1、湖南信息科学职业学院 毕 业 论 文 住宅小区供配电系统的设计 学生姓名 ： 学 号 ： 年级专业 ： 楼宇智能化技术 指导老师 ： 系 别 ： 电子信息学院 湖南长沙 年 月 湖南信息科学职业学院 1 住宅小区供配电系统的设计 摘要 ： 本课题设计的内容为住宅小区供配电系统的设计，主要是根据国家相关标准和规范对住宅小区电气供配电系统进行设计。本课题内容主要包括以下几个方面：小区的电力负荷及其计算；小区变配电所的设计；小区的电力线路设计；小区的节约用电与计划用电；小区的防雷接地与电气 安全。若要提高住宅小区供配电系统的可靠性，提高电能的利用率，就必须要准确地计算小区的电力负荷，合理地选择变压器
2、、电气设备等。本论文结合特定的住宅小区，对这些内容都进行了详细的介绍和计算。另外，由于天气原因，建筑物可能会受到雷电的侵袭，所以本文对防雷与接地措施也进行了详细说明。 关键词 ： 负荷计算；需要系数； 变配电所 ；防雷；接地 目录 中文摘要 .关键词 （ 1） 湖南信息科学职业学院 2 绪论 （ 4） 1 概论 （ 5） 1.1 小区设计说明 （ 5） 1.2 住宅小区的负荷计算 （ 6） 1.3 本住宅小区的负荷计算（ 9） 2 小区的电力照明及其计算 （ 10） 2.1 概述 （ 10） 2.2 小区常用电气照明 （ 11） 2.3 照度计算 （ 11） 2.4 照明供电系 统及其选择 （
3、 13） 2.5 本小区标准层照明示意图 （ 14） 3 住宅小区变配电所设计 （ 15） 3.1 变配电所的任务与类型 （ 15） 3.2 电力变压器 （ 16） 3.3 变压器的选取 （ 17） 3.4 电气设备中的电弧问题 （ 18） 4 小区的电力线路 （ 19） 4.1 供配电系统概述 （ 19） 4.2 电力线路敷设 （ 21） 4.3 本小区供配电系统说明 （ 22） 4.4 本小区供配电线路说明 （ 24） 5 小区的节约用电 （ 28） 5.1 概述 （ 28） 5.2 并联补偿电容器 （ 28） 5.3 变压器的运行与维护 （ 29） 6 小区的防雷接地与电气安全 （ 30
4、） 6.1 过电压与雷电的有关概念 （ 30） 6.2 接地 （ 32） 6.3 本小区的防雷与接地系统 （ 33） 7 结论 （ 34） 8 参考文献 （ 34） 致谢 （ 35） 关键词 （ 36） 湖南信息科学职业学院 3 绪论 电能是人们生活中不可缺少的能源和生活工具，它的影响力和对社会的帮助可以说超过了任何媒介。当然如果只有电能这种单纯的物质，电能一样不能为人民服务，所以，必须要有专门的专业人员对其进行分配与传输，这样才能使电能造福于人，服务于人民群众。 当前，电能的供配电系统的种类与形式纷繁复杂，所以选择一种适合的系统形式不是太容易。如果选择的不合适，可能会造成财产的损失、设备的浪
5、费，有时甚至造成人类的伤亡，所以，选择一种适合的系统十分重要，不容马虎。 本课题就是住宅小区的供配电系统的设计， 是一个典型的案例，设计内容主要包含以下几个方面的内容：住宅小区的负荷计算，小区变配电所的位置选取，小区变配电所内主变压器太熟与容量的选择，防雷，接地等内容。其中的每部分内容都十分重要，每一部分都会影响住宅小区的整体效果与安全性能。 供配电系统的发展也是科技进步的表现，反过来一样，供配电系统越是需要发展就越需要科技的进步。当前，中国供配电事业飞速发展，这是人民需求增多的映射，当然，满足人民的各种需求也是供配电部门与人员的责任与义务。目前，智能供配电系统也层出不穷，反映出进步与革新。总
6、之，建立不仅满足要求同时考 虑到未来发展需要的供配电系统是我们不尽的追求，需要我们的不懈努力。 湖南信息科学职业学院 4 第一章 概论 1.1 小区设计说明 1.1.1 小区总体设计 小区位于 长沙 建筑类型 普通民用住宅小区（平均层数为 6 层） 占地面积 50000 平方米 住户共 1200 户 该小区为普通民用住宅小区，小区的北半部分为 90 平方米户型，半部分为 80 平方米户型。现在城市居民要求比较高，所以为了丰富居民的业余生活，适应居民多元化的兴趣爱好，我特意在小区的中央地带专门设置了大面积的户外活动中心。 本小区采用了人车混合布局的形式，车流通 过入口进入小区，然后再通过主干道行
7、驶到专门设置的停车区域。同时，地块内部道路由组团级路和主干道两个大的分支系统组成。世外桃源小区主干道平均的宽度为 8 米，组团级道路平均的宽度为 5 米，入户道路平均的宽度为 7 米，完美的道路系统，是安全的必须，小区的灵魂。 小区内布置了鲜明的人性化方向、标志建筑等指示牌，消防、紧急机动车在小区内可以快速便捷地到达每幢住宅的入口，把钱财人员损失降低到达最小。明显通过主干道绿化设计把组团绿化和户间绿化串联了起来，然后再加上居民户外活动中心所设计的集中绿化，引入的大量的遮阴树、行道树、防 护树、独赏树，彻底把小区塑造成一个绿色、环保、生机勃勃的独特住所。 1.1.2 该小区建筑单体个性设计 建筑
8、单体设计中，优先考虑到居民建筑住宅本身的特点及周围的建筑元素，建筑师特将艺术感和时代感完美的结合在一起，既默契的融入到整个大环境中，又充分体现了此单体建筑的独一无二。设计共五种主要户型，分别为 AX 型 AY 型 AZ型 BU 型 BV湖南信息科学职业学院 5 型。设计师从始至终贯彻 “以人为本”的设计思想，严格按照国家有关规定，顺应以下几个设计原则： 优先保证房间尺寸符合大众人民的习惯； 个性鲜明客厅与主卧的地位，大主、大 客的分割，尽量给予最好的朝向和风景； 我们根据 21 世纪市面上的厨卫面积分割厨卫空间，高效与审美无处不在。 1.1.3 环境条件 年最高温度平均为 +40oC,年最低温
9、度平均为 -30oC,该小区年平均温度 +10oC。 覆冰 -5mm，最大风速 30m/s。 当地海拔高度米。 1.1.4小区平面图 平面图是建筑物或者物体直接投影在水平面上所得到的图形 ，其实平面图也是地图的一种，可以按照一定的比例扩大和缩小，平面图也可以手工绘画 。 根据上述说明设计小区平面图见附图 1。 1.2 住宅小区的负荷计算 1.2.1 负荷计算概述 1、确定计算负荷，是作为根据发热要求选择系统各级电压供电准备变压器的容量、研制建筑物报装容量和世外桃源电气设备的依据； 2、确定计算负荷，是用来计算电压损耗和小区设备功率损耗的依据； 3、确定计算电流，是选择电缆容量、规格的依据； 4
10、、求总的有功计算负荷和总的无功计算负荷，也是确定静电电容器的依据。 湖南信息科学职业学院 6 1.2.2 住宅小区负荷计算包含内容 1、什么是计算负荷 通过所有负荷的统计计算所求出、用以根据发热条件筛选供电系统中各元件分别的负荷值，这就是我们通常定义的计算负荷。 根据这么多年来，奋斗在住 宅小区电气设备计算、电气线路计算中的工作人员的实际经验，我们知道计算实际负荷其实也可以认为它就是半小时最大负荷 P30 。 计算负荷按照规定来说，必须设计得非常合理。我们大致可以分成两种情况：第一，如果计算负荷大了，直接导致财产和材料浪费；第二，如果计算负荷小了，直接后果是电气设备、电缆在过负荷的情况下运行，
11、不仅仅增加了电能损耗，更甚的是会产生过热现象，导致绝缘皮肤提早老化，导致火灾灾难！我们可见，准确计算计算负荷的严重性。 2、平均负荷 顾名思义，即电力负荷在一定的时间内平均所消耗的电功率 ，公式为 Wt 是时间 t 内消耗的所有电能量。平均负荷可用来计算电能消耗量 Wt 和最大负荷 Pmax。年平均负荷为 1.2.3 住宅小区负荷计算的方法概述 1、概述 目前，我国采用最普遍的确定小区、建筑物所有用电设备组计算负荷，就是二项式法则和需要系数法则。两种法则各有其优缺点，我们分别介绍一下：其中，二项式法的局限性是比较大的。目前，需要系数法则是目前社会各界通用的确定计算负荷的方法，我们应该牢牢掌握。
12、下面内容大致介绍需要系数法的概念与应用。 2、需要系数法 tWP tavhWP aav 8760湖南信息科学职业学院 7 用电设备组的计算负荷，就是指从供电系统中取用的年最大负荷。下图为用电设备的计 算负荷说明图（计入 WL）。 图 1 负荷说明图 用电设备组的设备容量，顾名思义，就是指所有设备的额定容量的总和，用公式表示为 Pe = PN 。现实生活中，所有设备实际上都不一定同时运行，而且运行的设备实际上也不是太可能都同时满负荷，而且再加上功率损耗的存在，得出，用电设备组的有功计算负荷容易表示为 各个符号的含义： K 是设备组同时系数， KL 是设备组负荷系数， e 的意义为设备组平均效率，
13、 WL的意义为配电线路平均效率。 我们可以命名上面式子中的 K KL/( e WL)=Kd，这个 Kd 就是需要系数。由前式可得到需要系数公式表示为 由此我们可以得到有功计算负荷的式子为 eWLe L PKKP 30ed PPK 30edPKP 30湖南信息科学职业学院 8 在求出有功计算负荷之后，我们可以根据下面所列举的公式求其余的计算负荷，其中，视在计算负荷计算公式为 无功计算负荷计算公式为 计算电流计算公式为 1.2.4需要系数的选择 计算需要系数的方法有很多种，大都不尽清楚，不太实用。根据调查有经验专业电气工程师，计算任意户数的需要系数表格如下： 表 1 需要系数表 小区总户数 需要系
14、数 小区总户数 需要系数 小区总户数 需要系数 =6 1 5257 0.50 169186 0.34 79 0.89 5860 0.49 187204 0.33 1315 0.76 6469 0.47 223246 0.31 1618 0.72 7072 0.46 247273 0.30 2224 0.66 7984 0.44 304336 0.28 2830 0.61 9196 0.42 376423 0.26 3436 0.58 106111 0.40 478540 0.24 3739 0.56 112120 0.39 541615 0.23 4951 0.51 157168 0.35 9
15、491000 0.19 1.3 本住宅小区的负荷计算 1、本小区住宅的用电负荷按照最大负荷计算，即 50W/m2；水泵等公用负荷以 10W/m2计算；消防负荷在此不统计入最大负荷。住宅户内的导线用铜芯绝缘导线，截面满足最大负荷长期长时间工作的要求。所以，为了保证线路的安全可靠运行，住宅户内总进线选用的是 10mm2 的铜芯绝缘导线。 2、商业用户的用电负荷按照 60W100W/m2 计算，在此综合考虑商业用户的特点，一cos3030 PS tan3030 PQ NUSI 33030湖南信息科学职业学院 9 般用户我以 100W/m2 计算；当然，有一些商业用户的用电比较明确，我根据实际用电量确
16、定其用电负荷。 3、住宅电表后所有总线一致采用 穿管方式进行敷设。小区住户电表的配置，见下表： 表 2 电表配置 面积（平方米） 最大负荷（千瓦 /户） 电表的容量 进线方式说明 100 6 5（ 30） 单相即可 100130 8 10（ 40） 单相即可 4、小区住宅总进线入户后，设置了户内配电箱，配电箱内设置了总进线开关以及分路出线开关。我为了保证用户的安全，一并设置了漏电保护、过载保护、短路保护，并能同时断开零线的功能。 第二章 小区的电力照明及其计算 2.1 概述 2.1.1 照明系统概述 照 明方 式按照它的光源来源方式可以分为人工照明和 自然采光两大类。电气照明因为其灯 光质量稳定、控制调节方便、色彩丰富和安全经济的优点，使其成为现代技术中使用最为广泛的一种方式。 人民的生活质量高低与灯光照明的质量有着极其密切的关系，优质的照明是保证高质量生活、高质量娱乐、高质量身体的必要措施。因此，电气照明的质量对社会生活具有十分重要的作用。 2.1.2 标准照明计量单位 表 1 国际单位制（ SIE 单位制）的光度单位 名称 符号 单位 英文名 光强度 l 坎德拉 Candela(cd) 光照度 E 勒克斯 Lux(lx) 光亮度 L 尼特 Nit 光通量 流 明 Lumen(lm)
