小区供电方案设计

某花园小区供电方案设计1姓名xxx学号2010xxxx院、系、部电气工程系班号方xxxx完成时间2013年7月4日※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※※2010级供电技术课程设计某花园小区供电方案设计2第1章设计任务1.1设计内容1.为住宅小区长期供电进行合理设计，同时为该住宅小区两栋楼房临时建筑施工选择变压器及其一次侧电气设备花园小区长期供电变电所设计。2.设计两栋楼房的变电所，即选择变压器，确定主接线方案，绘出主接线图，选择变电所进出线和低压进线。1.2设计依据该住宅小区临时施工现场用电情况如下：混凝土搅拌机2台，每台10kw，380v卷扬机2台，每台28kw，380v塔式起重机2台，每台20kw，380v振捣器10台，每台1kw，380v施工照明，6000w，220v生活照明，9000w，220v动力设备平均功率因数0.75，需要系数0.5，照明需要系数0.9.小区有两栋高层楼房1号楼24层分3个单元，2号楼18层，1个单元，各楼每个单元负一层均设有单元配电室，每个单元有15kw电梯两部，10kw风机和25kw高压水泵电动机2台，220kw热力泵电动机2台；两栋楼各有30kw消防水泵电动机各两台；1号楼每个单元住户用电设备容量为192kw，2号楼住户用电设备容量为144kw。1号楼地下车库照明用电设备容量为2kw，2号楼为1kw。路灯照明设备容量2kw。1.3设计要求为两栋楼房临时建筑施工选配变压器，选择变压器一次侧电气设备；设计两栋楼房变电所，即选择变压器，确定主接线方案，绘出主结构图；选择变电所进线，低压进电线；画出二次回路接线图；某花园小区供电方案设计3第2章负荷计算和无功功率补偿2.1负荷计算2.1.1单组用电设备计算负荷的计算公式1.有功计算负荷（单位为KW）30P=dKeP，dK为系数2.无功计算负荷（单位为kvar）30Q=30Ptan3.视在计算负荷（单位为kvA）30S=cos30P4.计算电流（单位为A）30I=NUS330NU为用电设备的额定电压（单位为KV）2.1.2多组用电设备计算负荷的计算公式1.有功计算负荷（单位为KW）30P=ipPK30式中iP30是所有设备组有功计算负荷30P之和，pK是有功负荷同时系数，可取0.80~0.90。2.无功计算负荷（单位为kvar）30Q=iqQK30iQ30是所有设备无功30Q之和；qK是无功负荷同时系数，可取0.85~0.95。3.视在计算负荷（单位为kvA）30S=230230QP某花园小区供电方案设计44.计算电流（单位为A）30I=NUS3305.总负荷计算（单位为KW）ipKP303030QiqK30经过计算，得到临时施工现场和小区长期供电的负荷计算表，如表2-1所示（额定电压取380V）表2-1临时施工现场和小区长期供电的负荷计算表编号名称类别设备容量eP/kW需要系数dKcostan计算负荷30P/kW30Q/kvar30S/kVA30I/A1临时施工混凝土搅拌机200.50.750.88108.813.320.2卷扬机560.50.750.882824.6437.356.7塔式起重机400.50.750.882017.626.640.5振捣器100.50.750.8854.46.610.1施工照明60.9105.405.48.2生活照明90.9108.108.112.32一号楼每单元风机200.80.80.7516122030.3高压水泵500.80.80.7540305076.06热力泵电动机4400.80.80.75352264440669.3住户用电设备容量1920.910172.80172.8262.9某花园小区供电方案设计5续上表3二号楼风机200.80.80.7516122030.3高压水泵500.80.80.7540305076.06热力泵电动机4400.80.80.75352264440669.3住户用电设备容量1440.910129.60129.6197.14重要负荷电梯1200.250.51.733051.96091.3消防水泵电动机1200.80.80.759672120182.55附加负荷地下车库照明30.7102.102.13.19路灯照明21102023.04临时工地计算负荷30P=68.8530Q=52.6730S=86.7cos=0.794一号楼1、2单元计算负荷30P=1045.4430Q581.430S=1196.2cos=0.873一号楼3单元计算负荷30P=522.7230Q=290.730S=598.10cos=0.873二号楼及各种负荷计算负荷30P=600.9330Q=408.430S=726.5cos=0.827临时工地中：单相总容量／三相总容量=11.7%。因为施工照明和生活照明单项总容量没有超过三项设备总容量的15%，按三相负荷计算。小区中，考虑到总负荷过大，若选用一个变压器工作需要很大的容量并不实际，若选用多台变压器并联使用，于施工与设计及日后的维护会产生诸多不便，因此，初定将小区分为：一号楼1、2单元；一号楼3单元；二号楼及各种负荷，三个部分。分别设立三个变电所对小区供电。同时，对此三部分进行负荷计算。某花园小区供电方案设计62.2无功功率补偿无功功率的人工补偿装置：并联电容器。由计算可知，该供电要求的380V侧最大负荷时的功率因数只有0.851，供电部门要求该厂10KV进线侧最大负荷时功率因数不低于0.9。考虑到主变压器的无功损耗远大于有功损耗，因此380V侧最大负荷时功率因数应稍大于0.9，暂取0.92来计算380V侧所需无功功率补偿容量临时工地：CQ1=30P(tan1-tan2)=68.85[tan(arccos0.794)-tan(arccos0.92)]=22.99kvar花园小区：一号楼1、2单元：CQ2=30P(tan1-tan2)=1045.44[tan(arccos0.873)-tan(arccos0.92)]=139.04kvar一号楼3单元：CQ3=30P(tan1-tan2)=522.72[tan(arccos0.873)-tan(arccos0.92)]=69.52kvar二号楼及各种负荷：CQ4=30P(tan1-tan2)=600.93[tan(arccos0.827)-tan(arccos0.92)]=150.23kvar补偿前后，变压器低压侧的有功计算负荷基本不变，而无功计算负荷：'30Q1=（52.67-22.99）kvar=29.68kvar；'30Q2=（581.4-139.04）kvar=442.36kvar'30Q3=（290.7-69.52）kvar=221.18kvar；'30Q4=（408.4-150.23）kvar=258.17kvar视在功率：2'30230'301QPS=74.65kVA；2'30230'302QPS=1134.63kVA2'30230'303QPS=567.78kVA；2'30230'304QPS=654.04kVA变压器的功率损耗为：Pt1=0.01×74.65=0.75；Pt2=0.01×1134.63=11.34某花园小区供电方案设计7Pt3=0.01×567.78=5.68；Pt4=0.01×654.04=6.54Qt1=0.05×74.65=3.73;Qt2=0.05×1134.63=56.7Qt3=0.05×567.78=28.38;Qt4=0.05×654.04=32.70变电所高压侧的计算负荷：)1('30P68.85+0.75=69.6;)2('30P1045.44+1134=1056.78)3('30P522.72+5.68=528.4;)4('30P600.93+6.54=607.47)1('30Q29.68+3.73=33.41;)2('30Q442.36+56.7=499.06)3('30Q221.18+28.38=249.56;)4('30Q258.17+32.7=290.87)1()1('30S=20.7741.336.6922；)2()1('30S=69.116806.49978.105622)3()1('30S=37.58456.2494.52822；)4()1('30S=51.67387.29047.60722计算电流：NUSI31'30'30=117.4A；NUSI32'30'30=1777.7ANUSI33'30'30=888.9A；NUSI34'30'30=1024.5A功率因数提高为：cos'1='30'30SP=0.902；cos'2='30'30SP=0.904cos'2='30'30SP=0.904；cos'2='30'30SP=0.902在无功补偿前，临时工地的变电所主变压器T的容量为应选为100kVA,才能满足负荷用电的需要；而采取无功补偿后，主变压器T的容量选为80kVA的就足够了。根据实际情况，小区应初定选择三个变压器。而无功补偿前小区的变电所主变压器T的容量应分别选为1250kVA、630KVA、800KVA才能满足负荷用电的需要；而采取无功补偿后，主变压器T的容量选为1250kVA、630kVA、800kVA的就足够了。无功补偿后工厂380V侧和10kV侧的负荷计算如表2-2，表2-3，表2-4，表2-5。某花园小区供电方案设计8表2-2无功补偿后临时工地的计算负荷项目cos计算负荷30P/kW30Q/kvar30S/kVA30I/A380V侧补偿前负荷0.8068.6552.6785.53129.98380V侧无功补偿容量22380V侧补偿后负荷0.9168.6530.6775.18112.45主变压器功率损耗0.0130S=0.740.0530S=3.7610kV侧负荷计算0.9169.3934.4377.464.47表2-3无功补偿后花园小区1号楼1、2单元的计算负荷项目380V侧补偿前负荷cos计算负荷30P/kW30Q/kvar30S/kVA30I/A0.871045.44581.401196.231817.98380V侧无功补偿容量146380V侧补偿后负荷0.921045.44435.4904.95137.12主变压器功率损耗0.0130S=9.050.0530S=45.2510kV侧负荷计算0.91847.13386.65931.1953.76表2-4无功补偿后花园小区1号楼3单元的计算负荷项目380V侧补偿前负荷cos计算负荷30P/kW30Q/kvar30S/kVA30I/A0.87522.72290.70598.1908.96380V侧无功补偿容量73.2380V侧补偿后负荷0.92522.72217.5452.4764.32主变压器功率损耗0.0130S=1.710.0530S=7.5510kV侧负荷计算0.92420.75178.25456.9526.38表2-5无功补偿后花园小区2号楼及各种负荷的计算负荷项目380V侧补偿前负荷cos计算负荷30P/Kw30Q/kvar30S/kVA30I/A0.83600.93408.4726.61104.26380V侧无功补偿容量144.2380V侧补偿后负荷0.91600.93264.21568.7179.64主变压器功率损耗0.0130S=2.280.0530S=11.410kV侧负荷计算0.91523.11239.81575.4633.22某花园小区供电方案设计9第三章变电所主变压器及主接线方案的选择3.1变电所主变压器的选择3.1.1临时工地变压器选择由于临时工地是临时性质的，在施工结束后需要拆除，故根据临时工地的负荷性质和电源情况，变电所装设一台主变压器，型号为S9型，就足以满足工地需要，而变压器容量根据式（3-1）选择，即：30SSTN=80KVA＞75.2KVA（3-1）因此