机电一体化技术专业综合课程设计姓名：李业昆班级：3110303指导教师：张维平、张磊、赵文蕾、张寅李媛媛、王海英、刘明玲日期：2013年12月2日~12月27日秦皇岛职业技术学院·机电工程系1、工程概况本次设计具体项目为鹿山小区的配电设计。

鹿山小区新建4栋住宅楼，分别为1#楼、2#楼、3#楼、4#楼。

1#楼概况：一层主要为老年活动中心和商铺，二层为青少年活动中心，商业办公及一户住户；三层为居委会办公点，物业管理用房及1户住户；四至二十六层为住户，每层5户，其中，商业面积912.4 m2，老年活动中心196.7 m2，青少年活动中心196.7 m2，居委会98.4 m2，物管用房98.4 m2，公厕36 m2。

2#楼概况：一层主要为商铺和2户住户；二层为商业办公及3户住户；三层为3户住户；四至二十五层为住户，每层5户。

其中，商业面积848 m2.消防控制室15 m23#楼概况：一层主要为4户住户，二至十八层为住户，每层5户。

4#楼概况：一层主要为4户住户，二至十八层为住户，每层5户。

2、负荷计算2.1、住宅小区住户照明用电负荷计算方法：简单测算住宅小区住户照明用电负荷的方法可以有两种：1.单位指标法应用单位指标法确定计算负荷Pjs(适用于照明及家用电负荷)，即：Pjs=∑Pei×Ni÷1000(kW)式中Pei——单位用电指标，如：W/户(不同户型的用电指标不同)，由于地区用电水平的差异，各地区应根据当地的实际情况取用Ni——单位数量，如户数(对应不同面积户型的户数)应用以上方法计算负荷应乘以同时系数，即实际最大负荷(PM)。

PM=Pjs×η(式中η——同时系数，η值按照住户数量多寡不同取不同的数值：一般情况下，用户数量在25～100户的取0.6；用户数量在101～200户的取0.5；用户数量在200户以上的取0.35。

)2.单位面积法按单位面积法计算负荷，在一定的面积区有一个标准，面积越大的区其负荷密度越小，其表达式如下：PM=Ped×S×η式中PM——实际最大负荷，kWPed——单位面积计算负荷，W/m2S——小区总面积，m2η——同时系数，取值范围同上2.2、其它负荷计算方法：根据以上两种方法求出照明及家用负荷后，结合小区的实际情况，还需考虑其它用电负荷。

比如本小区还包括小区物业公司、泵房、热力交换站及车库、自行车棚等用电负荷；另外还有四座小高层，还应考虑电梯负荷；二次加压泵房负荷(供生活及消防用水)，以上诸负荷在计算住宅小区负荷中占比重较大的是照明及家用电负荷，而照明及家用电负荷出现最大值的时段为每天19：00～22：00，因而在计算小区的最大负荷时就以19：00～22：00时段的照明及家用电负荷为基础，然后再叠加其它负荷。

其它负荷计算方法为：1.电梯：PD=∑PDi×ηD。

式中PD——电梯实际最大总负荷，kWPDi——单部电梯负荷，kWηD——多部电梯运行时的同时系数(取值范围见下表) 电梯同时系数一览表电梯台数 1 2 3 4 5 6 (12)同时系数 1 0.91 0.85 0.8 0.76 0.72 … 0.482.二次加压水泵：PMS=∑PSi×NSi式中PMS——二次加压水泵最大运行方式下(开泵最多的方式)的实际最大负荷PSi——各类水泵的单台最大负荷NSi——最大运行方式下各类水泵的台数3.物业楼：PWM=PWS×ηW式中PWM——物业楼在照明及家用电最大负荷时段实际最大负荷PWS——物业楼设计最大负荷，kWηW——物业楼负荷、照明及家用电最大负荷的同时系数2.3、详细负荷计算：1.居民用电负荷计算：首先按照单位面积法计算每户居民最大用电负荷，以此做为单位用电指标，再用单位指标法计算每座住宅楼的负荷并合并计算结果。

PM=Ped×S×η式中PM——实际最大负荷，kWPed——单位面积计算负荷，W/m2S ——每户面积，m2η——同时系数，其中单位面积计算负荷按照张家口市的用电标准，取40W/m2，小区内户型种类较多，从80 m2到140 m2左右，其中小户型居多，为方便计算，取平均值100m2，则每户负荷为：PM=40W/m2×100m2=4kW再将PM作为单位指标Pei代入单位指标法公式Pjs=Pei×Ni×η (kW) ，可求出每座住宅楼的用电负荷，如下表：住宅小区用户负荷计算明细表序号楼号户数单位指标（kW）计算负荷（kW）负荷同时率实际负荷1 1# 117 4 468 0.6 280.82 2# 118 4 472 0.6 283.23 3# 894 356 0.6 213.64 4# 89 4 356 0.6 213.6合计413 1652 991.22.商业、老年活动中心、青少年活动中心、居委会、物管、公厕及消防控制用电负荷计算：根据已知商户面积，可按单位面积法求取每座楼的商户负荷：PM=Ped×S×η式中PM——实际最大负荷，kWPed——单位面积计算负荷，W/m2，商业用户取80W/m2，老年活动中心取80W/m2，青少年活动中心取80W/m2 ，居委会取60W/m2，物管取50W/m2，公厕50W/m2,，消防控制取60W/m2S ——每户面积，m2η——同时系数，商业用户取0.7，老年活动中心取0.7，青少年活动中心取0.7，居委会取0.7，公厕取0.5，物管取0.7，消防控制取0.8将各楼商户面积代入上式得负荷值如下表：商业、老年青年活动中心、居委会、公厕、物管、消防负荷计算明细表序号楼号户数面积单位面积负荷（W/m2）计算负荷（kW）负荷同时率实际负荷1 1#底商2 1824.8 80 145.98 0.7 102.192 2#底商 2 1696 80 135.68 0.7 94.983 1#老年活动中心 1 196.7 80 15.74 0.7 11.024 1#青年活动中心 1 196.7 80 15.74 0.7 11.025 1#居委会 1 98.4 60 5.9 0.7 4.136 1#物管 1 98.4 50 4.92 0.7 3.447 1#公厕 1 36 50 1.8 0.5 0.98 2#消防控制 1 15 60 0.9 0.8 0.72合计731480 326.66 228.43.其他用电负荷计算：因本工程电梯建筑均为小高层，小区规模属二级负荷，不允许双电源引入，如需双电源接入的，可由用户自备发电机电源接入，在本设计中，电梯用电由用户从建筑电表下表位或配电室内自行接引低压电源。

1#和2#楼电梯负荷：PD=∑PDi×ηD=8kW×3台电梯×0.76 =18.24 kW3#和4#楼电梯负荷：PD=∑PDi×ηD=8kW×2台电梯×0.76 =12.16 kW由此可得小区电梯总负荷为：∑PD=18.24+18.24+12.16+12.16=60.8 kW4、低压配电系统设计4.1、高层住宅低压配电系统设计（a）配电设备的布置应便于安装和维护。

高层民用建筑的地下层通常有两层，宜将总配电室(变电所)设在地下一层。

柴油发电机宜用风冷式机组，且机房最好设置在地下一层;一是便于通风冷却;二是可与变配电室中的设备共用运输通道。

为防火的需要，不宜设置可燃油浸的电力变压器、高压电容器和多油开关，而应采用干式变压器与高压真空开关. 各楼层配电室宜设在电气竖井内，一般情况下配电箱与电缆分装在竖井内的不同侧面.（b）单元不设总计量表，只在分层配电箱内设分户表，其配电干线、支线的配电方式同上项。

（c）分户计量表全布集中于首层（或中间层）电表间内，配电支线以放射式配电至各户。

（d) 高层住宅照明计量应一户一表。

其公用走道、楼梯间照明计量可以采取：当供电部门收费到户时，可以设公用电镀表；如收费到楼总表时，一般不另设表。

（e) 供配电系统的网络设计应合理。

高层民用建筑中的低压配电网络多采用混合式配电系统。

其中地下室与裙楼部分采用放射式配电，主体部分采用树干式配电。

根据负荷大小和楼层层数的多少，决定选用分区树干式还是母线树干式配电系统。

树干式的配电形式一般为电缆或插接式绝缘母线槽沿垂直的电气竖井内敷设.4.1.1、各层配电间的配电设计（a)工作电源采用分区树干式，备用电源也采用分区树干式或首层到顶层垂直干线的方式。

（b)工作电源和备用电源都采用由首层到顶层垂直干线的方式。

（c)工作电源采用分区树干式，备用电源取自应急照明等电源干线。

4.2、低压配电系统线路的选择4.2.1、低压线路接线方式低压配电线路采用放射式、树干式、环式及链式四种接线法。

图2-1低压放射式线路图2-2低压环形线路（a）低压母线放射式配电的树干式（b）低压“变压器-干线”的树干式图2-3低压树干式线路（a）连接配电箱 (b)连接电动机图2-4低压链式线路该小区采用的是树干式低压配电线路。

4.3、小区供配电系统电气设备的选择住宅小区供配电特点：住宅小区楼房林立，各栋楼房之间空间较大，供电面积较大，负荷点的离散性大，每台箱变供电范围有限，因此需用多台箱变才能满足用户负荷要求。

首先把开发小区根据单体建筑的布局和负荷容量进行分块，形成以箱变为中心的配电区域。

每一台箱变置于区域的位置中心地带，向周边区采用电缆放射式配电（一般为6～10回路）。

每一组区一般由5～8栋多层建筑组成。

再由各建筑低压电缆分支箱敷设低压分支线缆至各单元内配电箱。

除高层楼房内配电箱及多层楼房单元内电表箱有电表位置外的均需加装低压电表计量箱。

配电模式示意图如下：4.3.1、变压器的容量选择电源采用现场一级变压，10 kV 变为0.4 kV(户外箱式变电站)。

住宅小区负荷点多而分散，箱变分布在负荷中心，减小一次投入，降低运行成本，提高用户的用电质量。

从站变到箱变的10 kV 用电缆连接，各个箱变的容量由各进户单栋楼房的区域计算总负荷选定。

变配电所宜靠近用电负荷中心设置。

从小区物业管理方面考虑，小区变配电所应设置在小区会所或专用管理用房内。

从小区的建筑特点方面考虑，即住宅群、楼栋之间间距较大，分布分散。

可在小区中心会所设高压总配电房，分区、分片设低压配电房。

当条件不允许时亦可设置户外箱式变电站，但应注意对小区整体环境的影响和电力变压器躁声对小区住户的影响。

综合多方面飞因素，本小区配电设计共选择2台箱式变电站工程，分别为630kVA 、800kVA 各1台。

4.3.2、变压器的类型选择目前国内10kV 以下配网主要采用的变压器类型有：油浸式配电变压器S9系列配电变压器，S11系列配电变压器，卷铁心配电变压器，非晶合金铁心变压器，浸渍绝缘干式变压器和环氧树脂绝缘干式变压器。