宿舍樓10kV配電工程設(shè)計

國家新聞出版廣電總局723臺 李弘強

我單位新建一棟四層集體宿舍樓，宿舍樓用電設(shè)計從本單位35kv電站引一路10kv電源到10kv變電站，經(jīng)變電站降壓為380v/220v送到各樓層，現(xiàn)做一下10kv配電工程的設(shè)計。變電站建筑為蓋樓時已設(shè)計好的配套設(shè)施，土建已完成，所以設(shè)計的主要內(nèi)容為10kv變電站的的進線電纜、高壓開關(guān)柜、變壓器、低壓開關(guān)柜、低壓電纜、防雷措施和功率補償?shù)取Ｋ奚針敲繉?6個房間，每個房間的大功率電器主要是空調(diào)和熱水器，再加上其他電器和照明最大用電量為3kw，四層所有房間用電量合計3x16x4=192kw。樓內(nèi)配套設(shè)施用電為：樓道照明、消防報警、監(jiān)控裝置及其他附屬設(shè)施，總之整棟樓的用電量大約200kw，所有用電負荷為三級負荷。樓道安裝應急逃生指示和應急燈，當出現(xiàn)火災和斷電時進行指示和照明。

10kv變電站距離35kv電站800米，高壓母線的選擇有兩種：架空線路和電纜線路，架空線路具有投資省、施工維護方便、易于發(fā)現(xiàn)和排除故障、受地形影響小等優(yōu)點；而電纜線路具有運行可靠、不易受外界影響、美觀等優(yōu)點。電力線路的選擇，必須滿足用電設(shè)備對供電安全可靠和電能質(zhì)量的要求，盡量節(jié)省投資，降低年運行費，布局合理，維修方便。綜上所述和考慮到以后的擴容最終選擇了單母線鎧裝地埋電纜，型號為YJV22-8.7/10KV 3×50。高壓電纜應進行耐壓試驗，絕緣電阻不應小于10兆歐姆。埋電纜應按規(guī)定埋設(shè)標志樁。電纜線路的長度不超制造長度時，應使用整條電纜，盡量避免接頭，如有電纜中間接頭，應設(shè)在電纜溝或隧道人孔、手孔處，并做明顯標志，中間接頭還應采用防爆鋼保護盒保護。電纜溝及隧道中敷設(shè)的電纜應在引出端、終端及中間接頭和走向有變化處掛標示牌，注明電纜規(guī)格、型號、回路號、用途及電纜路由。電纜頭施工完畢，應進行耐壓或搖測試驗，金屬外殼應可靠接地。

高壓電纜穿墻經(jīng)過室內(nèi)電纜溝接到高壓開關(guān)柜，高壓開關(guān)柜由柜體和斷路器兩大部分組成，柜體由殼體、電器元件(包括絕緣件)、各種機構(gòu)、二次端子及連線等組成。綜合各種型號、功能、造價等，最終選擇了XGN2-10型箱式開關(guān)柜。本開關(guān)柜符合國家GB3960《3-35kv交流金屬封閉開關(guān)設(shè)備》及國際標準IEC298的要求，并具有一套完善的性能可靠、功能齊全、結(jié)構(gòu)簡單、操作方便的機械式防誤閉鎖裝置，簡便而有效的達到兩部提出的“五防”閉鎖功能。開關(guān)柜的主開關(guān)采用SN10-10型系列少油斷路器及ZN28A-10型系列真空斷路器，斷路器配用CD10系列電磁動機構(gòu)或CT8彈簧操作機構(gòu)；真空斷路器也可配用CD17系列電磁操動機構(gòu)，隔離開關(guān)采用GN30-10旋轉(zhuǎn)式隔離開關(guān)系列產(chǎn)品。

高壓開關(guān)柜出線端子通過電纜接到10kv/380v變壓器上，在變壓器的的選擇上要充分考慮到損耗和容量。近年來，國家新開發(fā)的新型節(jié)能型變壓器有S8和S9及S11三大類。從性價比來考慮，新建或改造變壓器時，一般應選擇使用S9型低損耗變壓器。變壓器容量的選擇是根據(jù)計算負荷定的，單位KW；計算負荷/0.9得出計算容量KVA；計算容量/0.85得出變壓器容量配置，變壓器容量選擇大于等于容量配置(0.9為功率因數(shù)，0.85為變壓器負載率)，最終選擇了S9—250/10油浸式變壓器。將變壓器安裝在封閉的變壓器隔室內(nèi)。為防日照輻射使室溫升高，采用四周壁添加隔熱材料、雙層夾板結(jié)構(gòu)，頂蓋設(shè)計成帶空氣墊或隔熱材料的氣樓結(jié)構(gòu)，內(nèi)設(shè)通風道，裝有人工強迫排氣通風裝置(軸流風機或幅面風機)，裝置的開啟和停止，由變壓器室的溫度人工控制，其溫度的整定值按允許溫度的80%～90%設(shè)定；室內(nèi)正常溫度下，靠自然通風來散熱。為防止灰塵對絕緣的影響，在變壓器連接處加上絕緣防護罩。室內(nèi)溫度不正常的情況下采用機械強迫通風，以變壓器油溫不超過95℃作為開啟標準。

低壓開關(guān)柜的位置已經(jīng)預先設(shè)定，它和變壓器次級通過鋁排母線橋連接。綜合考慮占地面積以及運行后檢修和處理故障方便選定GCK型低壓抽出式開關(guān)柜。GCK低壓抽出式開關(guān)柜由動力配電中心(PC)柜和電動機控制中心(MCC)兩部分組成。該開關(guān)柜適用于工礦企業(yè)，高層民用建筑，交流50HZ，電壓380V，三相三線或三相四線制系統(tǒng)中，作為低壓配電系統(tǒng)的受電、饋電或電動機專用。本產(chǎn)品符合IEC439國際標準，美國電氣制造商協(xié)會NEMA標準及BK36001-89國家專業(yè)標準。GCK型開關(guān)柜為全拼裝式組合結(jié)構(gòu)，柜架所有結(jié)構(gòu)均以螺釘緊固連接而咸，避免了焊接變形和應力，提高了精度，標準化程度高。且具有分斷能力高、動熱穩(wěn)定性好、結(jié)構(gòu)先進合理、電氣方案靈活、系列性、通用性強、各種方案單元任意組合、一臺柜體，所容納的回路數(shù)較多、節(jié)省占地面積、防護等級高、安全可靠、維修方便等優(yōu)點。

在低壓開關(guān)柜選用四組抽屜開關(guān)分別引四路低壓電纜到宿舍樓各樓層配電箱。每層樓16個房間和附屬設(shè)備按功率大致平均分成三組接到配電箱的的三相火線和零線分出的各個空開上，每個空開對應一個房間或一組附屬設(shè)備，使得每路輸出電壓為220V，每一個房間和附屬設(shè)備一旦過流，空開自動跳起到保護和隔離作用。低壓電纜采用四芯銅質(zhì)電纜，銅芯電纜的截面積越大，載流量隨之減少，通常銅芯電纜安全截流量是每mm25-8A。每層樓的負荷功率大約為50Kw，三相火線每一相上的電流為75A左右，所以選擇16平方毫米的電纜。

變電站的防雷措施：

①雷擊的來源。一是雷直擊于變電所的設(shè)備上；二是架空線路的雷電感應過電壓和直擊雷過電壓形成的雷電波沿線路侵入變電所。

②變電所對于直擊雷的保護一般采取裝設(shè)避雷針或采用沿變電所進線段一定距離內(nèi)架設(shè)避雷線的方法解決。

③架空線路的雷電感應過電壓和直擊雷過電壓形成的雷電波沿線路侵入變電所，是導致變電所雷害的主要原因，若不采取防雷措施，勢必造成變電所電氣設(shè)備絕緣損壞，引發(fā)事故。在變電所內(nèi)裝設(shè)避雷器的目的在于限制入侵雷電波的幅值，使電氣設(shè)備的過電壓不致于超過其沖擊耐壓值，而變電所的進線段上裝設(shè)保護段的主要目的，在于限制流經(jīng)避雷器的雷電流幅值及入侵雷電波的陡度。功率補償采用在低壓開關(guān)柜總開關(guān)出線的母線鋁排加裝型號為JKWF無功功率自動補償器。JKWF系列無功功率自動補償控制器，以高速高性能的微處理器為核心器件同時取樣三相電壓三相電流信號，并提供6種分補+共補補償方案，12種投切編碼方案，用戶可通過修改控制參數(shù)任意選擇，控制參數(shù)一經(jīng)修改永久保存，掉電不丟失，采用基波功率數(shù)和基波無功功率復合控制電容器組電力系統(tǒng)無功補償?shù)淖詣涌刂啤?/p>

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