龙湖壹号一期供配电系统设计【字数：】
摘要
本次设计主要针对民用居民住宅小区的供配电系统。小区的供电系统在满足小区正常的生活用电需求的同时，还需要节能，保证用户的用电安全，供电的稳定。此次设计的主要内容介绍了龙湖壹号一期的电压供配电系统的初步设计情况，根据设计思路，选择合适的供电设备、继电保护装置、防雷接地设备以达到安全、可靠、节能、经济的目的。
关键词 民用居民住宅小区，供配电系统，供电设备，继电保护装置，防雷接地设备
前言
选题背景：
本设计主要针对现代住宅小区的供配电设计。通过具体设计，掌握高层建筑供配电系统的设计方法，理论与实践相结合，掌握高层建筑供配电系统的基本设计方法。该项目是一栋普通的12层民用建筑，每层有两户人家。本工程为二级高楼，按三级负荷供电，设计三级防雷建筑电气系统。
选题意义：
把大学所学的课程运用到现实生活中，为将来工作打好基础。
国内外研究现状：
供配电研究现状及发展趋势
在今年以来，伴随着中国经济的高速崛起，中国电网，尤其是在配电网行业当中，有带来了前所未有的机遇，并且伴随着我们国家在供电配电行业的不断进行创新，以及伴随着自然灾害的发生，大型的电网产生的事故也越来越多，所以我们应该对如今的配电网进行正常和安全的运行，同时能够方便人们的正常使用。
2、我国配电网现状及问题
中国配电网的发展与国外相比，我们国家配电我的自动化起步是比较晚的，并且第一个配电网，当时，由于受到各种条件方面的限制而使得在自动化的水平上比较低，并且，在今年以来，又随着城市大规模的建设和改革，使得整体的信用建设方面的，建设方面的促进对供电可靠性方面应该逐渐进行加强来使得配电网的现状和问题能够得到进一步的发展和探讨。
（2）这也使我们国家对于配电网的整体规划和发展来讲，具有更高的要求，我们应该提高配电过程中的自动化发展实现的功能的社区标准，能够实现整体的可靠性，能够将能源控制中心的数据进行设计，进行重要的发展。
主要内容包括低压供配电系统、防雷接地系统、照明系统。侧重于电气基本理论知识。总体按照民用建筑设计规范来设计的思路，完成供配电系统的负荷运算、设备选择、系统构成[6]。
第一章 基本情况概述
1.1建筑物概述
1.1.1龙湖壹号一期介绍
龙湖壹号位于曲靖市陆良县中枢镇政通路右侧，总投资7.3亿元，距离城中心较近，交通便捷，项目周围学校、医院、商场、酒店配套完善，该项目总用地面积66729.15m2，总建筑面积213223.32m2（其中：地上建筑面积171644.32m2，地下建筑面积39579m2），总户数512户，停车位1126个，容积率2.602，建筑密度35.18%，绿地率38.26%。项目以中国苏式传统园林和街巷文化为本源，以“天圆地方，藏风聚气”为指导思想，突显“市井深宅·隐逸文化；城市山林·园林情节；咫尺庭院·多方胜境的经典园林设计风格，将整个园区景观空间分为“东西、南北两大主景观轴”，从园外至园内依次布置其景观节点，层层递进，由两大主景观轴分割出四个组团花园“宁怡园、静明园、祥瑞园、和润园”，一个中心花园“惠风园”，以惠风园为中心，各户入户花园为脉络，将园林景观分散至各家各户，实现真正“回家的路上，步步有园林相伴”。 该小区建有3层中式院落，板式结构电梯房，一梯两户或二梯两户，南北通透。
1.1.2设备选择与安装
1、住宅照明设备配备了裸露的离线灯头，以方便业主在对使用情况不满意时自行更换灯具；厨房、浴室和阳台都配有防潮灯头。
2、插座回路均设电流保护器（电流<30Ma，动作时间不大于0.1s）。
3、应急楼梯，电梯机房处设置备用应急照明灯。
4、应急照明灯应选用符合消防的规定，设玻璃等不燃烧材质制作的保护罩，并且在应急情况时能瞬间工作，点亮光源提供照明以保证安全消除安全隐患。
5、所有灯具均加装PE线。
1.1.3电能计量方式选择
住宅用电计费设计采用家庭电表系统的家庭计量方式。公共电力以配电的形式分配到每户的电表。为了方便抄表，每户的抄表集中在一楼的表箱中，安装在方便抄表和操作的地方。每个家庭都可以安装终端配电箱。为了避免在电路故障时对零线充电，通常，每个家用电表后面的输入线保护装置应配备一个单向双极开关，进入室内的单相交流电源线的相线和零线应从开关的底端分布到内部配电箱。从集中的仪表箱到家庭的径向分布，为未来的自动检测、测量和充电创造了条件。对于管线的铺设，应注意天然气管线的一次性到达，尤其是隐蔽管线。必须考虑到发展需要，有所保留，电线的直径必须适当增加。每户电能表采用dd862-4-10型，最大电流40A。电梯采用dd862-4-5型，最大电流20A，满足设计要求。
1.1.4负荷等级及电源
1、该项目为二级高楼。电表室位于地下室，作为整个建筑的能量分配中心，每层设置一个电竖井和能量分配室。表室、电梯电源、消防电源、公共照明等重要用电设备为二级负荷，其余为三级负荷。
2.根据负荷分类要求和供电要求，社区市政变电所引入3路380v低压电源，位于地下室仪表室。家用总电源箱采用一种供电方式，电梯采用两种供电方式。对于公用配电箱，两个电源必须满足二次要求。进线电缆采用yjv22铠装电源线，进线处采用钢管保护。保护管从建筑物的基础延伸到房间外的机头孔。电缆主要沿建筑物内的电气竖井敷设在桥架内。
3.表室主箱每台机组采用BV线，向居民提供放射状电能；电梯、消防系统和公共照明由两个特殊电路末端的相互自动切换供电。
4.在每台机组的进线馈线处进行重复接地和等电位联结。
1.1.5低压配电系统线路选择
低压配电线路采用放射式、树干式、环形和链式四种接线方式。
1.放射式系统：特点：配电线路故障互不影响，供电可靠性高。适用于一次负荷能量分配。配电设备集中，维护方便；缺点是系统灵活性差，导线消耗高。这种能量分配模式通常用于设备容量大、负荷集中或重要电气设备、腐蚀性介质和爆炸危险的场所。以免影响其他用户的正常用电。接线图见下图1.1。
图1.1 放射式系统接线图
2环线系统：环线运行时为开路放射线，提高了供电可靠性。在电路故障或维护的情况下，可以断开线路与电源的连接，并且那里的负载仍然可以通电。接线方式接下图1.2。
图1.2环式系统接线图
3、树干式系统：特点和树干式配送系统总长度小，可节约有色金属，价格便宜；供电点的电路数量较少，配电设备也相应减少；配电线路的安装成本也相应降低。缺点是干线故障时影响范围大，供电可靠性差，导线截面积大。一般来说，树干式的能量分配很少使用，而放射式和树干式经常结合使用。接线图见下图1.3。
图1.3树干式系统接线图
4、链式系统：特点与树干式有相似之处，这种供电形式适用与距配电柜较远而彼此相距又较近的不重要的容量较小用电设备，这种方式连接的用电设备宜在五台以下，总功率在10KW以下。接线方式见下图1.4。
图1.4链式系统接线图
第二章负荷计算
2.1本工程的负荷运算
2.1.1计算负荷的目的
通常我们在进行计算的过程当中，会将计算的当做所需的荷载，因此，我们在进行计算的过程当中，往往会通过以发热量来作为主要的符合条件进行选择当计算的过程当中产生一定问题时，我们会通过进行假想的方式来实现其中所存在的主要目的所在，并且应该保证整体计算结构运行系统过程中的热效应能够保持加热过程中的原理，在选择导线和电气设备的当中，找出其中所存在的保护装置和基础进行计算。
2.1.2计算负荷的方式
在对于系数进行确定的过程当中，我们应该将所需要的负载系数进行结合，从而来进行整体的确定，在我们的计算方法当中所存在的优点就是在计算的过程当中比较简单，应用的范围比较广，因此，这也是我们在日常的运用过程当中所需要去采用的一种方式。
我们也可以利用系数法来进行探讨，在利用系数法的过程当中，应该优先考虑进行设备使用过程中的数量以及设备之间所存在的影响，将其进行探究来达到我们最初的目的，也就是完成整体的计算负载，再计算过程当中，主要是通过概率论与数理统计来进行实行的，因此，计算的结果和实际值非常接近，然后我们再使用这种方法是很难测量整体的统计纸和实际的心术，我们不会去使用这种计算系数的方法来进行使用，因此，大多数的情况之下，可以在模式的设计过程当中，对需求引述进行整体的施工图绘制，然而，在居住区方面，应该保持整体的设计方案能够达到一定的要求，严格按照对应的标准进行执行。我们可以采取更加简便的方法来进行粗略的计算，能够保持整体的工程能够得到合理有效的运转。
2.1.3计算负荷所用公式
有功功率(有功负荷)式(2.1)。
2.2计量方式
2.2.1计量方法
一、该工程计量方式设计为高供高计。根据要求，本工程设计计量方式具体设置情况如下：
1、在10kV进线柜内装设计量电流互感器进行高压计量。
2、公共负荷计量：在低压部分装设低压计量柜对居民住宅外的公共负荷及消防负荷进行计量。
3、居民照明户表用电计量：居民户表设计为一户一表，采用集中表箱形式安装于每栋负一层楼梯间。
二、计量装置安装要求：
1、高压计量电流互感器变比选择150/5.计量电能表采用三相四线多功能电度表，电度表精度为有功不低于0.5s级，无功不低于2.0级，电压规格为3×57.7/100V，电流规格为3×1.5（6）A，具体要求以当地供电部门要求为主；计量装置二次回路安装导线及电缆均为铜芯材质，电流回路导线截面为4mm2，电压回路导线截面为4mm2。
2、配变监测终端、进线计量及公共负荷计量三相四线多功能电子电能表均安装于低压配电室内的低压进线柜及低压计量柜中。
2.2.2负荷分类
该用户住户用电属于三级负荷。
非消防电梯、走道照明、生活水泵属于二级负荷，消防电梯、应急照明、风机潜污泵配电箱、消防水泵、
消防控制室配电箱等属于一级负荷，采用市电单电源供电，柴油发电机作为备用和应急电源。
2.2.3概述小区负荷
本工程共8栋建筑，每栋均为12层，均为住宅，共512户。经计算，该工程计算负荷为1724.27kW，选择1000kVA干式变压器2台，概况如下:每栋住户、用电负荷依据，均根据曲靖供电局用电批复要求，按中国南方电网《10kV及以下业扩受电工程技术导则》即：见表2-1。
表2-1、10kV及以下业扩受电工程技术导则
客户类型
用电功率或负荷密度
建筑面积≤80
4KW/套
建筑面积80-120
6KW/套
建筑面积121-150
8-10KW/套
建筑面积>150的高档住宅、别墅
12-20KW/套
商用
按100-120W/
办公
按80-100W/
2.2.4无功补偿
变压器选用1000kVA的干式变压器,，对变压器的供电范围在低压侧进行无功补偿。本工程用户为普通住户，电梯、风机及水泵等，负荷变化的随机大，容易造成三相严重不平衡，考虑三相共补补偿方式进行无功补偿，在电容器前加智能无功补偿控制器，完成根据负荷情况合理的自动投切电容器组数量的功能，以保证功率因数≥0.9。无功补偿容量按补偿后的功率因数在0.9-0.95进行计算。对变压器供电范围内均补偿300kVar，选用10组30kVar的电容器组进行补偿。
第三章设备选择
3.1工程电气设备选择
3.1.1低压断路器选择
1、低压断路器的选择原则如下：
（1） 低压开关的标准额定电压不得超过电气设备线路的标准额定电压。
（2） 低压开关欠压脱扣器的标准额定电压应与设备线路的额定电压相似。
（3） 低压开关的标准额定电流和标准额定过流释放电流不得高于或等于设备线路计算的负载电流。
（4） 低压开关的标准额定短路功率和分断能力必须允许最大短路电流进入设备线路。在设计过程中，我们必须特别注意开关电容的输入和输出之间的短路控制在允许的误差范围内。
（5） 在选择配电开关时，有必要在短时间内仔细研究设备的延迟特性。我们需要特别注意的是，在设计中，延迟时间必须与通断短路一起使用。
（6） 在设计直流快速脱扣器时，必须考虑电流脱扣器的运动方向等因素。考虑到内部，应特别注意增加率的短路电流。
（7） 选择励磁开关时，必须清楚地了解发电机的恒定时间值、频率和电压值，以及切断强制励磁电流的能力。
（8） 选择用于保护低压开关的电机时，应考虑电机启动时的电流，并应确保低压开关在启动时相对静止[8]。
2．选择结果
我们可以选择一些低压断路器来进行正式的施工过程当中，在对于额定电压以及额定电流方面都应该使其具有一定的标准，并且进行具体的分配和发展，能够在电源装置方面进行一定的保护，在该系列当中，也主要是由四部分进行集体的组成，其中主要包括绝缘体的外壳以及整体的操作机构和接触系统等断路器的结构，通过以把手的位置来作为主要的基准的进行整体的分开功能建设和快速发展。
3.1.2低压开关柜选取标准
在选择低压方面的开关时，可以选择一些规格比较严格和仔细的工程来进行设计，要将其中所存在的频率进行定位，能够保持正常工作的额定电压来进行设置，其中主要是在380伏左右，在发生火灾时，找准其中所存在的额定电压和电流，能够再紧急的情况可以起到重大的作用，在工作范围内，使其适用于整体的配电系统过程当中，完善照明设施以及电动的整体控制。要严格要求，开关柜方面的外部结构设计能够在指定的元件内部设置各项开关，保证能够在安全的状态之下来进行各个功能模块的独立性工作和结构，进行正常工作的维护，从而避免其他模块来产生必要的影响工作。
在这次配电设计的主要过程当中，我们主要是采用单元式的方法来进行设计，在数量和开关的范围，往往会保证在100A以上的数字来保证整体的塑料壳能够在操作过程中进行完成，在这里，在单元式的结构以及各个层级之间，应该设置对应的门板，并且要设置关闭以及切断的装置来保证整体能够合理有效的运行保障，其中所存在的安全性和可靠性能够预防对人体可能会产生的危害。
3.1.3使用开关柜的条件主要有以下几条：
1、开关柜周围的空气应保证清洁，可最大限度减少污染程度，最高温度达到+40°C时，相对湿度不得超过45%。另一方面，在温度低的情况下，相对湿度可以提高，例如+20°C的情况下，相对湿度可以达到90%。
2、开关箱周围易发生火灾，存放易燃危险品，不存在严重污染、化学侵蚀环境、土地震动等危险场所。
3、临海地区海拔不得超过2000米。
4、当温度接近-25~+55℃时，开关箱可以进行物品的运输和储存，但必须保证在一天内控制在+70℃以下。综上所述，本次工程使用低压固定组合式开关满足了设计要求，达成了设计目标。
3.2导线型号及截面选择
3.2.1导线型号的选取
导体材料的选择
在选择对应的隐性材料是应该选择一些能够提高整体性能材料来进行试用，能够提高在电能运输过程中的整体流程，尽量减少由于线路电能损失而造成的问题能够降低导体对于电流部分的阻抗作用，根据各个材料，直接进行比较来进行检测，因此，在本次工程的设计过程当中，所使用的导体电缆材料，往往会选用铜线的导线，如果满足正常工作项目设计过程中的目标和要求。
3.2.2导线绝缘材料及护套材料的选择
导线规格的选取。
在进行导线规格的选举过程当中，我们可以选取一些塑料的绝缘导线，选取这些导线的具体原因主要是为了能够保证整体的绝缘性，能够达到一定的要求，并且在购买起来也比较方便，价格上也比较低廉，因此，在整体的制造方法上，应该进行简化，从而扩大其中所采用的应用范围，在低温的情况下，往往这些材料会容易变脆，轻轻触碰的话，就会产生一定的裂痕，所以我们在进行选择的过程当中，一定要考虑周围环境，对其产生了变化来进行整体安全的考虑。
选择电力电缆导线
电缆导叶所产生的主要特点就是比较容易去进行，使用的过程当中，几乎不存在一些高低值之间的限制，由于分区的程度比较好，品质方面比较轻，因此，内部的装饰结构也能够达到一定的要求，也不存在容易腐蚀的问题，所以我们要从这些方面来进行入手，进行整体的探讨工作，能够找出适用于特殊环境的电力电缆导线来进行投入使用。
3.2.3选择导线截面
如果电路图再进行接通的过程当中是处于正常状态的，那么对应的温度也会随之上升，这往往是由于其中所存在的摩擦现象而绝缘导线的表面也会有一定的损坏，所以我们在进行选择的过程当中，可以选取不同材料的引线界面来判断其中所蕴含的流量，但是在当前来讲，这些升温现象的转换，能够及时准确的来确定其中所存在的控制温度的变化，我们可以将其进行正常的运转以及研究。
一、在选择对应的洁面的过程当中，一定要保护断面的现象，能够在保证整体的段落达到一定要求时来遵循对应的规范和规定来进行实行。
首先，我们可以发现，当对应的剖面面积小于16平方毫米时，可以优先保护其中所存在的面积，然后再保持一定密集的基础之下，选择相应的大小来进行整体的设计工作第二点，我们要保持象限的横截面，能够达到一定的要求，可以保护整体的面积，不能够超过横截面的面积，向线段面的面积在高于35平方毫米，是应该进行及时的保护，避免出现材料浪费以及出现现危险现象的发生。
二、中性线截面
在进行设计的过程当中，我们可以发现其中具有电流以及流动方向的影响特征，我们可以根据这些特征进行分析来详细总结如下，第一点就是在三相四线制的系统当中，必须要将中性的线截面的面积进行控制，从而避免产生浪费的现象，第二点就是三项四线控制性的第三次谐波电流的大小和流动方向进行确认，所以，当流动方向返回到中性线的截面试能够获得更好的控制效果，在这种情况之下来进行设计和控制。以此来达到对应的效果，我们可以根据以上所描述的这些原则来进行登记的实际工作，能够保证整体的要求达到对应的效果。
本次住宅区的电气设计，根据《全民建筑工程设计技术措施》等相关规定，在相线断面大于352的情况下，各保护线的断面至少选择相线断面的一半。如果这些断面不到352mm，选择的相线断面和保护断面是相同的。除消防电缆用NH-YJV型以外，其他使用YJV型。导线都选择了BV类型。
以泵室电路BF-0为例，作为地下室照明，计算电流为67.6%A，稳定电流为100A。由于102mm的聚氯乙烯电缆载流量至少为100A，因此本电路电缆为聚氯乙烯电缆YJV-10004×25+1×16型就可以。
第四章 配电方案设计
4.1一户一表方案
4.1.1户表概况
本工程保障房共8栋，每栋楼层共12层，1、3、5、7栋每层住户3户，2、4、6、8栋每层住户2户，住户共512户，共设置集中表箱33部。1、3、5、7栋每栋分别设置3台集中表箱，2、4、6、8栋每栋分别设置2台集中表箱。
4.1.2集中表箱配电部分
各个集中表箱电源由配电室低压柜引入，供电电缆采用桥架敷设方式。住宅进线电源采用单相电源供电，并采用TN-S系统。电表安装于集中表箱内。住户集中表箱共33
部。
⑴、表箱安装的位置安装在建筑走道中，应尽量做到易抄表、不易受撞击，箱体具有防撬功能，表箱绞链采用暗绞链。安装在各个室外的集中表箱应采用1.1mm以上的不锈钢材料制做而成，颜色自由选定。
⑵、集中表箱箱体分三区，分别为：配电箱区、计量配电箱区、出线开关区。集中表箱采用户内壁挂式表箱。
⑶、集中表箱的配电箱区设有采集终端、三相塑料壳空气开关、低压分离器和浪涌保护装置。计量配电箱区设计费电能计；在出线开关区域设置双极或三级小型断路器。配电柜区门锁设置有防撬功能的磁密码锁（钥匙由供电部门管理）。计量配电箱区的门锁设置有防撬功能的磁性密码锁（钥匙由供电部门管理），封住箱盖。出线开关区的门锁设有通用十字
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