高层住宅楼内供配电设计说明书

高层住宅楼供配电设计说明书

1.设计的容及步骤

1．1负荷等级

根据《民用建筑电气设计规》及《火灾报警与消防联动控制》的规定，普通高层住宅按二级负荷供电，19层及以上的住宅按一级负荷供电。高层住宅言主要消防设备有消防水泵、消防控制室、消防电梯、防排烟设施、火灾自动报警及消防联动装置、火灾应急照明和电动防火门窗、卷帘、阀门等。

2 负荷计算和无功补偿

2.1电荷计算

某小区大楼计算负荷表

2.1.1照明灯的计算负荷确定如下：

)

(1238

.038

3)

(8var)

(46.348.02.7tan )(2.740.145.02)1(30)1(302

)1(302)1(30)1(30)1(30)1(30)1(30A U S I A KV Q P S k P Q KW KP P N

e =?=

=

?=+==?=?==?==?

其余负荷计算过程相同（从此处略）

2.1.2大楼变电所变压器低压侧的计算负荷为（考虑到总的负荷的同时系数（K ∑=0.9））：

73

.055

.35738

.261cos )(55.35766.23838.261var)

(66.23818.2659.0)(38.26142.2909.0)

2(30)2(30)2(222)2(302)2(30)2((30)1(30)2(30)1(30)2(30==

=

?=+=

+==?=∑?∑==?=∑?∑=S P A KV Q P S k Q K Q KW P K P ? 欲将功率因数)2(cos ?从0.73提高到0.92，则低压侧所需的补偿容量为：

var)(133)92.0cos tan 73.0cos (tan 38.261)tan (tan 1

1)2(30k P Q c =-?='-=--??

补偿后的计算负荷为：

)(93.28166.10538.261var)

(66.10513366.268))((38.26122)2(30)2(30)2(30

230230

)2(30A KV Q P S k Q Q Q KW P c ）

（

）

（?=+='+'='=-=-='='与补偿前相同

变压器损耗为：

var)(92.1693.28106.006.0)(23.493.281015.0015.0)2(30

)2(30k S Q KW S P T T =?='≈?=?='≈?

大楼高压侧的计算负荷为：

)

(89.1610

353

.2923)

(53.292)92.1666.105()23.438.261()()(1)1(30)1(30222)2(302)2(30)1(30

A U S I A KV Q Q P P S N T T =?='='?=+++=?+'+?+'='

大楼的补偿后的功率因数为：

91.053.29223.438.261cos )1(30)1(30)1(=+='?+'='S P P T

?满足（大于0.90）的要求。

3、短路电流计算

3.1、短路电流计算的目的及方法

短路电流计算的目的是为了正确选择和校验电气设备，以及进行继电保护装置的整定计算。本大楼住宅采用欧姆法计算。 3.2、短路电流计算

1.本大楼的供电系统简图如下图所示。

短路计算电路图

2.求K-1点的三相短路电流和短路容量（N c U U %1051=）

电力系统电抗为：)(22.05005.102

211Ω===oc c S U X

电缆线路电抗为：)(047.059.008.002Ω=?==l X X 总电抗为：)(267.0047.022.0211Ω=+=+=∑X X X 三相短路电流周期分量的有效值为：

)(73.22267

.035

.10311)

3(1KA X U I c k =?=

∑-

三相次暂态短路电流及短路稳态电流为：

)(73.22)

3(1)3()3(KA I I I k ===''-∞

三相短路冲击电流为：

)(96.5773.2255.255.2)3()3(KA I i sh =?=''=

三相短路容量为：

)(37.41373.225.1033)3(11)3(1A MV I U S k c k ?=??==--

3.求K-2点的三相短路电流和短路容量

电力系统的电抗：

)(1032.05004.032221Ω?===-oc c S U X

电缆线路电路电抗为：

)(10114.0)5

.104.0()4.059.0(08.032

21202Ω?=?+?==-）（c c U U l X X

电力变压器电抗）（A MV A KV S N ?=?=5.0500为：

)(102.195

.04.0100632

3Ω?=?≈-X

总电抗为：

)(1063.19102.19114.032.0333212Ω?=?++=++=--∑）（X X X X

三相短路电流周期分量的有效值为：

)(76.1110

63.1934

.033

2

2

)3(2KA X U I c k =??=

-∑-

三相次暂态短路电流及短路稳态电流为：

)(76.11)

3(2)3()3(KA I I I k ===''-∞

三相短路冲击电流为：

)(65.2176.1184.184.1)3()3(KA I i sh =?=''=

三相短路容量为：

)(15.876.114.033)3(22)3(2A MV I U S k c k ?=??==--

4、电源引入

高层住宅楼供电电源采用电缆埋地引入方式。电压电流为交流220/380V ，采用TN-S 或TN-C-S 接地系统。照明与动力电源分别引入楼π接箱或配电配电柜。一座高层住宅的建筑面积决定着引入楼所需照明电缆的数量。每一根电缆接至一台π接箱。π接箱与配电柜的数量一一对应。π接箱安装在地下一层的专用房间，此房间应安排在外线电缆易于引入的方向。π接箱选用高架型，室设计应满足下列要求：

1）、π接箱的前面应有1.5m 的操作距离，箱体的背后距墙应有1m 的距离，留作电缆的敷设位置。在特殊情况下，也可以靠墙安装。

2）、在π接箱室应预留φ125钢管6根。供电电缆穿钢管沿π接箱室的地面引至π接箱。钢管在室外的埋深与住宅的室外高度有关，用地下一层的层高减去室外高差，再减去楼板的厚度，等于钢管在室外的埋深，但钢管埋深不应低于室外地坪下0.7m ，钢管另一侧接至电缆井，预埋钢管应有向室外电缆井倾斜的坡度。

3）、π接箱室不允许有上下水管及煤气管道等非本室用管路通过。 4）、π接箱室至总配电室的线路距离不应超过15m 。 5）、为防止外面的水流入，配电室的地面可做门槛或将地面抬高一个踏步。外线电缆引入π接箱室后，电缆可明敷设至π接箱进线刀开关，也可以沿地面做沟，沟上盖盖板敷设至刀开关。

5、变电所位置和形式的选择

由于大楼有二级重要负荷，考虑到对供电可靠性的要求，采用两路进线，一路经10kV 公共电源电缆接入变电所，另一路引自邻近高压环网箱。

变电所的形式由用电负荷的状况和周围环境情况确定，根据《变电所位置和形式的选择规定》及GB50053－1994的规定，结合本大楼的实际情况，这里变电所采用单独设立方式。

5.1变电所主变压器台数、容量及主接线方案的选择

1)、变电所主变压器台数的选择

变压器台数应根据负荷特点和经济运行进行选择。当符合下列条件之一时，

宜装设两台及以上变压器：有大量一级或二级负荷；季节性负荷变化较大；集中负荷较大。结合本大楼的情况，考虑到二级重要负荷的供电安全可靠，故选择两台主变压器。

2)、变电所主变压器容量选择

每台变压器的容量N T S ?应同时满足以下两个条件： 1任一台变压器单独运行时，宜满足：30

(0.6~0.7)N T S S ?=?

2任一台变压器单独运行时，应满足：

30(110)

N T S S ?+≥。

考虑到本大楼的实际情况，同时又考虑到未来5~10年的负荷发展，初步取

N T S ?=500kV A ? 。考虑到安全性和可靠性的问题，确定变压器为SC3系列箱型干式变压器。型号：SC3-500/10 ，其主要技术指如下表所示：

3)、变电所主接线方案的选择

方案Ⅰ：高、低压侧均采用单母线分段。优点：用断路器把母线分段后，对

重要用户可以从不同母线段引出两个回路，用两个电路供电；当一段母线故障时，分段断路器自动切除故障母线保证正常段母线不间断供电和不致使重要用户停电 。缺点：当一段母线或母线隔离开关检修时该母线各出线须停电；当出线为双回路时，常使架空线路出现交叉跨越；扩建时需向两个方向均衡扩建。

方案Ⅱ：单母线分段带旁路。优点：具有单母线分段全部优点，在检修断路器时不至中断对用户供电。缺点：常用于大型电厂和变电中枢，投资高。

方案Ⅲ：高压采用单母线、低压单母线分段。优点：任一主变压器检修或发生故障时，通过切换操作，即可迅速恢复对整个变电所的供电。缺点：在高压母线或电源进线进行检修或发生故障时，整个变电所仍需停电。

以上三种方案均能满足主接线要求，采用三方案时虽经济性最佳，但是其可靠性相比其他两方案差；采用方案二需要的断路器数量多，接线复杂，它们的经