住宅小區(qū)供配電系統(tǒng)及設計10級樓宇2班劉智

1、湖南信息科學職業(yè)學院畢 業(yè) 論 文住宅小區(qū)供配電系統(tǒng)的設計學生姓名：劉智學 號：1001050231 年級專業(yè)：2010級樓宇智能化技術指導老師：張?zhí)m潔老師系 別：電子信息學院湖南·長沙二0一二年十一月住宅小區(qū)供配電系統(tǒng)的設計 指導教師：張?zhí)m潔 作 者：劉智 (湖南信息科學職業(yè)學院電子信息學院10級樓宇智能化技術，長沙 410151）摘要：本課題設計的內容為住宅小區(qū)供配電系統(tǒng)的設計，主要是根據國家相關標準和規(guī)范對住宅小區(qū)電氣供配電系統(tǒng)進行設計。本課題內容主要包括以下幾個方面：小區(qū)的電力負荷及其計算；小區(qū)變配電所的設計；小區(qū)的電力線路設計；小區(qū)的節(jié)約用電與計劃用電；小區(qū)的防雷接地與電氣

2、安全。若要提高住宅小區(qū)供配電系統(tǒng)的可靠性，提高電能的利用率，就必須要準確地計算小區(qū)的電力負荷，合理地選擇變壓器、電氣設備等。本論文結合特定的住宅小區(qū)，對這些內容都進行了詳細的介紹和計算。另外，由于天氣原因，建筑物可能會受到雷電的侵襲，所以本文對防雷與接地措施也進行了詳細說明。關鍵詞：負荷計算；需要系數；變配電所；防雷；接地目錄中文摘要.關鍵詞（1）緒論（4）1概論（5）1.1 小區(qū)設計說明（5）1.2 住宅小區(qū)的負荷計算（6）1.3 本住宅小區(qū)的負荷計算（9）2小區(qū)的電力照明及其計算（10）2.1概述（10）2.2小區(qū)常用電氣照明（11）2.3照度計算（11）2.4照明供電系統(tǒng)及其選擇（13）

3、2.5本小區(qū)標準層照明示意圖（14）3住宅小區(qū)變配電所設計（15）3.1變配電所的任務與類型（15）3.2電力變壓器（16）3.3變壓器的選?。?7）3.4電氣設備中的電弧問題（18）4小區(qū)的電力線路（19）4.1供配電系統(tǒng)概述（19）4.2電力線路敷設（21）4.3本小區(qū)供配電系統(tǒng)說明（22）4.4本小區(qū)供配電線路說明（24）5小區(qū)的節(jié)約用電（28）5.1概述（28）5.2并聯補償電容器（28）5.3變壓器的運行與維護（29）6小區(qū)的防雷接地與電氣安全（30）6.1過電壓與雷電的有關概念（30）6.2接地（32）6.3本小區(qū)的防雷與接地系統(tǒng)（33）7結論 （34）8參考文獻 （34）致謝 （

4、35）關鍵詞（36）緒論電能是人們生活中不可缺少的能源和生活工具，它的影響力和對社會的幫助可以說超過了任何媒介。當然如果只有電能這種單純的物質，電能一樣不能為人民服務，所以，必須要有專門的專業(yè)人員對其進行分配與傳輸，這樣才能使電能造福于人，服務于人民群眾。當前，電能的供配電系統(tǒng)的種類與形式紛繁復雜，所以選擇一種適合的系統(tǒng)形式不是太容易。如果選擇的不合適，可能會造成財產的損失、設備的浪費，有時甚至造成人類的傷亡，所以，選擇一種適合的系統(tǒng)十分重要，不容馬虎。本課題就是住宅小區(qū)的供配電系統(tǒng)的設計，是一個典型的案例，設計內容主要包含以下幾個方面的內容：住宅小區(qū)的負荷計算，小區(qū)變配電所的位置選取，小區(qū)變

5、配電所內主變壓器太熟與容量的選擇，防雷，接地等內容。其中的每部分內容都十分重要，每一部分都會影響住宅小區(qū)的整體效果與安全性能。供配電系統(tǒng)的發(fā)展也是科技進步的表現，反過來一樣，供配電系統(tǒng)越是需要發(fā)展就越需要科技的進步。當前，中國供配電事業(yè)飛速發(fā)展，這是人民需求增多的映射，當然，滿足人民的各種需求也是供配電部門與人員的責任與義務。目前，智能供配電系統(tǒng)也層出不窮，反映出進步與革新?？傊?，建立不僅滿足要求同時考慮到未來發(fā)展需要的供配電系統(tǒng)是我們不盡的追求，需要我們的不懈努力。第一章 概論1.1 小區(qū)設計說明 小區(qū)總體設計小區(qū)位于 大理古城建筑類型 別墅小區(qū)（平均層數為6層）占地面積 33720平方米住

6、戶共 103戶大理山水間位于大理旅游度假區(qū)核心地段,背靠蒼山,面朝洱海。東臨214國道，南接蒼洱大道，西攘蒼山大道，北至大理古城。周邊集中了大理百分之八十的旅游景觀資源，如大理古城、崇圣寺三塔、蝴蝶泉等著名景點。項目集文化、旅游、景觀、都市等諸多因素于一身，可謂得天獨厚、升值前景巨大。項目周邊配套齊全，教育有中和幼兒園、軍部幼兒園、大理一小、大理二小、大理一中、大理四中、大理五中等；醫(yī)院有第二人民醫(yī)院、第二中醫(yī)院、解放軍60中心醫(yī)院等；生活配套有博愛路農貿市場、人民路農貿市場和四方街超市等；金融有中國農業(yè)銀行、中國建設銀行、中國工商銀行等，項目距大理古城僅3分鐘車程，步行十五分鐘可達，十分便利

7、。 該小區(qū)建筑單體個性設計大理山水間一期的規(guī)劃設計理念是“前庭后院、一谷兩岸、組團聚落”的“全生態(tài)”格局。規(guī)劃巧妙的規(guī)避了原始地形與大理市214國道僅有百米開口這一不利因素，采用全國注冊建筑師、建造師考試 備考資料 歷年真題 考試心得 模擬試“以退為進”的原則，將項目用地前場區(qū)域退用地紅線50米，并大膽的將這一界面完全開放，形成一個半圍合的開敞區(qū)域，且設計將該區(qū)域自南向北延伸，與北部文獻樓構成呼應關系，結合入口商業(yè)氛圍的營造，充分擴大社區(qū)前場的展示效應，構成社區(qū)的“前庭”。社區(qū)西端接駁蒼山大道，與大理學院一路之隔，利用該項目用地區(qū)域相對較高的高差，建設傍山的別墅區(qū)，共同營造社區(qū)清幽雅致的“后院

8、”，開敞的前庭與后院一低一高，遙相呼應。如果說前庭后院是社區(qū)的首尾，那么蜿蜒纏綿于兩端的長達一公里的花谷便是社區(qū)規(guī)劃的脊梁?；ü茸曰馗咛幇l(fā)端，以蒼山間迸發(fā)的一泓清澗作為起點，好似天靈所賜的神來之筆，一路緩緩而下，沿路結合不同的組團空間變幻出多樣化的形態(tài)，各區(qū)邊界隨著溪谷自由的收放自如，形成曲折多變的溪谷岸線，滲入社區(qū)每一個角落，形成溪畔人家的純美意境。 以單棟建筑的聚居形成院落是大理傳統(tǒng)民居的典型布局方式，本項目充分吸納這一本土建筑特征，進行疏理、整合，創(chuàng)新性的形成了一種“院落式”的組團聚落方式，組團間進行過渡，中間輔以漫步棧道，青石子路穿插其間，構成相互連通的步行體系，組團布局結

9、構的自然與整體聚落的統(tǒng)一有序完美的結合在一起，形成一種“形散神聚”的“院落”新型構圖方式，無規(guī)則中潛藏著次序，整體的律動中又交織著不經意的隨性與浪漫，與大理古城的方正規(guī)劃格局所形成的敦厚形態(tài)構成對比。大理山水間采用嚴格的“人車分流”交通體系，在項目的外圍設置車行干道，組團之間則用人行干道組織交通，形成了完整的交通體系。1.1.3小區(qū)平面圖平面圖是建筑物或者物體直接投影在水平面上所得到的圖形，其實平面圖也是地圖的一種，可以按照一定的比例擴大和縮小，平面圖也可以手工繪畫。根據上述說明設計小區(qū)平面圖見附圖1。1.2 住宅小區(qū)的負荷計算 負荷計算概述1、確定計算負荷，是作為根據發(fā)熱要求選擇系統(tǒng)各級電壓

10、供電準備變壓器的容量、研制建筑物報裝容量和世外桃源電氣設備的依據；2、確定計算負荷，是用來計算電壓損耗和小區(qū)設備功率損耗的依據；3、確定計算電流，是選擇電纜容量、規(guī)格的依據；4、求總的有功計算負荷和總的無功計算負荷，也是確定靜電電容器的依據。 住宅小區(qū)負荷計算包含內容1、什么是計算負荷通過所有負荷的統(tǒng)計計算所求出、用以根據發(fā)熱條件篩選供電系統(tǒng)中各元件分別的負荷值，這就是我們通常定義的計算負荷。根據這么多年來，奮斗在住宅小區(qū)電氣設備計算、電氣線路計算中的工作人員的實際經驗，我們知道計算實際負荷其實也可以認為它就是半小時最大負荷P30 。計算負荷按照規(guī)定來說，必須設計得非常合理。我們大致可以分成兩

11、種情況：第一，如果計算負荷大了，直接導致財產和材料浪費；第二，如果計算負荷小了，直接后果是電氣設備、電纜在過負荷的情況下運行，不僅僅增加了電能損耗，更甚的是會產生過熱現象，導致絕緣皮膚提早老化，導致火災災難！我們可見，準確計算計算負荷的嚴重性。2、平均負荷顧名思義，即電力負荷在一定的時間內平均所消耗的電功率，公式為Wt是時間t 內消耗的所有電能量。平均負荷可用來計算電能消耗量Wt和最大負荷Pmax。年平均負荷為1.2.3 住宅小區(qū)負荷計算的方法概述1、概述目前，我國采用最普遍的確定小區(qū)、建筑物所有用電設備組計算負荷，就是二項式法則和需要系數法則。兩種法則各有其優(yōu)缺點，我們分別介紹一下：其中，二

12、項式法的局限性是比較大的。目前，需要系數法則是目前社會各界通用的確定計算負荷的方法，我們應該牢牢掌握。下面內容大致介紹需要系數法的概念與應用。2、需要系數法用電設備組的計算負荷，就是指從供電系統(tǒng)中取用的年最大負荷。下圖為用電設備的計算負荷說明圖（計入WL）。圖1 負荷說明圖用電設備組的設備容量，顧名思義，就是指所有設備的額定容量的總和，用公式表示為Pe = PN ?，F實生活中，所有設備實際上都不一定同時運行，而且運行的設備實際上也不是太可能都同時滿負荷，而且再加上功率損耗的存在，得出，用電設備組的有功計算負荷容易表示為各個符號的含義：K是設備組同時系數，KL是設備組負荷系數，e的意義為設備組平

13、均效率，WL的意義為配電線路平均效率。我們可以命名上面式子中的KKL/(eWL)=Kd，這個Kd就是需要系數。由前式可得到需要系數公式表示為由此我們可以得到有功計算負荷的式子為在求出有功計算負荷之后，我們可以根據下面所列舉的公式求其余的計算負荷，其中，視在計算負荷計算公式為無功計算負荷計算公式為計算電流計算公式為需要系數的選擇計算需要系數的方法有很多種，大都不盡清楚，不太實用。根據調查有經驗專業(yè)電氣工程師，計算任意戶數的需要系數表格如下：表1 需要系數表小區(qū)總戶數需要系數小區(qū)總戶數需要系數小區(qū)總戶數需要系數<=6152570.501691860.34790.8958600.4918720

14、40.3313150.7664690.472232460.3116180.7270720.462472730.3022240.6679840.443043360.2828300.6191960.423764230.2634360.581061110.404785400.2437390.561121200.395416150.2349510.511571680.3594910000.191.3 本住宅小區(qū)的負荷計算1、本小區(qū)住宅的用電負荷按照最大負荷計算，即50W/m2；水泵等公用負荷以10W/m2計算；消防負荷在此不統(tǒng)計入最大負荷。住宅戶內的導線用銅芯絕緣導線，截面滿足最大負荷長期長時間工作的

15、要求。所以，為了保證線路的安全可靠運行，住宅戶內總進線選用的是10mm2的銅芯絕緣導線。2、商業(yè)用戶的用電負荷按照60W100W/m2計算，在此綜合考慮商業(yè)用戶的特點，一般用戶我以100W/m2計算；當然，有一些商業(yè)用戶的用電比較明確，我根據實際用電量確定其用電負荷。3、住宅電表后所有總線一致采用穿管方式進行敷設。小區(qū)住戶電表的配置，見下表：表2 電表配置面積（平方米）最大負荷（千瓦/戶）電表的容量進線方式說明<10065（30）單相即可100130810（40）單相即可4、小區(qū)住宅總進線入戶后，設置了戶內配電箱，配電箱內設置了總進線開關以及分路出線開關。我為了保證用戶的安全，一并設置了

16、漏電保護、過載保護、短路保護，并能同時斷開零線的功能。第二章 小區(qū)的電力照明及其計算2.1 概述 照明系統(tǒng)概述照明方式按照它的光源來源方式可以分為人工照明和自然采光兩大類。電氣照明因為其燈光質量穩(wěn)定、控制調節(jié)方便、色彩豐富和安全經濟的優(yōu)點，使其成為現代技術中使用最為廣泛的一種方式。人民的生活質量高低與燈光照明的質量有著極其密切的關系，優(yōu)質的照明是保證高質量生活、高質量娛樂、高質量身體的必要措施。因此，電氣照明的質量對社會生活具有十分重要的作用。2.1.2 標準照明計量單位表1 國際單位制（SIE單位制）的光度單位名稱符號單位英文名光強度l坎德拉Candela(cd)光照度E勒克斯Lux(lx)

17、光亮度L尼特Nit光通量流明Lumen(lm)2.2 小區(qū)常用電氣照明 常用照明方式照明方式是指燈光設備按照它的安裝部位或者光照的分布而構成的基本制式。根據燈光設備安裝部位，我們可以具體分成一般照明、局部照明以及混合照明。（1）一般照明可以不考慮局部的特殊需要，目的照明整個室內而采用的最普遍的照明方式。這種照明方式，室內可以獲得較好的照明均勻度，住宅小區(qū)所采用的光源功率較大，具有較高的照明效率。適用：在無固定工作區(qū)或工作區(qū)分布密度較大的房間，比如臥室。（2）分區(qū)一般照明顧名思義，分區(qū)一般照明就是根據實際需要提高特定區(qū)域的一般照明，根據工作面布置的情況，將照明燈具集中或分區(qū)地布置在工作區(qū)的上方，

18、使室內不同的被照面產生不同照度，可以有效節(jié)約能源。（3）局部照明目的滿足室內某些地方的特殊需要，在特定小范圍內設置照明燈具的照明方式。通產情況下我們會將局部的照明燈安裝在靠近工作面的上方。這種局部照明方式在局部范圍內用較小光源功率可以獲得較高照度，而且還可以同時改變調整光的方向。（4）混合照明一般照明和局部照明混合組成的照明方式，為保證應有的視覺工作條件。優(yōu)點：增加工作區(qū)照度；減小照明設施總的功率，節(jié)約能源。缺點：視野內亮度分布不均勻。2.3 照度計算 概論在燈具的型式、懸掛的高度、布置的方案初步確定之后，電氣設計人員就應該根據初步所擬定的照明設計方案精確計算工作面上的照度，檢驗照明設備是不是

19、符合照度標準的規(guī)定。照度的計算方法有多種，普遍利用的有兩大類：單位容量法、利用系數法、概率曲線法和逐點計算法。第一類：單位容量法、利用系數法、概率曲線法只適用于水平工作面上的照度計算；第二類：逐點計算法可用于任一傾斜面上的照度計算。2.3.2 單位容量法光源單位容量，指單位水平面上照明光源的安裝功率，公式表示即為根據單位容量法大約估算照明燈具的燈數和安裝容量：如果已知單位容量P0和平面面積A，那么一般照明的總安裝容量等于 利用系數法1、概念利用系數u：表征照明光源所發(fā)射的光通量被有效的利用程度的參數。通常利用投射到工作面上的光通量e與全部光源的光通量表示，公式表示通常利用系數與許多因素有關，例

20、如：（1）、利用系數u與燈具的形狀、光效性有關系。制約關系：燈具光效越高，并且光通量越集中，那么利用系數就會越高。（2）、利用系數u與懸掛高度有關系。制約關系：燈具懸掛的高度越高，反射光通量越多，那么利用系數就會越高。（3）、利用系數u與房間的總體面積、形狀均有關系。制約關系：房間平均面積越大，形狀越接近正方形，則因為直射的光通量越多，導致利用系數就會越高。2.4 照明供電系統(tǒng)及其選擇 概述第二節(jié)敘述了電氣照明的種類，在此重點說明一下應急照明。應急照明的電源不同于正常照明的電源。根據國家有關規(guī)則規(guī)定，應急照明的電源從下列方式中選擇：（1）蓄電池組。（2）供電系統(tǒng)中完全與正常供電電源獨立的發(fā)電機

21、組。（3）應急照明燈應該自帶逆變器。（4）僅僅裝有一臺變壓器的時候，應急照明的電源應該與正常照明供電干線的自變電所的母線上分開來，如下圖：圖1 裝有一臺變壓器（5）同時裝兩臺及以上的變壓器時，正常照明與應急照明應該接自不同變壓器如下：圖2 裝有兩臺變壓器 照明系統(tǒng)導線截面選取均一照明線路按照允許電壓損耗選取導線截面公式為其中，C是計算系數，M是線路中負荷的功率矩的和，單位為kWm。根據上式計算得出的結果，實際中應該取其相近并且偏大的截面，并要校驗機械強度和發(fā)熱條件。 照明系統(tǒng)的保護裝置的選取照明供電系統(tǒng)可以采用熔斷器或者斷路器來進行短路保護、過負荷保護。具體事項可見附表（參考劉介才工廠供電第二

22、版）。 本住宅小區(qū)的插座系統(tǒng)本住宅小區(qū)的插座系統(tǒng)具體說明:1、主臥：五孔插座三個，高度為0.3米；2、次臥：五孔插座三個，高度為0.3米；3、客廳：五孔插座四個，高度為0.3米；4、廚房：帶防濺盒的油煙機用插座一個，高度為2；電熱插座二個，高度為1.5米；5、衛(wèi)生間：帶帶防濺水的盒的插座兩個，高度為2米的熱水器用；高度為0.4米的洗衣機用；2.5 本小區(qū)標準層照明示意圖標準層照明示意圖見附圖2。第三章 住宅小區(qū)變配電所設計3.1 變配電所的任務與類型 變配電所概論變電所：對電力系統(tǒng)中電壓電流進行變換、分配的設施。變電所根據用途分類可以分為電力變電所以及牽引變電所。配電所：不能對電壓進行變壓，可

23、以對電能進行分配。配電所，顧名思義，她是變電所的延伸，以滿足某些用電地區(qū)配電的需要。變電所的種類很多，主要有以下2種分類方法：根據用途分類：配電用、送電用變電所、直流送電用、電氣管道用等；根據形式上分類：屋內型、屋外型、半屋外型、地下型、移動型變電所等。 小區(qū)變配電所所址的選擇住宅小區(qū)的變配電所起著十分重要的作用，所以其所址選擇也顯得十分重要，國家有關標準10kV及以下變電所設計規(guī)范GB 50053-94對小區(qū)變配電所的所址選擇進行了詳細的規(guī)定。見附錄的參考文獻。 負荷中心的確定負荷中心的確定必須要設計負荷指示圖。負荷指示圖：將電力負荷按照一定的比例（比如x平方米代表ykW。），然后再用負荷圓

24、的形式標示在小區(qū)或者工廠的平面圖上即可。各建筑（住宅）的負荷圓的圓心應該與建筑（住宅）的負荷中心點大致相符。在負荷均勻分布的建筑（住宅）內,負荷圓的圓心就在建筑（住宅）的中心。而在負荷分布不均勻的建筑（住宅）內，圓心就應該偏向多數負荷集中的一側。我們定義負荷圓半徑為r，由建筑（住宅）計算負荷P30=Kr2可以得出：K是人為規(guī)定的負荷圓的比例，單位kW/mm2。通過指示圖我們可直觀的確定建筑（住宅）的負荷中心，再結合選擇變配電所的條件選擇最優(yōu)的方案確定變配電所的所址。3.2 電力變壓器 概述電力變壓器，文字符號為T，變電所中可以說最關鍵的一次設備，功能：將電力系統(tǒng)中的電壓升高或者降低，使有利于電

25、能的分配、輸送及使用。小區(qū)變電所采用的一般都是降壓變壓器；直接供電給予用電設備的最終端降壓變壓器，為配電變壓器。 變電所主變壓器的選擇1、臺數的選擇變壓器臺數及容納量的選擇都是變壓器投入使用時必須要進行的工作。變壓器臺數如果選擇過多，就會造成設備資源及財產的浪費；臺數如果選擇過少，就會容易出現事故，有時也會造成財產及設備的損失。我國10kV及以下變電所設計規(guī)范GB 50053-94對小區(qū)變配電所變壓器臺數的選擇進行了詳細的規(guī)定，見附錄的參考文獻。2、主變壓器容量的選擇（1）、只裝有一臺變壓器的情況主變壓器容量（一般當額定容量SN.T）應滿足所有用電設備總的計算負荷S30：（2）、同時裝有2臺主

26、變壓器的情況每一臺容量ST應該同時滿足兩個條件，即1）、任意一臺變壓器單獨工作時，應該滿足總的計算負荷S30的0.60.7的要求:2）、任意一臺變壓器單獨工作時，應該滿足全部的一、二級負荷的要求：3.3 變壓器的選取 住宅小區(qū)負荷計算統(tǒng)計用電設備的用電負荷統(tǒng)計表1 負荷計算統(tǒng)計表編號用電設備組計算負荷需要系數Kd功率因數costan計算負荷變壓器容量PQS11#8#（每棟）用電負荷0.820.80.75132.8499.63166.05T1=500kVA公用電力0.80.80.758060100裕量負荷0.80.80.7540305029#13#（每棟）用電負荷0.820.80.75118.0

27、888.56147.6T2=500kVA公用電力0.80.80.7512090150裕量負荷0.80.80.75403050314#15#（共同）用電負荷0.680.80.75244.8183.6306T3=630kVA公用電力0.80.80.75160120200裕量負荷0.80.80.754030504消防控制室0.881#8#樓住宅設備容量（六層）4.5kW*12戶*3單元*8棟=1296kW9#13#樓住宅設備容量（六層）4kW*12戶*3單元*5棟=720kW14#樓商鋪設備容量（兩層）18kW*6戶=108kW15#樓商鋪設備容量（兩層）18kW*14戶=252kW1#8#樓住宅公

28、用電力（每棟）100kW9#13#樓住宅公用電力（每棟）150kW14#15#商住樓公用電力（共同）200kW1#8#樓住宅裕量負荷（每棟）50kW9#13#樓住宅裕量負荷（每棟）50kW14#15#商住樓裕量負荷（共同）50kW消防控制室10kW注釋：1、A戶型住宅用電為80m2*50W=4kW；B戶型住宅用電為90m2*50W=4.5kW。2、商住樓負荷密度為：4065W/m2。本商住樓采用60W/m2計算。所以每戶用電為300m2*60W=18kW。3、需要系數選擇見第一章第二節(jié)需要系數法的介紹。4、對于處于備用狀態(tài)的噴淋泵、消防泵等設備，我不作為一部分來選擇變壓器容量。所以，為了保證火

29、災時消防設施可以正常啟動與運行，可以采取自動切去非消防用電設施的方法，來緩解用電緊張。5、有關公式：根據Kd= P30/Pe可以得到：P30=KdPe。所以Q30=P30*tan，S30=P30/cos。6、公共輔助設施給排水的用電負荷。每一天每個人的供水量大約在0.3噸，一般居民住宅的每噸水耗電為0.1kW。所以按照負荷年利用小時4500小時計算相當于每人用電負荷大約是0.028kW，也可以按0.20.25W/m2。排水在平常自然排水時，用電可以忽略不計。 箱式變電站及內部設備類型選擇將高壓控制開關和變壓器集于一體的變電站是美式箱變，該類型箱變體積較??；將高低壓控制開關和變壓器集于一體的變電

30、站是歐式變電站，該類型箱變體積較大，外形美觀，內部空間比較大易于操作和檢修，為住宅小區(qū)箱變的首選。該小區(qū)箱變類型選擇為：ZBW-12。內部配置見附圖33.4 電氣設備中的電弧問題 概述電弧是電氣設備運行中常有的一種現象，特點可以概括為兩點：溫度很高且光亮很強。根據實踐經驗與實驗，電弧對供電系統(tǒng)有很大的威脅。一，電弧一般情況下會延長電路開斷時間長短；二，高溫極可能會燒毀電氣設備、導線電纜，引起危險火災；第三，強烈弧光極可能損壞人眼得視力，情況嚴重時很有可能造成失明。 電弧的產生原因1、根本原因開關觸頭在分斷電流時產生電弧的根本原因：觸頭本身及觸頭周圍的介質中一定含有大量可以被游離的電子。當分斷觸

31、頭之間有足夠大外電壓時，這些電子就很可能強烈電離從而造成電弧的產生。2、電弧產生的游離類型高電場發(fā)射、熱電發(fā)射、高溫游離、碰撞游離。 電弧的熄滅條件1、熄滅電弧的條件：電弧中去游離率必須大于游離率。2、去游離方式：正負帶電質點的擴散和復合都會去游離；3、開關電器中常用滅弧方法：冷卻滅弧法、真空滅弧法、狹溝滅弧法、 SF6滅弧法。 對電氣設備電氣觸頭的基本要求必須具有足夠熱穩(wěn)定度；需要具有足夠機械強度；嚴格滿足負荷的正常發(fā)熱要求；需要具有足夠斷流能力。第四章 小區(qū)的電力線路4.1 供配電系統(tǒng)概述 供配電示意圖供配電系統(tǒng)是將發(fā)電廠、變電所、電力用戶等幾個環(huán)節(jié)連接起來的一個整體，包括發(fā)電、輸電、變電

32、、配電、用電幾個組成部分。對于小區(qū)供配電系統(tǒng)來說，供配電方式為：采用10kV的高壓進線，然后經過住宅小區(qū)的箱式變電站降壓到小區(qū)單元配電箱，最后到達住戶配電箱，變成用戶可以直接使用的220V或者380V的低壓電。電力系統(tǒng)示意圖如下：圖1 供配電示意圖圖2 小區(qū)供配電抽象示意圖 配電模式本小區(qū)主要供電模式定位：箱變配電工程。天津市的高壓供電模式為：110kV-35kV-10kV,城區(qū)配電線路電壓等級是10kV，到達住宅小區(qū)一級配電電壓等級是10kV，低壓配電電壓等級為220V/380V。本小區(qū)10kV主接線方式示意圖如下：圖3 10kV單環(huán)網主接線方式示意圖4.2 電力線路敷設 架空線路現實生活中

33、，架空線路的應用相當普遍，是因為架空有許多優(yōu)點，比如：成本價格低，安裝比較容易簡便，維護以及檢修十分方便等等。但是架空線路也有缺點，比如：受天氣影響比較嚴重，占用空間，有時還會影響交通等等，所以架空線路的敷設需要注意一些事項。由于本課題為住宅小區(qū)的供配電設計，所以在此處只介紹一些與住宅小區(qū)有關的架空線路。我國有關標準GB 50061-1997對架空線路的敷設進行了詳細的規(guī)定。見附錄的參考文獻。 電纜線路電纜線路得到了越來越多的應用，只因為它有很多架空線路所不具備的優(yōu)點，比如：不容易受外界的影響、不占空間、運行安全可靠等等。但是也有許多缺點，比如:成本比較高、維修不太方便等等缺點。下面簡單介紹一

34、下。電纜種類:根據材料分為銅芯和鋁芯；根據絕緣介質大致分為塑料絕緣電纜和油浸紙絕緣電纜兩大類別。由于油浸絕緣電纜具有耐熱好、壽命長、耐壓高等優(yōu)點，所以實際中應用比較廣泛。電纜的敷設方式有：沿墻敷設、直接埋地敷設、利用電纜溝敷設幾種。電纜敷設路徑要符合以下要求：（1）首先要使其運行安全，避免遭受腐蝕、機械性外力的威脅；（2）電纜在足夠安全的前提下盡量要短；（3）電纜要避開施工時受影響的地段；（4）電纜的敷設要便于運行及維護。4.3 本小區(qū)供配電系統(tǒng)說明 用電負荷的劃分用電負荷的劃分是選擇變壓器的第一步，是保證用電安全、供配電安全的前提，所以必須謹慎對待。國家有關標準供配電系統(tǒng)設計規(guī)范，編號為GB

35、50052-2009對其進行了詳細的規(guī)定，見附錄的參考文獻。 低壓配電線路的形式現實中，低壓配電線路主要有四種接法，即樹干式接法、放射式接法、環(huán)式接法、鏈式接法。（1）樹干式接法優(yōu)點：配電系統(tǒng)的總長度比較短，即有色金屬可以有效節(jié)約，經濟；供電系統(tǒng)的回路數量比較少，配電設備和配電線路的安裝經費也隨之減少。缺點：一旦干線發(fā)生故障，將影響比較大；供電可靠性比較低。此方法經常與放射式一起使用。其接線示意圖如下：圖4 低壓母線放射式配電的樹干式示意圖圖5 低壓變壓器-干線的樹干式示意圖（2）放射式接法優(yōu)點：配電線路互相不影響，而且供電可靠性高，配電設備也較集中，檢修方便，比較適用于一級負荷的供電。缺點：

36、導線消耗大，系統(tǒng)靈活性差。其接線示意圖如下：圖6 低壓放射式線路示意圖（3）環(huán)式接法利用環(huán)式接法時，線路都是開環(huán)的放射式線路，使供電可靠性大大提高。這樣，當一處線路發(fā)生故障或者需要檢修時，可以將此線路與電源斷開，此時該處的負荷仍然可以得到供電。其接線示意圖如下：圖7低壓環(huán)形線路示意圖（4）鏈式接法該供電方式適用于距離配電柜比較遠，同時彼此之間距離比較近的容量比較小的不太重要的用電設備，此方式的用電設備一般控制在5臺以下，而且總功率在10kW以下。其接線示意圖如下：圖8低壓鏈式線路示意圖由于本設計為住宅小區(qū)，住宅小區(qū)的范圍比較有限；而且注意節(jié)約、綠色；供電系統(tǒng)的回路數比較少；供電裕量設計大，用電

37、比較穩(wěn)定，不宜出現故障。所以該小區(qū)采用的供電方式為：樹干式低壓配電線路。4.4 本小區(qū)供配電線路說明 用電示意圖本小區(qū)用電線路及供配電線路行駛示意圖如下：圖9 本小區(qū)用電設計示意圖圖10 本小區(qū)戶內開關箱設計示意圖 本小區(qū)配電設計1、小區(qū)總體低壓配電設計1) 由小區(qū)平面圖：小區(qū)總變配電室位于本小區(qū)中央位置，共由15棟樓組成，在每棟樓靠近總變配電室處分別設置一處低壓配電箱，然后，每棟樓的每個單元的一樓都設置有單元配電箱，經過入墻敷設電纜到達每戶居民門口處的用戶配電箱，最后經過電表進入居民房間里的總開關盒，設置了漏電保護和短路保護等。2) 從小區(qū)總變配電室的高壓配電柜引出YJV22-10kV-3*

38、35銅芯電纜沿著室內電纜溝到5#樓變壓器室SCR-500kVA變壓器；從高壓配電柜引出YJV22-10kV-3*35銅芯電纜沿著室內電纜溝到12#樓變壓器室SCR-500kVA變壓器；從高壓配電柜引出YJV22-10kV-3*35銅芯電纜沿著室內電纜溝到15#號樓變壓器室SCR-630kVA變壓器。3）總共安裝3臺變壓器，分別為：5#號樓SCR-500kVA干式變壓器一臺；12#號樓SCR-500kVA干式變壓器一臺；15#號樓S9-630/10干式變壓器一臺。4）5#號樓SCR-500kVA干式變壓器為1#8#住宅提供電源；12#號樓SCR-500kVA干式變壓器為9#13#住宅提供電源；1

39、5#號樓S9-630/10干式變壓器為商住樓、消防等提供電源。5）安14#樓發(fā)電機一臺與S9-630/10干式變壓器聯絡，組成一個自備的應急電源。2、小區(qū)住宅樓低壓配電設計1）A戶型以13#為例說明：從住宅小區(qū)12#號樓SCR-500kVA干式變壓器的低壓配電柜出線，施放電纜沿著室內底層電纜溝、室外地下電纜溝鋪設至13#號樓的低壓配電箱的電纜分支箱為止，電纜型號選定為VV22-1kV-4*240+1*120銅芯電纜，出線回路數為1。然后，從13#號樓的低壓配電箱的電纜分支箱分別出線，施放電纜沿著室內外地下電纜溝至13#號樓的各單元的1樓的單元配電箱，電纜型號選定為VV22-1kV-4*70+1

40、*35銅芯電纜，出線回路數為3。2） B戶型以3#為例說明從住宅小區(qū)5#號樓SCR-500kVA干式變壓器的低壓配電柜出線，施放電纜沿著室內底層電纜溝、室外地下電纜溝鋪設至3#號樓的低壓配電箱的電纜分支箱為止，電纜型號選定為VV22-1kV-4*240+1*120銅芯電纜，出線回路數為1。然后，從3#號樓的低壓配電箱的電纜分支箱分別出線，施放電纜沿著室內外地下電纜溝至3#號樓的各單元的1樓的單元配電箱，電纜型號選定為VV22-1kV-4*70+1*35銅芯電纜，出線回路數為3。3、 商住樓等低壓配電設計15#號樓S9-630/10干式變壓器一臺為該住宅小區(qū)的商業(yè)、消防等提供用電電源。采用分表計

41、量方式，計量表安裝在低壓配電柜里。1） 商業(yè)用電以14#為例說明14#號樓的商業(yè)用電，從15#號樓S9-630/10干式變壓器的低壓配電柜出線，施放電纜沿著室內底層電纜溝、室外電纜溝鋪設至14#號樓的低壓配電箱的電纜分支箱為止，電纜型號選定為VV-1kV-4*50+1*25銅芯電纜，出線回路數為1。然后，從14#號樓的低壓配電箱的電纜分支箱分別出線，施放電纜沿著室內外地下電纜溝至14#號樓的各單元的1樓的單元配電箱，電纜型號選定VV-1kV-4*50+1*25為銅芯電纜，出線回路數為3。2） 公用照明和屋頂風機等用電5#號樓公用照明和屋頂風機等用電，從5#號樓SCR-500kVA干式變壓器低壓

42、配電柜出線，沿著室內底層電纜溝至各個雙電源切換箱為止。3） 消防用電3#號樓消防用電，從5#號樓SCR-500kVA干式變壓器低壓配電柜出線，施放電纜沿著室內底層電纜溝、室外地下電纜溝至3#號樓的消防雙電源切換箱為止。5#號樓消防用電，從5#號樓SCR-500kVA干式變壓器低壓配電柜出線，沿著電纜溝鋪設電纜至5#號樓的消防雙電源分線箱為止。 設備清單變壓器主流分類：環(huán)氧樹脂澆注干式變壓器，油浸變壓器，非晶合金鐵心變壓器等。環(huán)氧樹脂干式變壓器安全、防火、無污染、可直接安裝在負荷中心，安裝簡便、無需維護、綜合運行成本低。所以本小區(qū)選擇環(huán)氧樹脂澆注干式變壓器，型號為：S9-630/10一臺，SCR

43、9-500/10兩臺。表1 主變壓器銘牌型號額定容量（kVA）一次額定電流(A)二次額定電流(A)空載損耗(W)負載損耗(W)阻抗電壓(%)空載電流(%)SCR9-500/1050030.04702.6100039004.50.92S9-630/1063037.8907.2120062004.50.9表2 YJV22型電纜電壓降載流量表芯數電纜截面（mm2）電壓降（mV/m）載流量（A）2162.6804251.61084500.871654950.4526541500.336042400.21495第五章 小區(qū)的節(jié)約用電5.1 概述 概論不容忽視的是，能源緊張是我國乃至于全世界所面臨的一個特

44、棘手問題，當然包括電力供應緊張問題。因為電力供應嚴重不足，致使我國發(fā)展速度不是很令人滿意。所以我國把能源建設作為國家建設的重點之一，提出在加大力度開發(fā)能源時，必須最大限度提高能源利用的效率，大力降低能源能源無謂的損耗。 現實生活中，電能是特別重要的二次能源，由于她具有與其他形式能量相互轉換比較容易，而且輸送、分配都比較簡單等優(yōu)點，因此，導致電能的應用十分廣泛，可以說電能已經滲入到人民生活的方方面面。從我國能源消耗分布情況來看，大約50%消耗在人民生活、住宅用電方面，所以，住宅小區(qū)的節(jié)約用電顯得特別有意義，而我的這個課題也顯得富有時代色彩。 住宅小區(qū)節(jié)約用電一般措施加快住宅小區(qū)供電系統(tǒng)的技術改造

45、：可以加快速度更新甚至淘汰現有的低效高耗供電用電設備，以高效節(jié)能的設備取而代之；對生活中所有的不合理的供配電系統(tǒng)進行改造，降低線路損耗，節(jié)約電能；人工提高功率因數，并聯電容器，采用無功補償設施。加強我國住宅小區(qū)供電系統(tǒng)的科學管理：很容易的一種方法就是可以實行計劃供電用電，提高能源的利用率；建立科學用電管理機構及制度。5.2 并聯補償電容器 并聯補償電容器概論并聯電容器，其符號為C，它的工作目的就是提高用電效率，提高功率因數cos，節(jié)約用電，節(jié)約能源。并聯補償電容器有許多種接線方式，就我所知道的跟大家列舉幾種：三角形接線的并聯補償電容器，星型Y接線的并聯補償電容器，串聯有電抗器的并聯補償電容器等

46、等各種形式。各種接線形式都有各自的優(yōu)點：例如采用星形接線方式時，可以形成三相電流不平衡保護、零序電壓的保護等等眾多優(yōu)點。在此就不一一敘述。下面介紹一些電容器使用時必須要注意的事項。國家有關標準10kV及以下變電所設計規(guī)范GB 50053-94對其進行了詳細的規(guī)定，見附錄的參考文獻。 并聯補償電容器的接線并聯補償電容器的正確接線是保證電容器起到需要的作用，必須謹慎仔細。國家有關標準10kV及以下變電所設計規(guī)范GB 50053-94對其進行了詳細的規(guī)定，見附錄的參考文獻。并聯補償電容器的正確布置是保證電容器起到需要的作用，同正確接線同等重要，所以也必須謹慎仔細布置。國家有關標準10kV及以下變電所

47、設計規(guī)范GB 50053-94對其進行了詳細的規(guī)定，見附錄的參考文獻。5.3 變壓器的運行與維護 概述1、日常巡視要檢查的地方：（1）檢查并聯電容器是不是在額定電流和額定電壓下工作，電流指示值是不是平衡；（2）檢查并聯電容器的外殼是不是變形、漏油；（3）檢查并聯電容器的各個接線端子是不是有松動和發(fā)熱現象；（4）檢查并聯電容器內部有沒有異聲、噪聲；（5）檢查并聯電容器外殼接地是不是完好；（6）檢查并聯電容器的互感器、斷路器、電抗器是不是沒有異?，F象。2、特殊情況時，適宜增加循環(huán)檢查的次數：（1）并聯電容器經過大幅度改造、檢修或者長期停運后重新投入工作的情況；（2）當遇到有重要供電的任務時；（3）

48、當遇到惡劣天氣時；3、當并聯電容器組發(fā)生下列情況時，必須立即退出：（1）并聯電容器發(fā)生爆炸時；（2）并聯電容器發(fā)生嚴重噴油或者起火時；（3）并聯電容器的外殼發(fā)現膨脹，有油質流出或者三相電流不平衡時。4、并聯電容器的維護外殼必須定期進行油漆維護；并聯電容器每個季節(jié)必須停用進行清潔、循環(huán)檢查工作一次，項目有：測量放電的線圈是不是通電；每個電容器外殼均勻溫度是不是正常標準；必須進行全面的清潔維護工作：瓷瓶、套管、外殼、線圈等。第六章 小區(qū)的防雷、接地與電氣安全6.1 過電壓與雷電的有關概念 過電壓定義：指電氣線路或者電氣設備上出現并且超過正常電壓對絕緣有怒號影響的異常電壓。（1）內部過電壓由于內部過

49、壓不會超過系統(tǒng)正常工作時相對于地（單相）額定電壓的三至四倍，所以我們可以說內部過電壓對電氣設備的絕緣和電力系統(tǒng)的正常運行的危險不是特別大。（2）外部過電壓由于電力系統(tǒng)中的線路、設備等遭受雷電感應或者來自于大氣的雷擊而導致的過壓。雷電過電壓對供電系統(tǒng)的威脅極大，有時候還會傷及人類，必須對此加以防護。雷電過電壓的形式：直接雷擊、間接雷擊、由于金屬管道或者架空線路遭受雷擊引起的過電壓波，沿金屬管道或者架空線路進入變配電所等建筑。這種形式叫做高電位侵入。根據我國的幾個大城市近幾年的詳細統(tǒng)計，供配電系統(tǒng)因高電位侵入造成的傷害損失事故，占總共雷電事故的50%70%，因此，我們對于高電位侵入的防護應該特別的

50、重視。住宅小區(qū)這種人員密集的場所，我們更應該給予重視，必須施以防雷措施。 防雷措施1、接閃器定義:專門設計用來對付直接雷擊的金屬物體。分類：避雷針：接閃的金屬桿；避雷線：接閃的避雷線；避雷帶：接閃的金屬帶；避雷網：接閃的避雷網。在此處我只講述現實生活中應用最普遍的其中一種避雷針。避雷針的實質功能其實是引雷。避雷針在雷電時對電場會及時產生一個附加的電場，使雷電場發(fā)生畸變，這樣就導致雷云放電通道由原來被雷擊傷害的方向迅速轉移到避雷針本身體上，然后經過避雷針引線和接地裝置的引線作用把雷電流引入大地，從而使可能被雷擊物體受到保護，不受破壞。所以避雷針又叫引雷陣。2、避雷器避雷器定義：防止雷電過電壓波沿

51、著線路侵入建筑物或者變配電所，以保護被保護設備的絕緣皮，或者防止雷電電磁脈沖威脅電子信息系統(tǒng)，產生電磁干擾。避雷器的連接：避雷器應該可說是必須與被保護的設備并聯，而且要安在被保護設備電源側。3、變配電所的防雷措施(1)安裝避雷針我們在現實生活中就顯而易見，對于室外避雷裝置大都裝設避雷針來防護直接雷擊，當然，若變配電所位于附近更高的建筑物上裝設的避雷針等保護措施的保護范圍之內，或者若變配電所為室內型，則可以不必考慮直接雷擊的防護。非高土壤電阻率的地域，根據有關規(guī)定，工頻接地RE10。（2）安裝避雷器對于地理位置在峽谷地區(qū)的變配電所，我們利用避雷線來防護直接雷擊。35kV及以上變配電所的架空進線上

52、面，可以架設1至2千米的避雷線，用以消除一段進線上面的雷擊閃絡，這樣來避免其所引起雷電侵入波對于變配電所的電氣裝置的影響，這種方法很實用。6.2 接地 概念綜述接地：電氣設備的某個特定部分或者某片特定區(qū)域與大地所做的良好的電氣連接。接地體定義：根據接地定義，不難得出，接地體就是埋入地中并且直接與大地接觸的金屬導體。接地線：顧名思義接地線就是連接設備、裝置接地部分與接地體的金屬線或者金屬導體，接地線在正常情況下不帶電流，在故障時會通接地故障電流。人工接地體：專門用于接地而人為裝設的接地體。 電氣裝置的接地電氣裝置必須準確接地才能保證設備及人員的安全，起到接地的作用。國家有關標準GB 501692006電氣裝置安裝工程、接地裝置職工及驗收對其進行了詳細的規(guī)定，見附錄的參考文獻。 接地電阻接地電阻：不難理解，該電阻就是接地體與接地線電阻再加上接地體流散電阻的和。因為接地體與接地線電阻相對來說比較小，接地體流散電阻樹脂比較大，所以通常情況下我們認為接地電阻就是接地體的流散電阻。 設備接地網示意圖本小區(qū)變壓器室設備接地網示意圖見附圖4。6.3 本小區(qū)的防雷與接地措施本小區(qū)