小区供电工程设计.doc
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1、0 前言祥宇一品小区,地处辽宁省阜新市东北部,项目占地面积约16.67万平方米,总建筑面积约27万平方米,容积率1.62,是一个集居住、消费、休闲、文化、娱乐为一体的大型复合态生活之城。祥宇一品整个社区均为6层板楼适合居住,小区融入了生活所需的大部分设施,具有现代简约的建筑风格,精致人性的细节设计,起伏变化的建筑组曲,勾勒完美华丽的城市天际线,矗立城市风尚新地标。开发周期:项目共分两期开发,项目一期为建筑楼体,共有30栋住宅,适合约1777户,并融入49户网点,适于消费。地理位置:祥宇一品紧临的人民大街,东风路,是沟通市内与市外的重要交通干道,也是带动人流、物流的重要交通枢纽。空气新鲜,远离工
2、厂,煤矿等地,无噪声,粉尘等污染,此为真正的养生之所。建筑与景观:祥宇一品小区楼体设计呈现简约、大气、时尚、现代的建筑风格,虚实交幻,简单沉稳的外立面颜色,线条硬朗的立面转折,突出了明亮别致的生活质感。祥宇一品小区绿化率高达50%,并利用一条人工水系增加小区色彩,使得小区越发灵动,同时项目整体景观设计借鉴了阜新市小区的特点,以一条集山、水、人文文化于一体的综合性景观中心轴,配合建筑组团的合理分布,共同串起了整个社区,达到举目观景,低头赏园,异步景异的景观效果。配套设施:祥宇一品小区其配套设施齐全完备,超大会所、幼儿园、停车场、商业街等配套,不仅强化了社区自身功能,同时,匹配业主尊贵优雅的身份。
3、 项目周边有辽宁工程技术大学,阜新市第一中学,阜新市高级中学,海州高中等名校,可见文化氛围浓厚,方便入学求教。时至今日,祥宇一品小区楼体结构大致竣工,本次设计是针对此小区供电工程进行设计,让入住人们用电方便,安全。1 绪论1.1 供电系统 环网供电能使配电网线路简化,管理方便,能方便地为重要负荷提供两个电源。并且,出现故障时易于查找,对于实现电网自动化管理具有重要的意义。同辐射形供电相比,投资省。因此。在国内外获得愈来愈广泛的应用。祥宇一品小区利用两个环网柜对该小区进行供电,一条来自北六线,称北六线环网柜,一条来自中工线01号,称中工线01号环网柜,两环网柜互联对1777户和49户网点供电,并
4、利用箱变S11-630KVA,箱变S11-500KVA进行变电。 采用环形供电,南北两区成两环互联。环网单元采用箱式变电站,一进五出。为了限制短路容量,简化继电保护,小区两个环形供电系统采用开环运行方式。环网柜为单电源单母线,供电环网起止于母线上。 环网在运行中,通常在某点用负荷开关断开网络形成两个独立的链状树干式供电系统,此断开点称开环点。开环点分为正常开环点和故障开环点。开环点的设置能保证单电源网络两端断路器不会同时断开(提高供电的可靠性)。双电源网络,因两路电源电压的数值和相位不可能完全一致,闭环运行将引起环流,增加供电线路能耗,故环网供电系统一般都是开环运行。选择开环点应使断口两端电压
5、的数值和相位相差最小。具体实现此原则最通常的方法是:首先假设环网为闭环运行,通过计算找出由两端电源供电的变电所,求出功率分界点的位置,此功率分界点即为环网的正常开环点。如果出现有功功率与无功功率分界点不一致时,多因在高压线路中的电压损耗主要是由无功功率所引起,故此时应选择无功功率分界点作为正常开环点。1.2 供配电技术的发展随着市场经济的发展,国家在城乡电网建设和改造中,要求高压直接进入负荷中心,形成高压受电变压器降压低压配电的供电格局,所以供配电要向节地、节电、紧凑型、小型化、无人值守的方向发展,箱式变电站(简称箱变)正是具有这些特点的最佳产品,因而在城乡电网中得到广泛应用。其次随着社会发展
6、和城市化进程的加快,负荷密度越来越高,城市用地越来越紧张,城市配电网逐步由架空向电缆过渡,架杆方式安装的配电变压器越来越不适应人们的要求。因此,预装式变电站成为主要的配电设备之一。再次人们对供电质量尤其是供电的可靠性要求越来越高,而采用高压环网或双电源供电、低压网自动投切等先进技术的预装式变电站成为首选的配电设备。与此同时,由于信息化、网络化和智能化住宅小区发展,因此不仅要求箱变安全可靠,同时要求具有“四遥”(遥测、遥讯、遥调、遥控)的智能化功能。这种智能箱式变电站(简称智能箱变)环网供电时,在特定自主软件配合下,能完成故障区段自动定位、故障切除、负荷转带、网络重构等功能,从而保证在一分钟左右
7、恢复送电。1.3 箱式变电站的类型、结构与技术特点 1.3.1 箱式变电站的类型箱式变电站有美式箱式变电站和欧式箱式变电站。美式预装式变电站在我国叫做“预装式变电站”或“美式箱变 ”,一区别欧式预装式变电站。它将变压器器身、高压负荷开关、熔断器及高低连线置于一个共同的封闭油箱内,构成一体式布置。用变压器油作为带电部分相间及对地的绝缘介质。同时,安装有齐全的运行检视仪器仪表,如压力计,压力释放阀,油位计,油温表等。欧式预装式变电站以前在我国习惯称为“组合式变电站”,它是将高压开关设备、配电变压器和低压配电装置布置在三个不同的隔室内,通过电缆或母线来实现电气连接。1.3.2 箱式变电站的结构 美式
8、预装式变电站的结构型式大致有三种:(1)变压器和负荷开关、熔断器共用一个油箱;(2)变压器和负荷开关、熔断器分别装在上下两个不同的油箱内;(3)变压器和负荷开关、熔断器分别装在左右两个不同的油箱内。其中(1)型为美式箱变的原结构,它的特点是结构紧缩、简洁、体积小、重量轻。(2)型和(3)型为(1)的变形。这种变型的理论根据是:开关操作和熔断器的动作造成的游离碳会影响整个箱变的寿命。由于采用普通油和难燃油作为绝燃介质,使之既可用于户外,又可用于户内,适用于住宅小区、共矿企业及各种公共场所,如机场、车站、码头、港口、高速公路、地铁等。欧式预装式变电站的总体结构包括三个主要部分:高压开关柜、变压器及
9、低压配套装置,其总体结构主要有两种形式:一种为组合式;另一种为一体式。组合式布置是高压开关设备、变压器和低压配电装置三部分个为一室,即由高压室、变压器室和低压室三个隔室组成,可按“目字型”或“品字型”布置,如图1-1所示。“目字型”布置与“品字型”布置相比,“目字型”接线较为方便,故大多采用“目字型”布置。但“品字型”布置结构较为紧凑,特别是当变压器室排布多台变压器时,“品字型”布置较为有利。TMHVTM HVTMLV LV HV LVHV TMHVLVHVTMZL LV TM LVLV (a)目字型布置 (b)品字型布置图1-1 欧式预装式变电站的整体布置形式Fig.1-1 continen
10、tal prefabricated substation overall layout of the formHV高压室;LV低压室;TM变压器室;ZL操作走廊HV- hyperbaric chamber;LV- low-pressure chamber;TM- transformer room;ZL- corridor operation ;1.3.3 箱式变电站的技术特点箱式变电站的高压室一般是由高压负荷开关、高压熔断器和避雷器等组成的,可以进行停送电操作并且有过负荷和短路保护。低压室由低压空气开关、电流互感器、电流表、电压表等组成的。变压器一般采用 S9 或干式的等。箱式变中的电器设备元
11、件,均选用定型产品,元器件的技术性能均满足相应的标准要求。为了可靠实现五防要求,各电器元件之间采用了机械联锁,各电器元件都安装在有足够强度和刚度的结构上,以便于导线的连接。操作采用电动方式,不需另配电源,由 TV 引出即可。另外箱式变还都具有电能检测、显示、计量的功能,并能实现相应的保护功能,还设有专用的接地导件,并有明显的接地标志。此外为适应户外工作环境,箱式变电站的壳顶一般都采用隔层结构,内装有隔热材料,箱体底部和各室之间都有冷却进出风口,采用自然风冷和自动控制的强迫风冷等多种形式,以保证电气设备的正常散热,具有防雨、防尘、防止小动物进入等措施。目前,国内生产的箱式变的电压等级:高压侧为
12、3 35kV、低压侧为 0.4 10kV 。变压器的容量:当额定电压比为35/10 、6 、0.4 kV 时可从几百kVA上万kVA、当额定电压比为 10、6/0.4 kV 时可从几十kVA几千kVA。箱式变电站有如下特点:(1)技术先进安全可靠箱体部分采用目前国内领先技术及工艺,外壳一般采用镀铝锌钢板,框架采用标准集装箱材料及制作工艺,有良好的防腐性能,保证20年不锈蚀,内封板采用铝合金扣板,夹层采用防火保温材料,箱体内安装空调及除湿装置,设备运行不受自然气候环境及外界污染影响,可保证在4040的恶劣环境下正常运行。箱体内一次设备采用单元真空开关柜、干式变压器、干式互感器、真空断路器(弹簧操
13、作机构)等国内技术领先设备,产品无裸露带电部分,为全绝缘结构,完全能达到零触电事故,全站可实现无油化运行,安全性高,二次采用微机综合自动化系统,可实现无人值守。(2)自动化程度高全站智能化设计,保护系统采用变电所微机综合自动化装置,分散安装,可实现四遥,即遥测、遥信、遥控、遥调,每个单元均具有独立运行功能,继电保护功能齐全,可对运行参数进行远方设置,对箱体内湿度、温度进行控制,满足无人值班的要求。(3)工厂预制化设计时,只要设计人员根据变电站的实际要求,作出一次主接线图和箱外设备的设计,就可以选择由厂家提供的箱变规格和型号,所有设备在工厂一次安装、调试合格,真正实现变电所建设工厂化,缩短了设计
14、制造周期;现场安装仅需箱体定位、箱体间电缆联络、出线电缆连接、保护定值校验、传动试验及其它需调试的工作,整个变电站从安装到投运大约只需58天的时间,大大缩短了建设工期。(4)组合方式灵活箱式变电站由于结构比较紧凑,每个箱体均构成一个独立系统,这就使得组合方式灵活多变,我们可以全部采用箱式,即35kV及10kV设备全部箱内安装,组成全箱式变电所;也可以采用35kV设备室外安装,10kV设备及控保系统箱内安装,这种组合方式,特别适用于农网改造中的旧所改造,即原有35kV设备不动,仅安装一个10kV开关箱即可达到无人值守的要求。(5)投资省、见效快箱式变电站(35kV设备户外布置,10kV设备箱内安
15、装)较同规模综自变电站(35kV设备户外布置,10kV设备布置于户内高压开关室及中控室)减少投资4050。1.3.4 箱式变电站与常规变电站的对比分析箱式变电站(在IEC及欧洲称为高压/低压预装式变电站)是一种集成化程度高,工厂预安装、节能、节地的发展中设备与常规变电站相比,占地为1/20,工期为1/7,投资为1/2。在国外应用极度为广泛,在西欧占变电站总数的70%以上,美国为90%。在我国应用为10%,是一种方兴未艾的装备。三种类型的箱式变电站的特点如下:(1)中国式:从欧洲式派生而来,结合中国用户需要改进而成,但是符合中国电力部门各种法规标准要求,可铅封电能计量箱,无功补偿,一应俱全;(2
16、)美国式:特点是变压器保持户外设备本质,散热好,结构紧凑,但是在我国10kV电网系中性不接地系统,因此一相熔丝熔断时不能跳开三相负荷开关,造成非全相运行,危及变压器及用电设备,并且不易实现配电自动化;(3)欧洲式:特点是防护性好,多了一个外壳,变压器散热不易,要降低容量运行。预装式变电站是输变电设备发展方向,由前所述,我国应用仅10%左右,而国外已达到的70-90%,所以预装式变电站其社会效益显著,市场前景广阔。2 箱式变电站箱体的确定2.1 箱体结构的确定箱式变电站按结构主要有美式箱变和欧式箱变。欧式箱变造价低而美式箱变体积小,约为同容量欧式箱变的1/31/5。常规土建变电站占地面积最大,欧
17、式箱变次之,美式箱变常规土建变电站建造周期最长,欧式箱变次之。综合考虑一般35kV箱式变电站的箱体选择欧式箱变。2.2 合理配置根据实际情况可以采用不同的箱变配置方案,一般将主变压器和电容器等充油设备,放置在箱体外,设置两个箱体,一个35kV箱体,一个10kV箱体,其中一个箱体预留保护装置的位置。考虑节省资金,也可以将35kV断路器等设备放于户外,只设置10kV箱体。箱体的底座和骨架一般采用槽钢和角钢焊接而成,顶盖和四壁采用金属板内衬阻燃材料压制而成,能起到隔热的作用。根据当地实际情况,可在订货时对主体结构提出相应的要求。我县地处盐碱地带,对设备的抗腐蚀性能要求较高,因此除主体框架采取了防腐工
18、艺加工外,箱体的整体外层衬板采用了0.5mm厚的不锈钢板。维护走廊是箱变正常运行和检修中的重要环节,箱变的一个缺陷就是空间狭小,厂家从成本和设备紧凑性考虑,维护走廊一般都尽量压缩。在选型时应该将维护走廊作为一项指标来考虑,不然会给将来的运行和维护,造成很大麻烦。箱体的密封和防尘是一个重要方面,特别是保护装置对防尘等指标要求较高,应引起重视。箱体的底板下面,一般作为电缆室,在考虑箱体基础的设计时,应顾及到电缆的安装和维护方便,应考虑人员出入、通风以及照明等方面的要求。3 负荷统计与计算3.1 基本概念负荷指的是导线、电缆和电气设备(变压器,断路器等)中通过的功率和电流。该负荷不是恒定值,是随时间
19、而变化的变动值。因为用电设备并不同时运行,即使同时运行,也并不是都能同时达到额定容量。另外,各用电设备的工作制也各有不同,有长期、短时、重复短时之分。在设计时,如果简单地把各用电设备的容量加起来作为选择导线、电缆截面和电气设备容量的依据,结果并不科学。要么过大,使设备欠载,不经济;要么过小,出现过载运行,导致过热绝缘损坏、线损增加,影响导线、电缆或电气设备的安全运行,严重时,会造成火灾事故。为避免这种情况的发生,设计时采用一个假定负荷即计算负荷来表征系统的总负荷应。用计算负荷来选择导线、电缆截面和电气设备比较接近实际,因为计算负荷的热效应与变动负荷的热效应是相等的。计算负荷也称需要负荷或最大负
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