本科毕业设计 (论文)住宅小区供电系统设计The Power Supply System Design ofResidence学院：电子工程学院专业班级：电气工程及其自动化学生姓名：学号： XXXXXXXXX 指导教师： XXXXXXXX（副教授）2012年6月住宅小区供电系统设计摘要：本次毕业设计的课题是住宅小区供电系统的设计，根据设计的基本要求，运用所学的相关知识，查阅相关的资料，进行供电系统的初步设计。
本次设计的基本流程是：进行负荷计算，根据负荷计算结果进行变压器的选择并确定供电方案，之后依次进行短路电流的计算，高、低压电器设备的选择和校验，继电保护，防雷与接地保护，电测量仪表设计，电梯双电源互备投电路设计等，在这一框架下，按照国家的标准，结合小区实际情况完成设计。
本次设计考虑到了供电系统的安全、可靠、灵活、经济四项基本要求，在选择供电方案和电器设备时，优先选择低能耗并且满足设计要求的方案和设备，除此以外，还考虑到了小区未来的负荷发展情况，做到了远、近期结合，留有扩建的可能性。
关键词：负荷统计；变压器选择；短路计算；继电保护；备用电源The Power Supply System Design of ResidenceAbstract: The subject of this graduation project is the design of the residence area power supply system. According to the basic requirements of the design, using of the relevant knowledge, searching relevant information. Begin the design of the power supply system. The basic process of design is load statistics, according to the load calculation results to select the transformer, then begin the Short-circuit calculation, selection and calibration of high and low voltage electrical equipment, relay protection, lightning arrest and grounding protection, electrical measuring instrument design and the design of elevator power each other prepare to input. In this framework, according to the national standards, combined with the actual situation of residential to complete the graduation project. This design considerations to the power supply system of safe, reliable, flexible and economic four basic requirements, in the choice of power supply plan and electrical equipment, preferred select low energy consume and meet the design requirements of the plan and equipment. Besides, consider to the residential future of the loads, combination of recent and forward, it support the possibility of the expansion.Keywords: Load statistics; Transformer selection; Short-circuit calculation; Relay protection; Standby power目录1引言 (1)2负荷计算 (2)2.1供电负荷的分析 (2)2.2供电负荷的计算 (3)3供电方案的确定 (5)3.1主接线方案原则 (5)3.2主接线方案设计 (5)3.3低压部分配电系统 (6)4变压器及线路的选择 (8)5短路计算 (11)5.1短路故障的形式 (11)5.2短路电流的计算 (11)6高、低压设备的选择 (13)6.1设备选择的基本原则 (13)6.2 高压设备的选择 (14)6.3低压设备的选择 (15)7继电保护 (17)7.1 继电保护的意义及设置原则 (17)7.2变压器的继电保护 (17)8变电所防雷与接地 (19)9电测量仪表 (21)10电梯双电源互备投电路 (23)结论 (25)致谢 (26)参考文献 (27)附录： (28)1 引言研究意义：近几年来我国社会发展迅速，人民的生活水平有了很大提高，对居住环境的方便、安全、环保、舒适等方面提出了更高的要求。
这使得住宅小区的供电系统要适应小区的用电负荷及小区的规划，从多方面考虑，设计出最合理的供电方案，以使供电系统的运行更加经济、灵活、安全、可靠。
发展现状：步入21世纪后，我国城市化正处于又一新的发展阶段，城市地区的住宅建筑林立，建筑标准越来越现代化，不同种类的小区对用电负荷的要求也不尽相同，但总体的趋势是用电负荷有较大增高，在夏冬季节或用电高峰时段时，用电负荷有较大的波动，造成供电的不稳定或是停电时有发生，为居民用电带来了诸多不便，因此要求小区供电系统要具备更高的可靠性与安全性。
随着城市化进程的逐年加快，城市用地更加紧张、用电负荷更加集中，城市的电力电网也逐步由架空向电缆过渡，老旧的配电方案以及变压器、配电室等电力设备在安全性、经济性、环保性等方面都难以满足时下的住宅用电负荷要求，由此对于小区的供电方案也有了新的要求。
发展趋势：将来的供配电系统主要发展方向为小型化、节能化及更加自动化。
目前对于供电系统的供电可靠性尚感不足，对于某些重要设备如消防设施、生活水泵、生活电梯的供电可靠性还有待提高。
另外，低压配电部分的安全性也需要更多的重视。
小区供电设计要考虑下列基本要求：（1）安全性需要达到相关技术规范与国家标准，且能够保证人身和设备的安全。
（2）可靠性需要满足小区正常用电的电力负荷。
（3）灵活性需要适用于多种运行方式，以便于电气设备的维修及切换，并适当考虑未来的负荷发展情况。
（4）经济性在符合上述要求的前提下，尽可能简化设计方案，降低投资及设备运行、维修的费用，并减少线路有色金属的消耗和电能的节约。
2 负荷计算2.1 供电负荷的分析近年来我国的经济建设步入快车道，居民的生活水品不断提高，越来越多的高能耗电器走进我们的生活，普通家庭的用电需求不断上涨，例如：空调、电炊具、电热水器等，很多家庭装有多个空调、彩电、冰箱，而且呈现出强劲的增长态势，根据以上现状《江苏省住宅设计标准》做出如下规定，一般而言高层的计算负荷可参考每户6~8kW标准，小高层及多层可参考每户4~6kW，除上述方法外还可参考502/mW的建筑面积标准，本次设计是针对普通住宅小区的设计，根据以上标准，计算负荷取值6kW每户[]2。
本次设计共有两个院，每栋高6层，则每单元为12户，一号院为1~14栋，每两栋设置一个户外配电箱，共计7个配电箱；二号院为15~26栋，每两栋设置一个户外配电箱，共计6个配电箱。
每两个配电箱设置一个配电屏，共计7个配电屏。
由配电屏引出线路通向配电箱，再由配电箱引出线路通向楼栋单元，之后各单元在引出线路到各户。
表2-1 负荷的初步划分变压器配电屏配电箱楼栋单元1号变压器1号配电屏1#配电箱1栋、2栋2#配电箱3栋、4栋2号配电屏3配电箱5栋、6栋4#配电箱7栋、8栋3号配电屏5#配电箱9栋、10栋6#配电箱11栋、12栋4号配电屏7#配电箱13栋、14栋8#配电箱15栋、16栋2号变压器5号配电屏9#配电箱17栋、18栋10#配电箱19栋、20栋6号配电屏11#配电箱21栋、22栋12#配电箱23栋、25栋7号配电屏13#配电箱24栋、26栋- -2.2 供电负荷的计算负荷计算公式： 有功计算负荷 e d P K P =30 无功计算负荷 ϕtan 3030P Q = 视在计算负荷 ϕcos 3030P S = 计算电流 nU S I 33030=查阅资料得知：住宅用电负荷需要系数12户时d K 取值0.6；d K 在25~100户时d K 取值0.45；100~200户时d K 取值0.35；大于260户时d K 取值0.3；生活用电功率因数取值85.0cos =ϕ，则62.0tan =ϕ （1）小区总的负荷计算kW P e 66246)540564(=⨯+= kW P K P e d 2.198766273.030=⨯==kVA P S 8.233785.02.1987cos 3030===ϕ （2）单元的负荷计算kW P e 726112=⨯⨯= kW P K P e d 2.43726.030=⨯==kVA P S 8.5085.02.43cos 3030===ϕ A U S I n3.734.038.5033030=⨯==（3）配电箱的负荷计算：① 1#、2#、3#、5#、6#、8#配电箱单元数相同，负荷相同kW P e 5046)43(12=⨯+⨯= kW P K P e d 8.22650445.030=⨯== var 3.14062.08.226tan 3030k P Q =⨯==ϕ kVA P S 8.26685.08.226cos 3030===ϕ A U S I n1.3854.038.26633030=⨯==② 4#、11#配电箱单元数相同，负荷相同kW P e 4326)33(12=⨯+⨯=kW P K P e d 4.19443245.030=⨯== var 5.12062.04.194tan 3030k P Q =⨯==ϕkVA P S 7.22885.04.194cos 3030===ϕ A U S I n1.3304.037.22833030=⨯==③ 9#、10#、12#、13#配电箱单元数相同，负荷相同kW P e 5766)44(12=⨯+⨯= kW P K P e d 2.25957645.030=⨯== var 7.16062.02.259tan 3030k P Q =⨯==ϕkVA P S 9.30485.02.259cos 3030===ϕ A U S I n1.4404.039.30433030=⨯==经以上计算结果列出下表： 表2-2 负荷计算的结果负 荷 项 目负荷容量e P kW有功负荷30P kW 视在负荷30S kV A计算电流30I A1号 变压器1号 配电屏 1#配电箱 504 226.8 266.8 385.1 2#配电箱 504 226.8 266.8 385.1 2号 配电屏 3配电箱 504 226.8 266.8 385.1 4#配电箱 432 194.4 228.7 330.1 3号 配电屏 5#配电箱 504 226.8 266.8 385.1 6#配电箱 504 226.8 266.8 385.1 4号 配电屏7#配电箱 432 194.4 228.7 330.1 8#配电箱 504 226.8 266.8 385.1 2号 变压器5号 配电屏 9#配电箱 576 259.2 304.9 440.1 10#配电箱 576 259.2 304.9 440.1 6号 配电屏 11#配电箱 432 194.4 228.7 330.1 12#配电箱 576 259.2 304.9 440.1 7号 配电屏13#配电箱576259.2304.9440.1- - - - -3 供电方案的确定3.1 主接线方案原则在设计小区供电主接线方案时，要符合国家规范，合理布局，经济节约等，为适应日益变化的新形势还要有一定的超前意识，从而避免造成重复建设，资金浪费，维护不便，还影响居民的正常用电。