某小区配电系统设计
一、设计目的：
为某小区初步设计配电系统，初步掌握配电设计的基本方法。
二、设计任务：
负荷分配及计算。
小区配电总体规划。
负荷配电干线图。
三、设计要求：
根据小区所取得的电源及小区用电负荷情况，并考虑小区以后的发展，做到保障人身安全，供电可靠，技术先进和经济合理。另外，供配电系统还必须做到统筹兼顾，按照负荷性质、用电容量，工程特点和地区供电条件，合理确定设计方案。
四、系统方案设计：
本小区分为南北两个部分，总用地面积：68000平方米（102亩），总建筑面积：90200平方米（不含地下室），排屋：36580㎡（157户），多层：12000㎡，商铺：18500㎡，会所：3000㎡，物业：300㎡，高层：19820㎡（不含地下室，其中：住宅16820㎡、商铺3000㎡），地下室3500㎡。建筑占地面积：21500平方米，建筑密度：31.6%，容积率：1.33，绿地率：38%。由于包含高层普通住宅、多层住在、商铺、车库等，属于二级供电负荷。建筑供配电系统，一般由总升降压变电所，高压配电线路，分变电所，低压配电系统和用户设备组成。对于小区建筑来说通常用10KV高压进线，经小区的箱式变电站降压成用户设备科直接使用的380V和220V的低压电。
1、负荷的分配及计算
负荷的计算方法主要有三种：需要系数法、利用系数法、单位指标法。其中，单位指标法计算简单，误差较大，适用于设备功率不明确的各类项目，单位面积功率法和综合单位指标法适用于民用建筑工程某单位产品耗电量发用于工业企业工程。因为我们此次设计的是小区的配电系统，所以采用单位指标法来进行此次的负荷计算。
（1）排屋
排屋共计36580 m2，157户，那么平均每户大概为233 m2，由附录1课的排屋的参考单位面积功率为30~50W/ m2，高级标准别墅为100W/ m2,取参考负荷50W/ m2，可得出排屋每户容量为233?50w=11.65KW，排屋总容量为Pe1=11.65KW?157=1829.05KW。由附录2可得别墅的负荷需要系数为Kd=0.4~0.6，cosψ=0.8，取Kd=0.43，则有：
Pc=KdPe1=0.43?1829.05KW=779.18KW,
Qc=Pctanψ=779.18?0.75=584.38kvar，
Sc=Pc/cosψ=779.18/0.8=973.98kva。
当Ur=220V时，工作电流Ic=Sc/3Ur=2559.06A，
当Ur=380V时，工作电流Ic=Sc/3Ur=1481.56A。
（2）多层
多层共计12000m2，用电指标为30~50W/m2，取平均值40W/m2，则多层总设备功率为Pe
=12000?40=480KW，按每户100m2计算，大概为120户，由附录3的需
2
要系数为Kd=0.45，功率因数cosψ=0.85，有：
=0.45?480KW=216KW，
Pc=KdPe
2
Qc=Pctanψ=216?0.62=133.86kvar，
Sc=Pc/cosψ=216/0.85=254.12kva。
当Ur=380V时，Ic=Sc/3Ur=386.10A，
当Ur=220V时，Ic=Sc/3Ur=666.89A。
（3）商铺
商铺共计18500m2，商铺的用电指标为40~80W/m2，大中型商铺的用电指标为60~120W/m2，取平均值75W/m2，则商铺的设备功率为Pe
=75?18500=1387.5KW，
3
需要系数Kd=0.75~0.85，取平均值Kd=0.80，功率因数取cosψ=0.85，则有：Pc=Kd?Pe3=0.8?138705=1110Kw,
Qc=Pctanψ=1110?0.62=688.2kvar,
Sc=Pc/cosψ=1305.88kva。
当Ur=380V时，Ic=Sc/3Ur=1984.08A，
当Ur=220V时，Ic=Sc/3Ur=3427.05A。
（4）会所
=60?3000=180KW，会所共计3000m2，用电指标为60W/m2，总设备功率为Pe
4
由附录2的需要系数为Kd=0.6，功率因数cosψ=0.9，有：
=0.6?180KW=108KW,
Pc=KdPe
4
Qc=Pctanψ=108?0.48=52.8kvar，
Sc=Pc/cosψ=108/0.9=120kva。
当Ur=380V时，Ic=Sc/3Ur=182.32A，
当Ur=220V时，Ic=Sc/3Ur=314.92A。
（5）物业
物业共计300m2，用电指标按公寓的用电标准30~50W/m2，取用电标准为
=300?30=9KW，由附录2的需要系数为Kd=1，功率30W/m2，则总设备功率为Pe
5
因数cosψ=0.9，有：
=1?9KW=9KW，
Pc=KdPe
2
Qc=Pctanψ=9?0.48=4.32kvar，
Sc=Pc/cosψ=9/0.9=10kva。
当Ur=380V时，Ic=Sc/3Ur=15.19A，
当Ur=220V时，Ic=Sc/3Ur=26.24A。
（6）高层
高层共计12000m2，其中商铺3000m2，住宅16820m2，住宅用电标准取40W/m2，
=16820?40=672.8KW，由附录2的需要系数为Kd=0.45，功率因数cosψ=0.85，Pe
6.1
=60?3000=180KW 商铺的用电标准取60W/m2，需要系数取Kd=0.8，cosψ=0.85，Pe
6.2
则有：
住宅：
=0.45?672.8KW=302.76KW,
Pc=KdPe
2
Qc=Pctanψ=302.76?0.62=187.71kvar，
Sc=Pc/cosψ=302.76/0.85=356.19kva。
当Ur=380V时，Ic=Sc/3Ur=541.17A。
商铺：
=0.8?180KW=144KW,
Pc=KdPe
2
Qc=Pctanψ=144?0.62=89.28kvar，
Sc=Pc/cosψ=144/0.85=169.41kva。
当Ur=380V时，Ic=Sc/3Ur=257.39A。
（7）地下室（车库）
地下室共计3500m2，用电指标按公寓的用电标准8~15W/m2，取用电标准为
=3500?12=42KW，由附录2的需要系数为Kd=0.6，12W/m2，则总设备功率为Pe
7
功率因数cosψ=0.9，有：
=0.6?42KW=25.2KW,
Pc=KdPe
2
Qc=Pctanψ=25.2?0.48=12.1kvar，
Sc=Pc/cosψ=25.2/0.9=28kva。
当Ur=380V时，Ic=Sc/3Ur=42.54A，
当Ur=220V时，Ic=Sc/3Ur=73.48A。
由以上计算可得总有功功率：
Pc=779.18+216+1110+108+9+302.76+144+25.2=2694.14KW
小区总容量：
Sc=973.98+254012+1305.88+120+10+525.6+28=3217.58kva。
2、小区配电总体规划
（1）电源
由于小区分为南北两区，则由供电部门分开供电，一路供给北小区，一路供给南小区，又由于住宅楼房林立，数量较多，面积较大，导致负荷分布过于零散，则需采用多台变压器，其中每台变压器向其周围负荷采取电缆放射式配电，形成以变压器为中心的供配电网络形式。结合小区的地理环境，北小区，南小区的变压器应设置在各区域中心的绿化带上，之后再由各建筑低压电缆分支箱敷设低压分支电缆至各单元内配电箱。
（2）变压器容量选择
采用10KV变0.4KV的箱式变电站。
由之前的负荷运算得知总负荷为3217.58KVA，根据其各建筑物的分布，可大概算出北小区的负荷为1137.9KVA，计算电流大概为1729.18A，南小区的总负荷为2079.68KVA，计算总负荷为3161.17A，这里采用SCB10型树脂绝缘电力变压器，其优点是绕组高、低压采用合理结构，抗短路能力强，特殊设计的轴向气道，冷却效果好等。由于SCB10型变压器的最大额定容量为2500KVA，其空载损耗及负载损耗过大，则在南区的设计应重新分配，改为两个变压器供电，这时两个变压器的负荷通过计算可大概设定为865.33KVA，1214.35KVA，其计算电流为1315.42A.变压器暂时设定为#1，#2，#3。
#1：负担负荷为2/5的物业负荷、3/8的多层负荷、地下室负荷、高层负荷、2/9的商铺负荷，1/5的排屋负荷、1/3的路灯和景观负荷，共计1148KVA。
#2：负担负荷为1/5的物业负荷、2/8的多层负荷、2/9的商铺负荷、2/5的排屋负荷、1/3的路灯和景观负荷、会所负荷，共计875.5KVA。
#3：负担负荷为2/5的物业负荷、3/8的多层负荷、5/9的商铺负荷、1/3的路灯和景观负荷、2/5的排屋负荷，共计1222.35KVA。
这样电力变压器则可分别选取为#1为（SCB10-1250) ,#2为(SCB10-1000),#3为(SCB10-1250)，具体的配电箱位置见图一。
图一.小区不同性质建筑的分布
（3）电缆的选择
以变电箱#1所带负荷母线槽，电缆，开关型号的选择为例。对于变电箱#1，所承担的负荷有：物业1,和物业2；多层1，多层2，多层3；排屋1，排屋2，……排屋8；景观灯1，景观灯2；路灯1，路灯2，……路灯10；商铺；高层1（电梯，电力照明），高层2（电梯，电力照明）。其中采用双回线路供电的包括高层，地下室，商铺，路灯，其余采用单回线路供电。路灯选用高压钠灯，额定功率范
围为250~400w,功率因素cos?:0.30~0.44；景观灯（水中）2个，电压为90v~260v，光源功率6w~10w，型号为FXS-4007；其余景观灯，电压为220v，光源功率为
41w~50w,型号BL90502；景观灯开关，型号JV-020-012，电压范围:90v~265v。在#1变电箱的供电范围内，物业，多层，地下室，高层，商铺，排屋，景观灯，和路灯的计算电流分别为：6.08A, 144.7A，42.54A, 798.56A, 440.89A, 296.31A, 0.2A, 2.6A。母线槽所带负荷有，物业1,物业2；多层1，多层2，多层3；排屋1，排屋2……排屋8，计算电流为489.716A，选用ccx6型号母线槽，选用ccx6-630/5型号母线槽。此型号表示：额定电流为630A，五线制直线段母线槽。母线槽规格用额定电流表示有100、200、400、630、800、1000、1250、1600、2000、2500、3150、4000、5000（A）
母线槽优点：结构紧凑、传输电流大；短路强度高、安全可靠、防机械损伤和防火性能强；结构通用性、互换性强；线路变更及扩展灵活性；线路损耗小；安装方便，土建施工与配电施工互不干扰；使用寿命可达50年；接地保护装置可靠，可确保人身和设备安全；系统防护等级高达IP 43。
物业1的计算电流为3.038A，则额定电流为9.114A，如表1所示，选择相线导线截面积为10 mm2，PE线,N线均比相线小两个等级，也为10 mm，电缆均采用ZBYJV-系列，物业电缆型号为ZBYJV-5?10,空气开关型号为DZC-系列，选择DZC5型号，5表示允许通过空气开关的最大电流为5A；物业2，同理。多层1，的计算电流为48.26A,则额定电流为144.788A,如表1所示，选择相线导线截面积为25 mm2，PE,N线均比相线小两个等级，为10 mm,则多层1电缆型号为ZBYJV-3?25+2?10；多层2，多层3同理。对于排屋1，计算电流为37.039A，则额定电流为111.17A，如表1所示，选择相线导线截面积16 mm，PE,N线比相线小两个等级，为10 mm，则排屋电缆型号ZBYJV-3?16+2?10。同理，可计算出，景观灯，路灯，高层，商铺电缆型号。配电箱#2，配电箱#3，也按上诉方法选择相关参数。
表1.电力电缆参数表
其中ZBYJV为B级阻燃交联聚乙烯绝缘电力电缆，其优点为具有优良的供电可靠性，可明显降低配电成本，优良的抗震性、气密性、防水性和耐火性等。
空气开关的优点是不管在任何故障情况下，它就会自动跳闸，直到问题解决，否则它就会再次跳闸，于是使用DZC型的空气开关。
3、配电干线图
排屋，多层，物业以及景观灯为三级负荷，容量小而分布，采用单回路树干式配电。
路灯在昏暗时不能断电，所以采用双回路树干式配电。
高层，商铺为二级负荷，但容量小而分散，采用双回路树干式配电。具体配电干线图如下
北小区配电箱的配电干线图
南小区配电箱的配电干线图附录1.各类建筑物的用电指标
附录2.设备的需要系数
附录3.民用建筑用电设备组的需要系数及功率因数值
五、设计评估及个人心得：
通过这次的专业课程设计，我们巩固了很多以前学过的知识，更将这些理论知识用于实践，更重要的一点是，我们学到了很多以前没学过的，新的东西，比如学会了简单的CAD绘制。另外，我们也认识到配电系统是一个非常复杂的系统，在实际的生活、生产中是重要的。要搞清楚配电系统，还需要我们花更多的时间在工作生活中不断地去学习摸索，这次的设计，我们受益匪浅
由于时间和我们专业知识的不完善，这次的设计还有很多不合理，不完善的地方，还需要老师的指导，如果还有学习的机会，我们会感到非常荣幸。