wǎng)絡(luò)中獨(dú)立于正常電源的專門供電線路；獨(dú)立于正常電源的發(fā)電機(jī)組。 二級(jí)負(fù)荷也是重要負(fù)荷，也要由兩路電源供電，并有兩臺(tái)供電變壓器。在其中一臺(tái)或回路中發(fā)生故障時(shí)，二級(jí)負(fù)荷不會(huì)中斷供電，或中斷后迅速能恢復(fù)供電。 三級(jí)負(fù)荷屬于一般負(fù)荷，所以對(duì)供電電源沒(méi)有特殊的要求。 2.1.2 本工程建筑的負(fù)荷類型 本工程為綜合性住宅小區(qū)，有高層住宅樓、多層辦公樓、商鋪、泵房、熱力交換站、地下車庫(kù)等公共用電設(shè)施。 本次設(shè)計(jì)的高層住宅樓屬于一類高層民用建筑，此類建筑內(nèi)的消防控制室、火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警及聯(lián)動(dòng)控制裝置、火災(zāi)應(yīng)急照明及疏散指示標(biāo)志、防煙及排煙設(shè)施、自動(dòng)滅火系

22、統(tǒng)、消防水泵、消防電梯及其排水泵、電動(dòng)的防火卷簾及門窗以及閥門等消防用電應(yīng)為一級(jí)負(fù)荷。 住宅小區(qū)內(nèi)的生活給水泵房以及熱力交換站的用電負(fù)應(yīng)根據(jù)工程規(guī)模、重要性等因素合理確定負(fù)荷等級(jí)，且不應(yīng)低于二級(jí)。 商鋪內(nèi)的主要通道照明和應(yīng)急照明以及和地下停車庫(kù)的消防設(shè)備被歸為二級(jí)負(fù)荷。 其余的如居民、商業(yè)、辦公等用電為三級(jí)負(fù)荷。 用電設(shè)備條件匯總?cè)绫?所示。 表1 用電設(shè)備條件匯總表 用電設(shè)備名稱 用電設(shè)備臺(tái)數(shù) 負(fù)荷等級(jí) 用電設(shè)備 相數(shù) 常用 備用 單臺(tái)容量（KW） 電壓（V） 低區(qū)生活泵 1 一級(jí) 7 380 三相 中區(qū)生活泵 1 一級(jí) 8.6

23、380 三相 高區(qū)生活泵 1 1 一級(jí) 11 380 三相 普通客梯 2 一級(jí) 18.5 380 三相 觀光電梯 2 一級(jí) 10 380 三相 消防電梯 1 一級(jí) 18.5 380 三相 正壓風(fēng)機(jī)A 4 一級(jí) 11 380 三相 正壓風(fēng)機(jī)B 2 一級(jí) 7.50 380 三相 排煙風(fēng)機(jī) 1 一級(jí) 5.50 380 三相 換熱機(jī)組A 2 一級(jí) 7.00 380 三相 換熱機(jī)組B 1 一級(jí) 4.10 380 三相 消火栓泵 1 1 一級(jí) 75.00

24、 380 三相 自動(dòng)噴淋泵 1 1 一級(jí) 90.00 380 三相 潛水排污泵A 1 1 一級(jí) 4.00 380 三相 潛水排污泵B 3 3 一級(jí) 2.20 380 三相 防火卷簾 6 一級(jí) 1.00 380 三相 送風(fēng)兼消防補(bǔ)機(jī)A 1 一級(jí) 7.50 380 三相 送風(fēng)兼消防補(bǔ)機(jī)B 2 一級(jí) 1.10 380 三相 送風(fēng)兼消防補(bǔ)機(jī)C 1 一級(jí) 3.00 380 三相 送風(fēng)兼消防補(bǔ)機(jī)D 2 一級(jí) 2.20 380 三相 送風(fēng)兼消防補(bǔ)機(jī)E 3 一級(jí) 5.50

25、 380 三相 雙速排風(fēng)兼排煙風(fēng)機(jī)A 1 一級(jí) 17/12 380 三相 雙速排風(fēng)兼排煙風(fēng)機(jī)B 1 一級(jí) 11/9 380 三相 雙速排風(fēng)兼排煙風(fēng)機(jī)C 1 一級(jí) 8/6.5 380 三相 雙速排風(fēng)兼排煙風(fēng)機(jī)D 1 一級(jí) 16/13 380 三相 雙速排風(fēng)兼排煙風(fēng)機(jī)E 4 一級(jí) 3/2.4 380 三相 景觀照明 80 車庫(kù)照明 40 變電所照明 15 2.2 計(jì)算負(fù)荷概述 2.2.1 概述 現(xiàn)代社會(huì)發(fā)展迅速，人們對(duì)生活環(huán)境有了更高的追求

26、。從大的方面來(lái)說(shuō)，住宅小區(qū)內(nèi)的基本生活設(shè)施越來(lái)越豐富，住宅樓房越來(lái)越多樣化。本次設(shè)計(jì)的小區(qū)內(nèi)就包含高層住宅樓、多層住宅樓、寫字樓、商鋪、泵房、熱力交換站和地下停車庫(kù)等設(shè)施，不同的建筑用電負(fù)荷也大不相同，對(duì)整個(gè)小區(qū)的電氣設(shè)計(jì)要求也有所提高。從小的方面來(lái)說(shuō)，人們生活富裕了，每家每戶像是空調(diào)、彩電、洗衣機(jī)之類的家用電器也在逐漸增多，用電負(fù)荷與過(guò)去相比有了大幅度的增長(zhǎng)。居民用電越來(lái)越多樣化，所以要根據(jù)不同的負(fù)荷選取合適的計(jì)算方法。 小區(qū)的供電系統(tǒng)要能正常，安全可靠地運(yùn)行，就需要對(duì)整個(gè)住宅小區(qū)的負(fù)荷容量和計(jì)算負(fù)荷進(jìn)行可靠地計(jì)算，才能正確地選擇適合變壓器的類型、容量以及數(shù)目。只有這樣，才能滿足小區(qū)居民現(xiàn)

27、在以及將來(lái)的用電需求，并且合理降低了工程造價(jià)，節(jié)省材料。 2.2.2 計(jì)算負(fù)荷的步驟 負(fù)荷計(jì)算主要內(nèi)容有負(fù)荷容量，計(jì)算負(fù)荷。負(fù)荷容量也稱安裝容量，是住戶所使用的用電設(shè)備的額定容量或是額定功率的和，是配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)和計(jì)算的基礎(chǔ)資料和依據(jù)。計(jì)算負(fù)荷也稱計(jì)算容量、需要負(fù)荷，它標(biāo)志用戶的最大用電功率，是配電設(shè)計(jì)時(shí)選擇變壓器、確定可作為按發(fā)熱條件選擇變壓器、導(dǎo)體及電器的依據(jù)，并用來(lái)計(jì)算電壓損失和功率損耗，也可作為電能消耗及無(wú)功功率補(bǔ)償?shù)挠?jì)算依據(jù)。 計(jì)算負(fù)荷需要采用的方法主要有需要系數(shù)法、二項(xiàng)式法、單位面積法。方案設(shè)計(jì)階段可采用單位指標(biāo)法；初步設(shè)計(jì)及施工圖設(shè)計(jì)階段，宜采用需要系數(shù)法。且根據(jù)《住宅建筑電

28、氣設(shè)計(jì)規(guī)范》JGJ242-2011 3.4.1條：對(duì)于住宅建筑的負(fù)荷計(jì)算，方案設(shè)計(jì)階段可采用單位指標(biāo)法和單位面積法；初步設(shè)計(jì)及施工圖設(shè)計(jì)階段，宜采用需要系數(shù)法進(jìn)行計(jì)算[3]。因此本論文主要使用需要系數(shù)法對(duì)有關(guān)內(nèi)容進(jìn)行計(jì)算，并簡(jiǎn)單介紹單位面積法的基本概念。 （1）單位面積法 建筑的用電負(fù)荷常與建筑面積直接相關(guān)。對(duì)于具有相同功能、用途和檔次的建筑，盡管建筑的規(guī)模不同，但單位建筑面積上的負(fù)荷密度具有統(tǒng)計(jì)規(guī)律上的相似性。表2列出了當(dāng)前經(jīng)濟(jì)發(fā)展情況下各類建筑物的負(fù)荷密度。 若已知建筑面積A(m)，并查表2得到同類建筑的負(fù)荷密度指標(biāo)r （W/m），可根據(jù)下式估算出計(jì)算負(fù)荷的大?。?

29、 （1） 各類建筑物用電指標(biāo)如表2所示。 表2 各類建筑物的用電指標(biāo) 建筑類別 用電指標(biāo)（W/m） 建筑類別 用電指標(biāo)（W/m） 公寓 30～50 醫(yī)院 40～70 旅館 40～70 高等學(xué)校 20～40 辦公 30～70 中小學(xué) 12～20 商業(yè) 一般：40～80 展覽館 50～80 大中型60～120 體育 40～70 演播室 250～500 劇場(chǎng) 50～80 汽車庫(kù) 8～15 （2） 需要系數(shù)法 需要系數(shù)標(biāo)志著用電設(shè)備組投入運(yùn)行時(shí)，從供電網(wǎng)絡(luò)實(shí)際取用的功率與用電設(shè)備組設(shè)備功率之比。需

30、要系數(shù)的值總小于1，它不僅與設(shè)備的負(fù)荷率、效率、臺(tái)數(shù)、工作情況及線路損耗有關(guān)，而且與維護(hù)管理水平等因素也有關(guān)系。 l 單臺(tái)用電設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷 考慮到設(shè)備可能在額定工況下運(yùn)行，單臺(tái)用電設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷就取設(shè)備的安裝容量。 （2） （3） （4） （5） PN——用電設(shè)備的安裝容量(KW)； UN——設(shè)備的額定電壓(KV)； tanj——用電設(shè)備銘牌給出的功率因

31、數(shù)角的正切值； Pc——有功計(jì)算負(fù)荷(KW)； Qc——無(wú)功計(jì)算負(fù)荷(Kvar)； Sc——視在計(jì)算負(fù)荷(kVA)； Ic——計(jì)算電流(A)。 l 用電設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷 當(dāng)計(jì)算配電干線（例如，第j條）上的計(jì)算負(fù)荷時(shí)，首先將用電設(shè)備分組，求出各組用電設(shè)備的總安裝容量PN.i，然后查表得到各組用電設(shè)備的需要系數(shù)Kd.i及對(duì)應(yīng)的功率因數(shù)cosji和功率因數(shù)正切值tanji，則： （6） （7） （8） l 建筑物總計(jì)算負(fù)荷 建筑物總的負(fù)

32、荷計(jì)算以建筑內(nèi)用電設(shè)備組或配電干線的計(jì)算負(fù)荷為基礎(chǔ)，從負(fù)荷端逐級(jí)向電源端計(jì)算，而且需要在各級(jí)配電點(diǎn)乘以同時(shí)系數(shù)KΣp，即： （9） （10） （11） 需要系數(shù)和功率因數(shù)可根據(jù)表3、表4來(lái)進(jìn)行選擇，但并不能局限于此表。電器設(shè)備在不斷地更新?lián)Q代，其性能也不斷改善，還與它的使用場(chǎng)合有關(guān)。所以，需要系數(shù)不是一成不變的，不能隨便拿起一本書就套用系數(shù)，需要研究設(shè)備樣本里提供的相關(guān)數(shù)據(jù)，結(jié)合工程的供電特點(diǎn)和當(dāng)?shù)氐纳顥l件等因素，從而確定比較合適的需

33、要系數(shù)。 需要系數(shù)選擇表如表3、表4所示。 表3 住宅用電負(fù)荷需要系數(shù)選擇表 按單相配電計(jì)算時(shí)所連接的基本戶數(shù) 按三相配電計(jì)算時(shí)所連接的基本戶數(shù) 需要系數(shù) 3 9 1 4 12 0.95 6 18 0.75 8 24 0.66 10 30 0.58 12 36 0.50 14 42 0.48 16 48 0.47 18 54 0.45 21 63 0.43 24 72 0.41 25～100 75～300 0.40 125～200 375～600 0.33 260～300 780～900 0.26

34、表4 需要系數(shù)及自然功率因數(shù)表 負(fù)荷名稱 規(guī)模（臺(tái)數(shù)） 需要系數(shù)（Kd） 功率因數(shù)（cosj） 照明 面積<500m 1～0.9 1～0.9 500～3000m 0.9～0.7 0.9 3000～15000m 0.75～0.55 ＞15000m 0.6～0.4 商場(chǎng)照明 0.9～0.7 冷凍機(jī)房鍋爐房 1～3臺(tái) 0.9～0.7 0.8～0.85 ＞3臺(tái) 0.7～0.6 熱力站、水泵房、通風(fēng)機(jī) 1～5臺(tái) 0.75～0.8 0.8～0.85 ＞5臺(tái) 0.8～0.6 電梯 0.18～0.22 0.5～0.6（交流電）0.8（直流電）

35、 洗衣機(jī)房、廚房 ≤100KW 0.4～0.5 0.8～0.9 ＞100KW 0.3～0.4 窗式空調(diào) 4～10臺(tái) 0.8～0.6 0.8 10～50臺(tái) 0.6～0.4 50臺(tái)以上 0.4～0.3 舞臺(tái)照明 ＜200KW 1～0.6 0.9～1 ＞200KW 0.6～0.4 2.2.3 本工程負(fù)荷計(jì)算 本工程采用需要系數(shù)法進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算過(guò)程如下。 （1）住宅用電部分 根據(jù)實(shí)際負(fù)荷估算，規(guī)定面積在100㎡以下的每戶按4KW計(jì)算，120㎡-150㎡的每戶按5KW計(jì)算，150㎡以上的每戶按6KW計(jì)算。由此可知，戶型1為4KW/戶的共4戶、戶型2為5KW

36、/戶的共9戶、戶型3為6KW/戶的共2戶。使用需要系數(shù)法計(jì)算負(fù)荷，每層一個(gè)電表箱。用6條配電干線從地下室二層變電所引來(lái),每條配電干線連接5個(gè)樓層電表箱，其中一條干線連接4個(gè)樓層。本次設(shè)計(jì)以住宅負(fù)荷計(jì)算為主，以其中一條配電干線為例，其余負(fù)荷按相同方法計(jì)算，結(jié)果如表5所示。 用戶配電箱部分，由公式2可得安裝容量： 樓層電表箱,查表3、4得Kd=0.75，cosj=0.9，tanj=0.48，由公式6和公式7可得樓層電表箱的計(jì)算負(fù)荷： 配電干線,查表3、4得Kd=0.4，cosj=0.9，tanj=0.48，由公式6和公式7可得配電干線的計(jì)算負(fù)荷： 住宅負(fù)荷計(jì)算如表5所示。 表

37、5 住宅負(fù)荷計(jì)算 用電設(shè)備 安裝容量（KW） 有功(KW) 無(wú)功(Kvar) 1#住宅干線 292 87.6 42.05 2#住宅干線 365 109.5 52.56 3#住宅干線 365 109.5 52.56 4#住宅干線 365 109.5 52.56 5#住宅干線 365 109.5 52.56 6#住宅干線 365 109.5 52.56 合計(jì) 2117 635.1 304.85 在計(jì)算負(fù)荷的過(guò)程中還會(huì)涉及到同時(shí)系數(shù)。同時(shí)系數(shù)主要用在計(jì)算小區(qū)總負(fù)荷或計(jì)算變電所容量，由于用電設(shè)備組的全部設(shè)備并不同時(shí)運(yùn)行，存在同時(shí)運(yùn)行系數(shù)

38、，所以需要乘以同時(shí)系數(shù)來(lái)折算負(fù)荷。同時(shí)系數(shù)取值需要根據(jù)當(dāng)?shù)氐挠秒娝骄唧w分析，本次設(shè)計(jì)同時(shí)系數(shù)取KΣp=0.9，KΣq=0.95。由表5中的數(shù)據(jù)和公式9和公式10可計(jì)算得： 因此住宅部分總的計(jì)算負(fù)荷為571.59KW （2）公共用電部分 本工程公共用電部分包括：多層辦公樓用電、電梯用電、消防用電、園林及建筑景觀用用電、生活水泵用電、路燈和公共照明用電、排污設(shè)備用電等照明負(fù)荷以及動(dòng)力負(fù)荷。本次計(jì)算以商業(yè)區(qū)和寫字樓的計(jì)算負(fù)荷為主，其余負(fù)荷可根據(jù)表4查找需要系數(shù)，并根據(jù)2.2.2中所介紹的公式對(duì)各個(gè)用電設(shè)備進(jìn)行負(fù)荷計(jì)算，具體計(jì)算結(jié)果見(jiàn)附錄表。 由所給資料可知商業(yè)區(qū)和寫字樓的安裝容量分別為

39、261KW和208KW，根據(jù)需要系數(shù)法計(jì)算出其計(jì)算負(fù)荷。 商業(yè)區(qū)需要系數(shù)查表4得：Kd=0.85，cosj=0.9，tanj=0.48。 由公式6和公式7可得： 寫字樓需要系數(shù)查表4得：Kd=0.7，cosj=0.9，tanj=0.48。 由公式6和公式7可得： 一般情況下，備用設(shè)備與消防設(shè)備都不考慮在計(jì)算負(fù)荷之內(nèi)，只有當(dāng)消防用電的計(jì)算有功功率大于火災(zāi)時(shí)可能同時(shí)切除的一般電力、照明負(fù)荷的計(jì)算有有功功率時(shí)，按未切除的一般電力、照明負(fù)荷加上消防負(fù)荷計(jì)算低壓總設(shè)備功率。 2.3 無(wú)功補(bǔ)償 2.3.1 無(wú)功補(bǔ)償?shù)哪康? 由于現(xiàn)在的用電設(shè)備大都屬于阻性負(fù)載和阻-感性負(fù)載，所以整個(gè)供

40、電系統(tǒng)通常是阻感性的，因此供電系統(tǒng)中會(huì)消耗大量的無(wú)功功率，從而導(dǎo)致功率因數(shù)的降低。功率因數(shù)的降低會(huì)使電能的傳輸產(chǎn)生大量的損耗，并且無(wú)功功率會(huì)影響電壓的損耗，同時(shí)也會(huì)使電力設(shè)備的利用率相應(yīng)降低，造成較多的經(jīng)濟(jì)和能源的浪費(fèi)。所以，根據(jù)供電部門的有關(guān)規(guī)定，需要對(duì)功率因數(shù)進(jìn)行一定限制，在某些供電場(chǎng)所需要達(dá)到一定的數(shù)值，低于這一數(shù)值是就必須進(jìn)行無(wú)功功率的補(bǔ)償，以免產(chǎn)生不必要的損失。 根據(jù)實(shí)際情況，一般居民小區(qū)的自然功率因數(shù)范圍在0.7—0.75之間。但是，根據(jù)有關(guān)規(guī)定，居民用電的功率因數(shù)應(yīng)當(dāng)保持在0.9以上，以滿足供電要求[4]。當(dāng)功率因數(shù)不滿足要求時(shí)，首先應(yīng)當(dāng)想辦法提高自然功率因數(shù)。要想提高自然功率

41、因數(shù)，可以選擇合適的電動(dòng)機(jī)型號(hào)規(guī)格，防止電動(dòng)機(jī)長(zhǎng)時(shí)間空載運(yùn)行或者合理選擇變壓器的容量等方法都可達(dá)到目的。若提高自然功率因數(shù)仍達(dá)不到要求，則需要對(duì)小區(qū)內(nèi)的供電系統(tǒng)進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償。 2.3.2 無(wú)功補(bǔ)償?shù)姆椒? 一般來(lái)說(shuō)，要想補(bǔ)償無(wú)功功率的方法有：改變發(fā)電機(jī)的端電壓，就地補(bǔ)償無(wú)功功率等。由于改變發(fā)電機(jī)端電壓這種補(bǔ)償方式補(bǔ)償距離較遠(yuǎn)，損耗比較大，投資高，因此這種方法對(duì)于小區(qū)供電這種遠(yuǎn)距離，補(bǔ)償?shù)攸c(diǎn)分散的場(chǎng)合并不適用。所以，小區(qū)供配電系統(tǒng)的無(wú)功功率補(bǔ)償一般采用就地補(bǔ)償?shù)姆椒ā? 本工程無(wú)功補(bǔ)償采用并聯(lián)電容器的方法。并聯(lián)電容器裝設(shè)位置共有高壓集中補(bǔ)償、低壓集中補(bǔ)償和單獨(dú)就地補(bǔ)償是三種方法。本次設(shè)計(jì)采用低

42、壓集中補(bǔ)償?shù)姆椒ā? 低壓集中補(bǔ)償是指將低壓電容器裝設(shè)在10KV變電站0.4V的低壓母線上。該方法能夠有效的補(bǔ)償?shù)蛪簜?cè)用電設(shè)備所消耗的無(wú)功功率，雖然無(wú)法對(duì)低壓側(cè)配電系統(tǒng)起到無(wú)功補(bǔ)償?shù)淖饔?，但是能夠減少高壓側(cè)供電系統(tǒng)中的電能損耗。這種方法補(bǔ)償與其他方法比較，使用電容器設(shè)備較為便宜，投資較小。并且具有接線簡(jiǎn)單，管理方便，電容器的利用率較高等優(yōu)點(diǎn)，能夠使無(wú)功就地平衡。不僅如此，補(bǔ)償無(wú)功后會(huì)使10KV變壓器的視在功率變小，從而能夠?qū)⑦x擇變壓器的容量減小，減小了變壓器的投資。 并聯(lián)電容器采用自動(dòng)調(diào)節(jié)的控制方式，俗稱無(wú)功自動(dòng)補(bǔ)償裝置。電容器在低壓母線進(jìn)行補(bǔ)償時(shí)均為自動(dòng)補(bǔ)償方式，即實(shí)際補(bǔ)償電容器容量隨自然

43、功率因數(shù)的變化而調(diào)整。低壓無(wú)功自動(dòng)補(bǔ)償裝置示意圖，如圖1所示。 圖1 低壓無(wú)功自動(dòng)補(bǔ)償裝置的原理電路 2.3.3 無(wú)功補(bǔ)償容量 自然功率因數(shù)的計(jì)算方法如下： （12） 采用分組自動(dòng)投切的補(bǔ)償裝置的無(wú)功補(bǔ)償容量應(yīng)按下式確定： （13） tanj1——補(bǔ)償前功率因數(shù)cosj1對(duì)應(yīng)的正切值； tanj2——補(bǔ)償后期望的功率因數(shù)cosj2對(duì)應(yīng)的正切值。 在這里以供住宅負(fù)荷的T3變壓器進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償為例。 根據(jù)2.2.3中計(jì)算出的數(shù)據(jù)Pc∑=571.59KW，Qc∑=289.6

44、1KW，由公式11可得出視在功率為： 由公式12可算出自然功率因數(shù)，即：cosj=Pc∑/Sc∑=571.59/640.77=0.89所以住宅部分負(fù)荷自然功率因數(shù)為0.89，補(bǔ)償后期望達(dá)到0.97，則由公式13可得： 根據(jù)計(jì)算出來(lái)的結(jié)果，可選用4組額定容量為15Kvar的電容器和3組額定容量為30Kvar的電容器。因此，實(shí)際補(bǔ)償容量為150Kvar。 公共部分負(fù)荷T1、T2變壓器無(wú)功補(bǔ)償可用此方法進(jìn)行計(jì)算，結(jié)果見(jiàn)表9、表10。 3 短路電流的計(jì)算 3.1 短路計(jì)算的目的 （1）為了選擇和校驗(yàn)電氣設(shè)備。如斷路器、隔離開(kāi)關(guān)、熔斷器、互感器、母線、瓷瓶、電纜、架空線等等。其中包括計(jì)算

45、三相短路沖擊電流、沖擊電流有效值以校驗(yàn)電氣設(shè)備電動(dòng)力穩(wěn)定，計(jì)算三相短路電流穩(wěn)態(tài)有效值用以校驗(yàn)電氣設(shè)備及載流導(dǎo)體的熱穩(wěn)定性，計(jì)算三相短路容量以校驗(yàn)斷路器的遮斷能力等。 （2）為繼電保護(hù)裝置的整定計(jì)算。在考慮正確、合理地裝設(shè)保護(hù)裝置，在校驗(yàn)保護(hù)裝置靈敏度時(shí)，不僅要計(jì)算短路故障支路內(nèi)的三相短路電流值，還需知道其它支路短路電流分布情況；不僅要算出最大運(yùn)行方式下電路可能出現(xiàn)的最大短路電流值，還應(yīng)計(jì)算最小運(yùn)行方式下可能出現(xiàn)的最小短路電流值；不僅要計(jì)算三相短路電流而且也要計(jì)算兩相短路電流或根據(jù)需要計(jì)算單相接地電流等。 （3）在選擇與設(shè)計(jì)系統(tǒng)電氣之接成時(shí)，短路計(jì)算可為不同方案進(jìn)行技術(shù)性比較以及確定是否采取

46、限制短路電流措施等提供依據(jù)。 3.2 無(wú)限大容量電源條件下短路電流的計(jì)算 無(wú)限大容量電力系統(tǒng)，是指供電容量相對(duì)于用戶供電系統(tǒng)容量大得多的電力系統(tǒng)。其特點(diǎn)是：當(dāng)用戶供電系統(tǒng)的負(fù)荷變動(dòng)甚至發(fā)生短路時(shí)，電力系統(tǒng)變電所饋電母線上的電壓能基本維持不變。如果電力系統(tǒng)的電源總阻抗不超過(guò)短路電路總阻抗的5％～10％，或者電力系統(tǒng)容量超過(guò)用戶供電系統(tǒng)容量的50倍時(shí)，可將電力系統(tǒng)視為無(wú)限大容量系統(tǒng)[5]。 3.2.1 短路電流計(jì)算基本步驟 本工程采用標(biāo)幺值法計(jì)算短路電流，其基本步驟為： （1） 確定基準(zhǔn)值 基準(zhǔn)容量：Sd=100MVA；基準(zhǔn)電壓：Ud=Uc。 基準(zhǔn)電流：

47、 （14） Uc——元件所在處的短路計(jì)算電壓（KV） （2）計(jì)算短路回路各元件的電抗標(biāo)幺值 電力系統(tǒng)電抗： （15） ——電力系統(tǒng)變電所高壓饋電線出口處的短路容量（MVA）。 電力線路電抗： （16） Xo——電力線路單位長(zhǎng)度的電抗（Ω/km）；l——電力線路的長(zhǎng)度（km）。 電力變壓器電抗： （17） ——電力變壓器的短路電壓百分值； ——電力變壓器的容量（MVA）。 （3）繪制出短路回路的等效

48、電路,通過(guò)網(wǎng)絡(luò)變換簡(jiǎn)化短路電路，計(jì)算短路回路的總電抗標(biāo)幺值。若短路回路的總電阻值大于總電抗值的1/3，需計(jì)入電阻值。 （4）計(jì)算三相短路電流與短路容量 三相短路電流周期分量有效值： （18） 三相短路次暫態(tài)電流和穩(wěn)態(tài)電流： （19） 三相短路沖擊電流及第一個(gè)周期短路全電流的有效值： （20） （21） 三相短路容量：

49、 （22） （5） 兩相短路電流 （23） 3.2.3 本工程短路電流計(jì)算 本工程由當(dāng)?shù)毓╇姴块T提供兩路10KV專用電源，進(jìn)線以電纜方式引入，由當(dāng)?shù)毓╇姴块T提供的開(kāi)閉所10KV饋線處短路系統(tǒng)數(shù)據(jù)為：Soc=200MVA，開(kāi)閉所饋線開(kāi)關(guān)過(guò)電流保護(hù)延時(shí)時(shí)間1.5S。 以變壓器高壓側(cè)(即圖3中d1點(diǎn))短路電流的計(jì)算過(guò)程為例，步驟如下： （1） 確定基準(zhǔn)值 基準(zhǔn)容量：Sd=100MVA；基準(zhǔn)電壓：Ud=1.05Un=10.5KV。 基準(zhǔn)電流，由公式14得： （2） 計(jì)算短路回路各元件的電抗標(biāo)幺值 l 電力系統(tǒng)電抗標(biāo)幺值 由公

50、式15得： l 供電線路電抗標(biāo)幺值 查閱相關(guān)手冊(cè)及產(chǎn)品樣本，可取Xo=0.093Ω/km。 由公式16得： 總的電抗標(biāo)幺值為： （3）計(jì)算三相短路電流與短路容量： l 三相短路電流周其分量有效值 由公式18得： l 其他三相短路電流 由公式19、20、21得： l 三相短路容量 由公式22得： l 兩相短路電流 由公式23得： 根據(jù)圖2繪制出短路等效電路圖如圖3所示。 圖2 電氣系統(tǒng)接線圖 圖3 標(biāo)幺值法計(jì)算的等值電路圖 變壓器高壓側(cè)短路電流計(jì)算結(jié)果如表6所示，低壓側(cè)短路電流計(jì)算與高

51、壓側(cè)計(jì)算方法相同，計(jì)算結(jié)果如表7所示。 表6 高壓側(cè)短路電流計(jì)算結(jié)果表 短路計(jì)算點(diǎn) 三相短路電流（KA） 三相短路容量（MVA） 兩相短路電流（MVA） 周期分量有效值 次暫態(tài)電流 穩(wěn)態(tài)短路電流 沖擊電流峰值 d1 7.3 7.3 7.3 18.6 132.8 6.32 表7 低壓側(cè)短路電流計(jì)算結(jié)果表 短路計(jì)算點(diǎn) 三相短路電流（KA） 兩相短路電流（MVA） 周期分量有效值 次暫態(tài)電流 沖擊電流峰值 d2 17.54 17.54 32.24 15.19 d3 16.94 16.94 31.14 14.67 d4 0.8 0

52、.8 1.47 0.69 4 本工程供配電措施設(shè)計(jì)方案 4.1 供配電系統(tǒng)概述 小區(qū)供配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)的合理性對(duì)于可靠供電來(lái)說(shuō)是十分關(guān)鍵的。它是由發(fā)、輸、變、配用幾個(gè)部分組成起來(lái)的。本次設(shè)計(jì)的小區(qū)供配電系統(tǒng)大致過(guò)程是：從附近市政開(kāi)閉所引來(lái)兩路10KV電源，將10KV電源接引至小區(qū)變電所中，變壓器將電壓由10KV變?yōu)?.4KV，通過(guò)配電干線輸送到樓層配電箱，最后進(jìn)入到各用戶配電箱。住宅建筑使用380V/220V三相五線制供電。從配電所三相五線至小區(qū)每座樓的樓層配電箱。供配電系統(tǒng)中應(yīng)使接線保證安全性的同時(shí)，盡量滿足靈活性并且維修簡(jiǎn)便。還應(yīng)能夠達(dá)到使用和生產(chǎn)所需的電壓質(zhì)量和供電可靠性的要求。

53、此外，還應(yīng)當(dāng)使電能損耗盡量降低，同時(shí)還要減少有色金屬的消耗。 從實(shí)踐上看，由于我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，用電負(fù)荷增長(zhǎng)速度快。因此，住宅小區(qū)的供配電系統(tǒng)一定要將設(shè)計(jì)的眼光放長(zhǎng)遠(yuǎn)一些，從實(shí)際出發(fā)，為以后增長(zhǎng)的負(fù)荷預(yù)留一定的空間與容量。 4.2 變電所的設(shè)計(jì) 4.2.1 變電所位置及環(huán)境 變電所的位置應(yīng)盡量選擇靠近負(fù)荷中心的地方，以降低配電系統(tǒng)的電能損耗和電壓損耗，并能有效減少一次投入，提高電能質(zhì)量。住宅小區(qū)內(nèi)的變電所應(yīng)遵循小容量、密布點(diǎn)、靠近負(fù)荷中心的原則進(jìn)行配置。進(jìn)出線方便，考慮電源的進(jìn)線方向，偏向電源側(cè)。同時(shí)，應(yīng)盡可能設(shè)置在環(huán)境干燥，遠(yuǎn)離有腐蝕性、塵埃多的環(huán)境中，最好能留有發(fā)展空間的場(chǎng)所。

54、配電設(shè)備的布置必須遵循安全、可靠、適用和經(jīng)濟(jì)等原則，并應(yīng)便于安裝、操作、搬運(yùn)、檢修、試驗(yàn)和監(jiān)測(cè)[6]。 當(dāng)高層建筑樓層較高時(shí)，用電負(fù)荷較大而且分散，對(duì)供電可靠性要求高，配電干線壓降不得超過(guò)允許值，以降低線路電能損耗。因此，高層建筑多采用樓內(nèi)變電所。樓內(nèi)變電所常有以下幾種設(shè)置方式：地下室、中間的某層和高層。本次設(shè)計(jì)將變電所設(shè)置于樓內(nèi)地下二層。 4.2.2 變壓器容量和數(shù)目的選取原則 變壓器的容量首先要滿足在計(jì)算負(fù)荷下變壓器能夠長(zhǎng)期可靠運(yùn)行。單臺(tái)變壓器的額定容量SNT與計(jì)算負(fù)荷Sc的關(guān)系應(yīng)滿足： (24) 對(duì)于兩臺(tái)并列運(yùn)行的變

55、壓器，則應(yīng)滿足: (25) ,——分別為并列運(yùn)行的兩臺(tái)變壓器的額定容量；，——分別為負(fù)荷SC中一級(jí)和二級(jí)負(fù)荷的容量。 變壓器容量的選擇除必須滿足上述基本要求外，還應(yīng)考慮：為適用發(fā)展和調(diào)整的需要，變壓器容量應(yīng)留有15％～25％的裕量，滿足變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行條件。 對(duì)于居民住宅、機(jī)關(guān)學(xué)校等，如果1臺(tái)變壓器能滿足用電負(fù)荷需要時(shí)，宜選用1臺(tái)變壓器，其容量大小由計(jì)算負(fù)荷確定，但總用電負(fù)荷通常在1000kVA及以下，且用電負(fù)荷變化不大。對(duì)于有大量一、二級(jí)用電負(fù)荷、或用電負(fù)荷季節(jié)性（或晝夜）變化較大、或集中用電負(fù)荷較大的單位，應(yīng)設(shè)置兩臺(tái)及以上電力變壓器

56、。如有大型沖擊負(fù)荷，如高壓電動(dòng)機(jī)、電爐等動(dòng)力，為減少對(duì)照明或其他負(fù)荷的影響，應(yīng)增設(shè)獨(dú)立變壓器。對(duì)供電可靠性要求高，又無(wú)條件采用低壓聯(lián)絡(luò)線或采用低壓聯(lián)絡(luò)線不經(jīng)濟(jì)時(shí)，也應(yīng)設(shè)置兩臺(tái)電力變壓器。選用兩臺(tái)電力變壓器時(shí)，其容量應(yīng)滿足在一臺(tái)變壓器故障或修時(shí)，另一臺(tái)仍能保持對(duì)二級(jí)用電負(fù)荷供電，但需對(duì)該臺(tái)變壓器的過(guò)負(fù)荷能力及其允許運(yùn)行時(shí)間進(jìn)行校核國(guó)產(chǎn)電力變壓器的短時(shí)過(guò)負(fù)荷運(yùn)行。 綜上所述，電力變壓臺(tái)數(shù)和容量的確定，應(yīng)根據(jù)供配電計(jì)算負(fù)荷、供電可靠性要求和 用電單位的發(fā)展規(guī)劃等因素綜合考慮確定，力求經(jīng)濟(jì)合理，滿足用電負(fù)荷的要求。一般說(shuō)來(lái)，選用電力變壓器的臺(tái)數(shù)愈多，供電的可靠性愈好，但增加了設(shè)備投資和維護(hù)運(yùn)行等費(fèi)用

57、。因此，在供電可靠性保證的條件下，電力變壓器的臺(tái)數(shù)應(yīng)盡量減少。 4.2.3 變壓器容量及數(shù)目的選擇 通過(guò)計(jì)算負(fù)荷可以求得變壓器的總?cè)萘??？偟囊曉谟?jì)算負(fù)荷公式為： (26) 由于變壓器在運(yùn)行時(shí)還需要考慮到負(fù)荷率的影響，并且多臺(tái)設(shè)備在運(yùn)行的時(shí)候，各臺(tái)設(shè)備用電的最大值不會(huì)同時(shí)出現(xiàn)，所以在選擇變壓器的時(shí)候還需要計(jì)入同時(shí)系數(shù)。變壓器的負(fù)荷率一般在75%-85%，本次負(fù)荷率取值85%，即β=0.85。同時(shí)系數(shù)的參考值，取值一般為0.85～0.95，但各級(jí)同時(shí)系數(shù)的乘積不宜小于0.8，由于愈趨向電源端，負(fù)荷愈平穩(wěn)，所以對(duì)應(yīng)的值也愈大，本次設(shè)

58、計(jì)同時(shí)系數(shù)取K∑p=0.9。 因此變壓器容量的計(jì)算方法為： （27） Pcj——計(jì)算負(fù)荷；cosj——功率因數(shù)； β——變壓器的負(fù)荷率；K∑p——同時(shí)系數(shù)。 （1）住宅用電部分變壓器容量計(jì)算 由2.3.3中計(jì)算可知功率因數(shù)補(bǔ)償后為0.97，即cosj=0.97。由于在2.2.3中住宅部分計(jì)算已經(jīng)乘過(guò)同時(shí)系數(shù)即PC∑=571.59，所以在這里不再重復(fù)同時(shí)系數(shù)的運(yùn)算。由公式27可計(jì)算出： 因此住宅部分供電可選用一臺(tái)800KVA的變壓器，計(jì)算數(shù)據(jù)如表8所示。 表8 變壓器T3 用電設(shè)備名稱 設(shè)備容量（KW） cosj t

59、anj 需要容量 有功（KW） 無(wú)功（Kvar） T3容量 1#住宅照明干線 292 0.9 0.48 87.6 42.05 2#住宅照明干線 365 109.5 52.56 3#住宅照明干線 365 109.5 52.56 4#住宅照明干線 365 109.5 52.56 5#住宅照明干線 365 109.5 52.56 6#住宅照明干線 365 109.5 52.56 合計(jì) 2117 635.1 304.85 計(jì)入同時(shí)系數(shù)KΣp=0.9 KΣq=0.95 0.89 571

60、.59 289.61 補(bǔ)償容量 150 補(bǔ)償后 0.97 571.59 139.61 693.26 變壓器選擇 800kVA （2）公共用電部分變壓器容量計(jì)算 變壓器T1、T2為公共用電部分，由公式27可得： T1： T2： 具體計(jì)算結(jié)果和無(wú)功補(bǔ)償計(jì)算如表9、表10所示。 表9 變壓器T1 用電設(shè)備名稱 設(shè)備臺(tái)數(shù) 設(shè)備容量（KW） Kd cosj tanj 需要容量 有功（KW） 無(wú)功Kvar T1容量 寫字樓照明 141 0.7 0.9 0.48 98.7 47.37 物業(yè)照明

61、10 0.9 0.9 0.48 9 4.32 變電所照明 15 0.9 0.9 0.48 13.5 6.54 車庫(kù)照明 40 0.8 0.9 0.48 32 15.36 消防控制室 15 1 0.8 0.75 15 11.25 客梯（備） 2 觀光電梯（備） 2 低區(qū)生活泵 1 7 0.8 0.8 0.75 5.6 4.2 中區(qū)生活泵 1 8.6 6.88 5.16 高區(qū)生活泵 1 11 8.8 6.6 換熱機(jī)組A 2

62、 14 0.5 0.8 0.75 7 5.25 換熱機(jī)組B 1 4.1 2.05 1.53 潛水排污泵A 1 4 0.8 0.8 0.75 3.2 2.4 潛水排污泵B 3 6.6 2.4 1.8 公共照明兼應(yīng)急照明（備） 0.8 0.75 公共照明兼應(yīng)急照明 66 1 66 49.5 送風(fēng)兼消防補(bǔ)機(jī)A 1 7.5 0.7 0.8 0.75 5.25 3.93 送風(fēng)兼消防補(bǔ)機(jī)B 2 2.2 1.54 1.15 送風(fēng)兼消防補(bǔ)機(jī)C 1 3 2.1

63、 1.57 送風(fēng)兼消防補(bǔ)機(jī)D 2 4.4 3.08 2.31 送風(fēng)兼消防補(bǔ)機(jī)E 3 16.5 11.55 8.66 雙速排風(fēng)兼排煙風(fēng)機(jī)A 1 12 0.7 0.8 0.75 8.4 6.3 雙速排風(fēng)兼排煙風(fēng)機(jī)B 1 9 6.3 4.72 雙速排風(fēng)兼排煙風(fēng)機(jī)C 1 6.5 4.55 3.41 雙速排風(fēng)兼排煙風(fēng)機(jī)D 1 13 9.1 6.82 雙速排風(fēng)兼排煙風(fēng)機(jī)E 4 9.6 6.72 5.04 合計(jì) 31 426 328.72 205.19 計(jì)入同時(shí)系數(shù)KΣp=

64、0.9， KΣq=0.95 0.83 295.85 194.93 補(bǔ)償容量 150 補(bǔ)償后 0.98 295.85 44.93 355.1 變壓器選擇 1 400kVA 表10 變壓器T2 用電設(shè)備名稱 設(shè)備臺(tái)數(shù) 設(shè)備容量（KW） Kd cosj tanj 需要容量 有功（KW） 無(wú)功（Kvar） T2容量 寫字樓照明 67 0.7 0.9 0.48 46.9 22.51 商業(yè)照明 261 0.85 0.9 0.48 221.85 106.4

65、 景觀照明 80 0.7 0.9 0.48 56 26.88 變電所照明（備） 消防控制室（備） 客梯 2 37 0.2 0.5 1.73 7.4 12.8 觀光電梯 2 20 4 6.92 低區(qū)生活泵（備） 1 中區(qū)生活泵（備） 1 高區(qū)生活泵（備） 1 換熱機(jī)組A（備） 2 換熱機(jī)組B（備） 1 潛水排污泵A（備） 1

66、 潛水排污泵B（備） 3 公共照明兼應(yīng)急照明 9 1 0.8 0.75 9 6.75 公共照明兼應(yīng)急照明（備） 送風(fēng)兼消防補(bǔ)機(jī)A（備） 1 送風(fēng)兼消防補(bǔ)機(jī)B（備） 2 送風(fēng)兼消防補(bǔ)機(jī)C（備） 1 送風(fēng)兼消防補(bǔ)機(jī)D（備） 2 送風(fēng)兼消防補(bǔ)機(jī)E（備） 3 雙速排風(fēng)兼排煙風(fēng)機(jī)A（備） 1 雙速排風(fēng)兼排煙風(fēng)機(jī)B（備） 1 雙速排風(fēng)兼排煙風(fēng)機(jī)C（備） 1 雙速排風(fēng)兼排煙風(fēng)機(jī)D（備） 1 雙速排風(fēng)兼排煙風(fēng)機(jī)E（備） 4 合計(jì) 31 449 345．15 182.35 計(jì)入同時(shí)系數(shù)KΣp=0.9，KΣq=0.95 0.87 310.64 173.23 補(bǔ)償容量 120 補(bǔ)償后