某小区供配电系统设计本科生毕业设计论文(编辑修改稿)

某小区供配电系统设计本科生毕业设计论文(编辑修改稿)内容摘要：

了当前经济发展情况下各类建筑物的负荷密度。 若已知建筑面积 A(m178。 )，并查表 2 得到同类建筑的负荷密度指标  （ W/m178。 ），可根据下式估算出计算负荷的大小： APC  （ 1） 各类建筑物用电指标如表 2所示。 表 2 各类建筑物的用电指标 建筑类别 用电指标（ W/m178。 ） 建筑类别 用电指标（ W/m178。 ） 公寓 30～ 50 医院 40～ 70 旅馆 40～ 70 高等学校 20～ 40 办公 30～ 70 中小学 12～ 20 商业 一般： 40～ 80 展览馆 50～ 80 大中型 60～ 120 体育 40～ 70 演播室 250～ 500 剧场 50～ 80 汽车库 8～ 15 （ 2） 需要系数法 需要系数 标志着用电设备组投入运行时，从供电网络实际取用的功率与用电设备组设备功率之比。 需要 系数的值总小于 1，它不仅与设备的负荷率、效率、台数、工作情 某小区供配电系统设计 6 况及线路损耗有关，而且与维护管理水平等因素也有关系。  单台用电设备的计算负荷 考虑到设备可能在额定工况下运行，单台用电设备的计算负荷就取设备的安装容量。 NC PP （ 2） tanCC PQ  （ 3） 22 CCC QPS  （ 4） NCC USI 3 （ 5） PN—— 用电设备的安装容量 (KW)； UN—— 设备的额定电压 (KV)； tan—— 用电设备铭牌给出的功率因数角的正切值； Pc—— 有功计算负荷 (KW)； Qc—— 无功计算负荷 (Kvar)； Sc—— 视在计算负荷 (kVA)； Ic—— 计算电流 (A)。  用电设备组的计算负荷 当计算配电干线（例如，第 j 条）上的计算负荷时，首先将用电设备分组，求出各组用电设备的总安装容 量 ，然后查表得到各组用电设备的需要系数 及对应的功率因数 cosi 和功率因数正切值 tani，则：    iii PKPP . .j （ 6）    iii P t a .j （ 7） QPS  （ 8）  建筑物总计算负荷 建筑物总的负荷计算以建筑内用电设备组或配电干线的计算负荷为基础，从负荷端逐级向电源端计 算，而且需要在各级配电点乘以同时系数 KΣ p，即：   PKP （ 9）   QKQ （ 10） 某小区供配电系统设计 7 2c2cc   QPS （ 11） 需要系数和功率因数可根据表 表 4 来进行选择，但并不能局限于此表。 电器设备在不断地更新换代，其性能也不断改善，还与它的使用场合有关。 所以，需要系数不是 一成不变的，不能随便拿起一本书就套用系数 ， 需要研究设备样本里提供的相关数据，结合工程的供电特点和当地的生活条件等因素， 从而确定比较合适的需要系数。 需要系数选择表如表 表 4 所示。 表 3 住宅用电负荷需要系数选择表 按单相配电计算时所连接的基本户数 按三相配电计算时所连接的基本户数 需要系数 3 9 1 4 12 6 18 8 24 10 30 12 36 14 42 16 48 18 54 21 63 24 72 25～ 100 75～ 300 125～ 200 375～ 600 260～ 300 780～ 900 表 4 需要系数及自然功率因数表 负荷名称 规模（台数） 需要系数（ Kd） 功率因数（ cos） 照明 面积 500m178。 1～ 1～ 500～ 3000m178。 ～ 3000～ 15000m178。 ～ ＞ 15000m178。 ～ 商场照明 ～ 冷冻机房锅炉房 1～ 3台 ～ ～ ＞ 3台 ～ 某小区供配电系统设计 8 热力站、水泵房、通风机 1～ 5台 ～ ～ ＞ 5台 ～ 电梯 ～ ～ （交流电） （直流电） 洗衣机房、厨房 ≤ 100KW ～ ～ ＞ 100KW ～ 窗式空调 4～ 10台 ～ 10～ 50台 ～ 50台以上 ～ 舞台照明 ＜ 200KW 1～ ～ 1 ＞ 200KW ～ 本工程负荷计算 本工程采用需要系数法进行计算，计算过程如下。 （ 1）住宅用电部分 根据实际负荷估算，规定面积在 100㎡以下的每户按 4KW 计算， 120 ㎡ 150㎡的每户按 5KW 计算， 150 ㎡以上的每户按 6KW 计算。 由此可知，户型 1 为 4KW/户的共 4户、户型 2 为 5KW/户的共 9 户、户型 3 为 6KW/户的共 2 户。 使用需要系数法计算负荷，每层一个电表箱。 用 6 条配电干线从地下室二层变电所引来 ,每条配电干线连接 5 个楼层电表箱，其中一条干线连接 4个楼层。 本次设计以住宅负荷计算为主，以 其中一条配电干线为例，其余负荷按相同方法计算，结果如表 5所示。 用户配电箱部分，由公式 2可得安装容量： KWPnPKWPnPKWPnPNCNCNC122645951644332211 楼层电表箱 ,查表 4 得 Kd=， cos=， tan=，由公式 6 和公式 7 可得楼层电表箱的计算负荷： va a n )124516()( 321 KPQ KWPPPKP CC CCCdC    配电干线 ,查表 4得 Kd=， cos=， tan=，由公式 6和公式 7可得配电干线的计算负荷： 某小区供配电系统设计 9 AUSIk V AQPSKPQKWKWPKnPNCjCjCjCjCjCjCjCdCj 8 433 8 0 2 13 2 0 9v a 0 9t a n 0 2222 住宅负荷计算如表 5所示。 表 5 住宅负荷计算 用电设备 安装容量（ KW） 有功 (KW) 无功 (Kvar) 1住宅干线 292 2住宅干线 365 3住宅干线 365 4住宅干线 365 5住宅干线 365 6住宅干线 365 合计 2117 在计算负荷的过程中还会涉 及到同时系数。 同时系数主要用在计算小区总负荷或计算变电所容量，由于用电设备组的全部设备并不同时运行，存在同时运行系数，所以需要乘以同时系数来折算负荷。 同时系数取值需要根据当地的用电水平具体分析，本次设计同时系数取 KΣ p=， KΣ q=。 由表 5中的数据和公式 9和公式 10可计算得： v KQKQKWPKPCjqCCjPC 因此住宅部分总的计算负荷为 （ 2）公共用电部分 本工程公共用电部分包括：多层办公楼用电、电梯用电、消防用电、园林及建筑景观用用电、生活水泵用电、路灯和公共照明用电、排污设备用电等照明负荷以及动力负荷。 本次计算以商业区和写字楼的计算负荷为主， 其余负荷可根据表 4 查找需要系数，并根据 中所介绍的公式对各个用电设备进行负荷计算，具体计算结果 见附录表。 由所给资料可知商业区和写字楼的安装容量分别为 261KW 和 208KW，根据需要系数法计算出其计算负荷。 商业区需要系数查表 4 得： Kd=， cos=， tan=。 某小区供配电系统设计 10 由公式 6 和公式 7 可得： v a a n KPQ KWKPP cj dC    写字楼需要系数查表 4 得： Kd=， cos=， tan=。 由公式 6 和公式 7 可得： v a 4 5t a n 4 0 8cjcj KPQ KWKPP C dC    一般情况下，备用设备与消防设备都不考虑在计算负荷之内，只有当消防用电的计算有功功率大于火灾时可能同时切除的一般电力、照明负荷的计算有有功功率时，按未切除的一般电力、照明负荷加上消防负荷计算低压总设备功率。 无功补偿 无功补偿的目的 由于现在的用电设备大都属于阻性负载和阻 感性负载，所以整个 供电系统通常是阻感性的，因此供电系统中会消耗大量的无功功率，从而导致功率因数的降低。 功率因数的降低会使电能的传输产生大量的损耗，并且无功功率会影响电压的损耗，同时也会使电力设备的利用率相应降低，造成较多的经济和能源的浪费。 所以，根据供电部门的有关规定，需要对功率因数进行一定限制，在某些供电场所需要达到一定的数值，低于这一数值是就必须进行无功功率的补偿，以免产生不必要的损失。 根据实际情况，一般居民小区的自然功率因数范围在 — 之间。 但是，根据有关规定，居民用电的功率因数应当保持在 以上，以满足 供电要求 [4]。 当功率因数不满足要求时，首先应当想办法提高自然功率因数。 要想提高自然功率因数，可以选择合适的电动机型号规格，防止电动机长时间空载运行或者合理选择变压器的容量等方法都可达到目的。 若提高自然功率因数仍达不到要求，则需要对小区内的供电系统进行无功补偿。 无功补偿的方法 一般来说，要想补偿无功功率的方法有：改变发电机的端电压，就地补偿无功功率等。 由于改变发电机端电压这种补偿方式补偿距离较远，损耗比较大，投资高，因此这种方法对于小区供电这种远距离，补偿地点分散的场合并不适用。 所以，小区供配 电系统的无功功率补偿一般采用就地补偿的方法。 本工程无功补偿采用并联电容器的方法。 并联电容器装设位置共有高压集中补偿、低压集中补偿和单独就地补偿是三种方法。 本次设计采用低压集中补偿的方法。 某小区供配电系统设计 11 低压集中补偿是指将低压电容器装设在 10KV 变电站 的低压母线上。 该方法能够有效的补偿低压侧用电设备所消耗的无功功率，虽然无法对低压侧配电系统起到无功补偿的作用，但是能够减少高压侧供电系统中的电能损耗。 这种方法补偿与其他方法比较，使用电容器设备较为便宜，投资较小。 并且具有接线简单，管理方便，电容器的利用率较高等优点， 能够使无功就地平衡。 不仅如此，补偿无功后会使 10KV 变压器的视在功率变小，从而能够将选择变压器的容量减小，减小了变压器的投资。 并联电容器采用自动调节的控制方式，俗称无功自动补偿装置。 电容器在低压母线进行补偿时均为自动补偿方式，即实际补偿电容器容量随自然功率因数的变化而调整。 低压无功自动补偿装置示意图，如图 1所示。 功率因数自动补偿控制器22 0V /3 80 VKM1 KM2 KM3 图 1 低压无功自动补偿装置的原理电路 无功补偿容量 自然功率因数的计算方法如下： CCSPcos （ 12） 采用分组自动投切的补偿装置的无功补偿容量应按下式确定： )ta n( ta n 21CC   PQ （ 13） tan1—— 补偿前功率因数 cos1 对应的正切值； tan2—— 补偿后期望的功率因数 cos2对应的正切值。 在这里以供住宅负荷的 T3变压器进行无功补偿为例。 根据 中计算出的数据 Pc∑ =， Qc∑ =，由公 式 11 可得出视在功 某小区供配电系统设计 12 率为： K V AQPSCCC 2222  由公式 12 可算 出自然功率因数，即： cos=Pc∑ /Sc∑ =部分负荷自然功率因数为 ，补偿后期望达到 ，则由公式 13可 得： v a 4 8)] a n ( a r c c o s)( a r c c o st a n[ 7 1)t a n( t a n 21CC KPQ   根据计算出来的结果，可选用 4 组额定容量为 15Kvar 的电容器和 3 组额定容量为30Kvar 的电容器。 因此，实际补偿容量为 150Kvar。 公共部分负荷 T T2变压器无功补偿可用此方法进行计算，结果见表 表 10。 3 短路电流的计算 短路计算的目的 （ 1）为了选择和校验电气设备。 如断路器、隔离开关、熔断器、互感器、母线、瓷瓶、电缆、架空线等等。 其中包。