本次课程设计的课题是住宅小区供电系统的设计，根据设计的基本要求，运用所学的相关知识，查阅相关的资料，进行供电系统的初步设计。本次设计的基本流程是：进行负荷计算，根据负荷计算结果进行变压器的选择并确定供电方案，之后依次进行短路电流的计算，高、低压电器设备的选择和校验，继电保护，防雷与接地保护，电测量仪表设计等，在这一框架下，按照国家的标准，结合小区实际情况完成设计。本次设计考虑到了供电系统的安全、可靠、灵活、经济四项基本要求，在选择供电方案和电器设备时，优先选择低能耗并且满足设计要求的方案和设备，除此以外，还考虑到了小区未来的负荷发展情况，做到了远、近期结合，留有扩建的可能性。
关键词：负荷统计；变压器选择；短路计算；继电保护；备用电源
1 引言 (1)
2 负荷计算 (2)
2.1 供电负荷的分析 (2)
2.2 供电负荷的计算 (3)
3 供电方案的确定 (5)
3.1 主接线方案原则 (5)
3.2 主接线方案设计 (5)
3.3 低压部分配电系统 (6)
4.1 变压器台数的选择 (8)
4.2 变压器容量的选择 (8)
4.3 变压器型号的选择 (8)
4.4 线路的选择 (9)
5 短路计算 (11)
5.1 短路故障的形式 (11)
5.2 短路电流的计算 (11)
6 高、低压设备的选择 (14)
6.1 设备选择的基本原则 (14)
6.2 高压设备的选择 (15)
6.3 低压设备的选择 (16)
7 继电保护 (19)
7.1 继电保护的意义及设置原则 (19)
7.2 变压器的继电保护 (19)
8 变电所防雷与接地 (22)
8.1变电所防雷保护的设计： (22)
8.2 变电所接地保护的设计： (22)
结论 (24)
致谢 (25)
参考文献 (26)
附录 (27)
1 引言
研究意义：近几年来我国社会发展迅速，人民的生活水平有了很大提高，对居住环境的方便、安全、环保、舒适等方面提出了更高的要求。这使得住宅小区的供电系统要适应小区的用电负荷及小区的规划，从多方面考虑，设计出最合理的供电方案，以使供电系统的运行更加经济、灵活、安全、可靠。
发展现状：步入21世纪后，我国城市化正处于又一新的发展阶段，城市地区的住宅建筑林立，建筑标准越来越现代化，不同种类的小区对用电负荷的要求也不尽相同，但总体的趋势是用电负荷有较大增高，在夏冬季节或用电高峰时段时，用电负荷有较大的波动，造成供电的不稳定或是停电时有发生，为居民用电带来了诸多不便，因此要求小区供电系统要具备更高的可靠性与安全性。随着城市化进程的逐年加快，城市用地更加紧张、用电负荷更加集中，城市的电力电网也逐步由架空向电缆过渡，老旧的配电方案以及变压器、配电室等电力设备在安全性、经济性、环保性等方面都难以满足时下的住宅用电负荷要求，由此对于小区的供电方案也有了新的要求。
发展趋势：将来的供配电系统主要发展方向为小型化、节能化及更加自动化。目前对于供电系统的供电可靠性尚感不足，对于某些重要设备如消防设施、生活水泵、生活电梯的供电可靠性还有待提高。另外，低压配电部分的安全性也需要更多的重视。
小区供电设计要考虑下列基本要求：
(1）安全性需要达到相关技术规范与国家标准，且能够保证人身和设备的安全。
(2)可靠性需要满足小区正常用电的电力负荷。
(3)灵活性需要适用于多种运行方式，以便于电气设备的维修及切换，并适当考虑未来的负荷发展情况。
(4)经济性在符合上述要求的前提下，尽可能简化设计方案，降低投资及设备运行、维修的费用，并减少线路有色金属的消耗和电能的节约。
2 负荷计算
2.1 供电负荷的分析
近年来我国的经济建设步入快车道，居民的生活水品不断提高，越来越多的高能耗电器走进我们的生活，普通家庭的用电需求不断上涨，例如：空调、电炊具、电热水器等，很多家庭装有多个空调、彩电、冰箱，而且呈现出强劲的增长态势，根据以上现状《湖南省住宅设计标准》做出如下规定，一般而言高层的计算负荷可参考每户6~8kW标准，小高层及多层可参考每户4~6kW，除上述方法外还可参考502
W的建筑面积标准，本次设计是针对普通住宅小区的设计，/m
根据以上标准，计算负荷取值6kW每户。
本次设计共有两个院，每栋高6层，则每单元为12户，一号院为1~14栋，每两栋设置一个户外配电箱，共计7个配电箱；二号院为15~26栋，每两栋设置一个户外配电箱，共计6个配电箱。每两个配电箱设置一个配电屏，共计7个配电屏。由配电屏引出线路通向配电箱，再由配电箱引出线路通向楼栋单元，之后各单元在引出线路到各户。
表1 负荷的初步划分
2.2 供电负荷的计算
负荷计算公式： 有功计算负荷
e d P K P =30
无功计算负荷
ϕtan 3030P Q =
视在计算负荷
ϕ
cos 30
30P S =
计算电流
n
U S I 33030=
查阅资料得知：住宅用电负荷需要系数12户时d K 取值0.6；d K 在25~100户时d K 取值0.45；100~200户时d K 取值0.35；大于260户时d K 取值0.3；生活用电功率因数取值85.0cos =ϕ，则62.0tan =ϕ （1）小区总的负荷计算
kW P e 66246)540564(=⨯+= kW P K P e d 2.198766273.030=⨯==
kVA P S 8.233785.02
.1987cos 3030===
ϕ （2）单元的负荷计算
kW P e 726112=⨯⨯=
kW P K P e d 2.43726.030=⨯==
kVA P S 8.5085
.02
.43cos 3030===
ϕ A U S I n
3.734
.038.5033030=⨯=
=
（3）配电箱的负荷计算：
① 1#、2#、3#、5#、6#、8#配电箱单元数相同，负荷相同
kW P e 5046)43(12=⨯+⨯=
kW P K P e d 8.22650445.030=⨯== var 3.14062.08.226tan 3030k P Q =⨯==ϕ
kVA P S 8.26685
.08
.226cos 3030===
ϕ
