宿迁泽达学院 供配电系统设计.docx
《宿迁泽达学院 供配电系统设计.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《宿迁泽达学院 供配电系统设计.docx（36页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
宿迁泽达学院供配电系统设计
第7章供配电系统设计
此设计仅供参考
本章结合供配电的规范、标准与实际供配电工程，详细介绍了供配电系统设计的内容、
深度、步骤等；通过变电所设计过程的介绍使学生更好地理解前几章的内容，巩固学到的
知识，为今后进行供配电设计铺平了道路。
7.1供配电系统设计内容
供配电系统是电力网的一个组成部分，为电力用户提供服务。
一个供配电系统能否安
全、可靠地运行，能否提供合乎质量要求的电能，能否产生良好的经济效益，设计是关键。
供配电网络主要包括：
供电局变电所，输（供电）电线路，用户内部变、配电所，高低
压配电线路等。
供配电设计电气部分的内容按设计的过程分一般包括：
（1）负荷预测及负荷计算；
（2）电力平衡及变配电所位置、容量的确定；
（3）变配电所主接线的选择；
（4）供配电网络接线形式的确定；
（5）供配电网络一次接线方案的技术论证及经济比较；
（6）短路计算、设备的选择和校验；
（7）网络潮流计算和电压计算；
（8）供配电系统继电保护的设计与整定；
（9）安全自动装置的设置。
供配电设计电气部分按设计的项目分主要有：
1.输电、配电线路设计
包括供电电源线路设计和到用户的配电线路设计。
其设计内容应包括：
线路形式的确
定（架空线路还是电缆线路等），线路路径及导线截面、型号和结构形式的选择；如果是架
空线路，要确定杆位，选择杆塔与绝缘子、金具，进行架空线路的防雷接地设计等；如果
是电缆线路，还要进行敷设方式，电缆附件，电缆终端和接头，电缆支架，电缆过电压保
护等的设计。
2.变配电所设计
变配电所的设计内容包括：
变（配）电所所址的选择，变（配）电所主接线方案的选择，变
电所变压器台数和容量、形式的确定，配电装置的选择校验及布置，所用电源和操作电源
设计，变（配）电所所内区的电缆选择与敷设，并联电容器装置设计，远动和通信设计，二
次接线方案的确定，继电保护和自动装置的选择与整定，过电压保护与接地装置设计，以
及变（配）电所电气照明的设计等。
3.电照明设计
包括室外照明系统设计和室内照明系统设计。
其设计内容应包括：
照明光源选择，照
明灯具及其附属装置选择，灯具布置和照度计算，照明质量控制，照明配电系统设计、导
线选择，照明控制和设备选择等。
4.动力（电力）设计
动力设计又称电力设计，包括确定电源引入方向，电压等级和种类，保证供电的措施；
确定动力配电系统形式，控制设备的选择；导线选择及线路敷设方式；配电设备的安装布
置；确定接地系统、防止触电的安全措施等。
5.自动控制自动调节设计
控制，连锁系统及信号装置的设计，控制原则，仪表和控制设备的选型等。
6.防雷接地设计
由防雷等级确定防直接雷击、防电磁感应、防侧击雷、防雷电渡侵入和等电位的措施。
确定引下线的类型、防雷接地阻值，确定接地装置的形式等。
7.2供配电系统设计程序和要求
供配电系统的设计一般可按设计的前期准备工作：
方案设计（评估）；以及设计阶段的：
初步设计和施工图设计3个阶段实施。
对于简单的系统（比如小型民用工程），经许可后可
在方案设计审批后直接进行施工图设计。
各阶段设计文件编制的深度应满足下列条件：
（1）方案设计文件，应满足编制初步设计文件的需要；
（2）初步设计文件，应满足编制施工图设计文件的需要；
（3）施工图设计文件，应满足设备材料采购、非标准设备制作和施工的需要。
7.3电气设计内容的深度
7.3.1方案设计（评估）
供配电系统设计首先要根据原始资料粗略地勾勒出大的框架，以作为可行性研究，经
济、技术论证，方案比较，项目审批的依据。
其涉及的内容包括：
本次设计的设计范围；
总负荷的初步估算和预测；1、2、3级负荷的确定；供电电源的回路数、容量、电压等级；
变、配电所的位置、数量、容量等。
方案设计阶段的设计文件应包括设计说明、投资估算和必要的设计图样。
7.3.2初步设计
初步设计阶段，设计文件应包括设计说明书、设计图样、主要电气设备清册、（工程概
算）、计算书（供内部使用及存档）。
1.设计说明书的内容
1）设计依据
设计采用的主要标准及法规；有关职能部门（供电部门、消防部门、通信部门、公安部
门等）认定的工程设计资料，相关专业提供的本专业工程设计资料等。
2）设计范围
本工程拟设置的电气系统；根据设计任务书和有关设计资料说明本设计的内容。
3）变、配电系统
负荷等级、负荷容量；供电电压等级，电源数量及回___________路数，电源引入方式、引入方向，
近远期发展规划；备用电源和应急电源方案，容量确定；高、低压供电系统接线形式及运
行方式；变、配电所的位置、数量、容量及形式（户内、户外或混合）继电保护装置的设置；
电能计量装置及方式；（高供高计或高供低计，专用柜或非专用柜等）；功率因数补偿方式；
操作电源和信号：
说明高压设备操作电源和运行信号装置配置情况；高、低压进出线路的
型号及敷设方式。
4）动力配电系统
电源由何处引来、电压等级、配电方式；对重要负荷和特别重要负荷及其他负荷的供
电措施；选用导线、电缆。
母干线的材质和型号，敷设方式；开关，插座，配电箱、控制
箱等配电设备选型及安装方式；电动机起动及控制方式的选择。
5）照明系统
照明种类及照度标准；光源及灯具的选择、照明灯具的安装及控制方式；室外照明的
种类、电压等级、光源选择及其控制方法等；照明线路的选择及敷设方式。
6）建筑物防雷
确定防雷类别；防直接雷击、防侧击雷、防雷击电磁脉冲、防高电位侵入的措施；当
利用建（构）筑物混凝土内钢筋做接闪器、引下线、接地装置时，应说明采取的措施和要求。
7）接地及安全
本工程各系统要求接地的种类及接地电阻要求；总等电位、局部等电位的设置要求；接
地装置要求，当接地装置需作特殊处理时应说明采取的措施、方法等；安全接地及特殊接
地的措施。
8）其他说明内容
热工检测及自动调节系统；火灾自动报警系统；通信系统；有线、闭路电视系统；有
线广播、扩音和同声传译系统；公共显示系统；时钟系统；安全技术防范系统；综合布线
系统；信息网络交换系统等。
2.设计图样的内容
1）电气总平面图（仅有单体设计时，可无此项内容）
标示建（构）筑物名称、容量，高、低压线路及其他系统线路走向，回路编号，导线及电缆型号规格，架空线杆位，路灯、庭园灯的杆位，重复接地点等；变、配电站位置、编号和变压器容量；比例、指北针。
2）变、配电系统
包括高、低压供电系统图，应注明开关柜编号，型号及回路编号、一次回路设备型号、
设备容量、计算电流、补偿容量、导体型号规格、用户名称、二次回路方案编号。
平面布
置图，应包括高、低压开关柜、变压器、母干线、发电机、控制屏、直流电源及信号屏等
设备平面布置和主要尺寸；图样应有比例，标示房间层高、地沟位置，标高（相对标高）。
3）配电系统
一般只绘制内部作业草图，不对外出图，包括主要干线平面布置图，竖向干线系统图（包
括配电及照明干线、变配电站的配出回路及回路编号）。
4）照明系统
对于特殊建筑，如大型体育场馆、大型影剧院等，有条件时应绘制照明平面图。
该平
面图应包括灯位、灯具规格，配电箱（或控制箱）位，不需连线。
5）防雷系统、接地系统
一般不出图样，特殊工程只出顶视平面图，接地平面图。
6）其他图样
各系统所属系统图；各控制室设备平面布置图（若在相应系统图中说明清楚时，可不出
此图）；热工检测及自动调节原理系统图；控制室设备平面布置图；火灾自动报警系统图；
消防控制室设备布置平面图；电话系统图；电话站房设备布置图等。
3.主要设备表
注明设备名称、型号、规格、单位及数量。
4.设计计算书（供内部使用及存档）内容
（1）用电设备负荷计算；
（2）变压器选型计算；
（3）电缆选型计算；
（4）系统短路电流计算；
（5）防雷类别计算及避雷针保护范围计算。
各系统计算结果尚应标示在设计说明或相应图样中。
因条件不具备不能进行计算的内
容，应在初步设计中说明，并应在施工图设计时补算。
5.概算
设计概算是初步设计文件的重要组成部分。
设计概算文件必须完整的反映工程项目初
步设计的内容，严格执行国家有关的方针、政策和制度，实事求是地根据工程所在地的建
设条件（包括自然条件、施工条件等影响造价的各种因素），按有关的依据性资料进行编制。
设计概算文件分为3种：
单位工程概算书；单项工程综合概算书；建设项目总概算书。
（1）单位工程概算书是计算一个独立建筑物或构筑物（即单项工程）中每个专业工程所
需工程费用的文件，分为建筑工程概算书和设备及安装工程概算书。
单位工程概算文件应包括：
建筑（安装）工程直接费计算表，建筑（安装）工程人工、材料、
机械台班价差表和建筑（安装）工程费用构成表。
（2）单项工程综合概算书是计算一个单项工程（独立建筑物或构筑物）所需建设费用的
综合性文件。
综合概算书由单项工程内各个专业的单位工程概算书汇总编制而成。
综合概算文件应包括：
编制说明、综合概算表以及有关专业的单位工程概算书。
（3）建设项目总概算书由建设项目内各个单项工程的综合概算书和其他费用概算表汇
总编制而成。
总概算文件应包括：
编制说明、总概算表、各单项工程综合概算书、工程建设其他费
用概算表和主要建筑安装材料汇总表。
独立装订成册的总概算文件宜加封面、签署页（扉页）
和目录。
7.3.3施工图设计
在施工图设计阶段，电气专业设计文件应包括图纸目录、施工设计说明、设计图纸主
要设备表、计算书（供内部使用及存档）、工程预算。
图纸目录要先列新绘制图纸，后列重
复使用图样。
1.施工设计说明
（1）工程设计概况：
应将经审批定案后的初步（或方案）设计说明书中的主要指标录入；
（2）各系统的施工要求和注意事项（包括布线、设备安装等）；
（3）设备定货要求（亦可附在相应图纸上）；
（4）防雷及接地保护等其他系统的有关内容（亦可附在相应图纸上）；
（5）本工程选用标准图图集编号、页号。
2.设计图纸主要包括：
（1）施工设计说明、补充图例符号和主要设备表可组成首页，当内容较多时，可分设
专页。
（2）电气总平面图（仅有单体设计时，可无此项内容）。
标注建（构）筑物名称或编号、层
数或标高、道路、地形等高线和用户的安装容量；标注变、配电站位置、编号；变压器台
数、容量、发电机台数、容量；室外配电箱的编号、型号；室外照明灯具的规格、型号、
容量；架空线路应标注：
线路规格及走向、回路编号、杆位编号、挡数、挡距、杆高，拉
线、重复接地、避雷器等；电缆线路应标注：
线路走向、回路编号、电缆型号及规格、敷
设方式、人（手）孔位置、比例、指北针；图中未表达清楚的内容可附图作统一说明。
（3）变、配电站。
①高、低压配电系统图（一次线路图）。
图中应标明母线的型号、规格；变压器、发电
机的型号、规格；标明开关、断路器，互感器、继电器，电工仪表（包括计量仪表）等的型
号、规格和整定值。
图下方表格标注：
开关柜编号、开关柜型号、回路编号，设备容量，计算电流、导体
型号及规格、敷设方法、用户名称以及二次原理图方案号，（当选用分格式开关柜时，可增
加小室高度或模数等相应栏目）。
②平、剖面图。
按比例绘制变压器、发电机、开关柜、控制柜、直流及信号柜、补偿
柜、支架、地沟、接地装置等平、剖面布置和安装尺寸等，当选用标准图时，应标注标准
图编号、页次；标注进出线回路编号、敷设安装方法，图纸应有比例。
③继电保护及信号原理图。
继电保护及信号二次原理方案，应选用标准图或通用图，
当需要对所选用标准图或通用图进行修改时，只需绘制修改部分并说明修改要求。
控制柜、
直流电源及信号柜、操作电源均应选用企业标准产品，图中标示相关产品型号、规格和
要求。
④竖向配电系统图。
以建（构）筑物为单位，从电源点开始至终端配电箱止，按设备所
处相应楼层绘制，应包括变、配电站变压器台数、容量、发电机台数、容量、各处终端配
电箱编号、自电源点引出回路编号（与系统图一致）以及接地干线规格。
⑤相应图纸说明。
图中表达不清楚的内容，可随图作相应说明。
（4）配电、照明。
①配电箱（或控制箱）系统图，应标注配电箱编号、型号，进线回路编号；标注各开关
（或熔断器）型号、规格、整定值；配出回路编号、导线型号规格，（对于单相负荷应标明相
别），对有控制要求的回路应提供控制原理图；对重要负荷供电回路宜标明用户名称。
上述
配电箱（或控制箱）系统内容在平面图上标注完整的，可不单独出配电箱（或控制箱）系统图。
②配电平面图应包括建筑门窗、墙体、轴线、主要尺寸、工艺设备编号及容量；布置
配电箱、控制箱，并注明编号、型号及规格；绘制线路始、终位置（包括控制线路），标注
回路规格、编号、敷设方式，图纸应有比例。
③照明平面图，应包括建筑门窗、墙体、轴线、主要尺寸、标注房间名称、绘制配电
箱、灯具、开关、插座、线路等平面布置，标明配电箱编号，干线、分支线回路编号、相
别、型号、规格、敷设方式等；凡需二次装修部位，其照明平面图随二次装修设计，但配
电或照明平面图上应相应标注预留的照明配电箱，并标注预留容量；图纸应有比例。
④图中表达不清楚的，可随图作相应说明。
（5）防雷、接地及安全。
①绘制建筑物顶层平面，应有主要轴线号、尺寸、标高，还应标注避雷针、避雷带、
引下线的位置。
注明材料型号规格、所涉及的标准图编号、页次，图纸应标注比例。
②绘制接地平面图（可与防雷顶层平面重合），绘制接地线、接地极、测试点、断接卡
等的平面位置，标明材料型号、规格、相对尺寸和涉及的标准图编号、页次，（当利用自然
接地装置时，可不出此图），图纸应标注比例。
③当利用建筑物（或构筑物）钢筋混凝土内的钢筋作为防雷接闪器、引下线、接地装置
时，应标注连接点、接地电阻测试点、预埋件位置及敷设方式，并注明所涉及的标准图编
号、页次。
④随图说明可包括：
防雷类别和采取的防雷措施（包括防侧击雷，防雷击电磁脉冲，
防高电位引入）；接地装置形式，接地极材料要求、敷设要求、接地电阻值要求；当利用桩
基、基础内钢筋作接地极时，应采取的措施。
⑤除防雷接地外的其他电气系统的工作或安全接地的要求（如：
电源接地形式，直流
接地，局部等电位、总等电位接地等），如果采用共用接地装置，应在接__________地平面图中叙述清
楚，交待不清楚的应绘制相应图纸（如：
局部等电位平面图等）。
（6）火灾自动报警系统。
①火灾自动报警及消防联动控制系统图、施工设计说明、报警及联动控制要求；
②各层平面图，应包括设备及器件布点、连线，线路型号，规格及敷设要求。
（7）其他系统。
①各系统的系统框图，必要的布置图、端子排接线图、配电系统图、管路系统图等；
②说明各设备定位安装、线路型号规格及敷设要求；
③配合系统承包方了解相应系统的情况及要求，审查系统承包方提供的深化设计
图纸。
3.主要设备表
注明主要设备名称、型号，规格、单位和数量。
4.计算书（供内部使用及归档）
施工图设计阶段的计算书，只补充初步设计阶段时应进行计算而未进行计算的部分，
修改因初步设计文件审查变更后，需重新进行计算的部分。
5.预算
1）依据下列材料编制预算
（1）国家有关工程建设和造价管理的法律、法规和方针政策；
（2）施工图设计项目一览表，各专业施工图设计的图纸和文字说明、工程地质勘察资
料；
（3）主管部门颁布的现行建筑工程和安装工程预算定额、材料与构配件预算价格、工
程费用定额和有关费用规定等文件；
（4）现行的有关设备原价及运杂费率；
（5）现行的其他费用定额、指标和价格；
（6）建设场地中的自然条件和施工条件。
2）编制方法和文件内容
（1）单位工程预算书。
建筑、安装工程费根据施工图设计，预算定额规定的项目划分，
依据工程量计算规则计算工程量，并按编制时期的人工、材料，机械台班预算价格和取费
标准进行计算。
设备购置费按各专业设备表所列出的设备型号、规格、数量（应按图核对）
和编制时期的设备预算价格进行计算。
单位工程预算文件的内容及其费用构成与单位工程
概算书相同。
（2）综合预算书。
单项工程综合预算书由有关专业的单位工程预算书汇编而成。
综合预
算文件的内容与综合概算书相同。
（3）总预算书。
建设项目总预算书由各单项工程综合预算书和其他费用概算表汇编而
成。
其他费用概算表若在施工图设计阶段有变动，应按实际情况调整后再编入。
总预算书
的文件内容和费用构成与总概算书相同。
（4）工程量清单。
工程量清单按照国家和各省（直辖市、自治区）主管部门颁布的工程量
清单编制规则以及合同要求的内容进行编制。
以上规定适用于民用（建筑）工程设计；对于一般工业（建筑）工程设计，设计文件编制深
度除应满足本规定适用的要求外，尚应符合有关行业标准的规定；如：
化工企业供电设计
技术规定，化肥厂电力设计技术规定，石油化工企业生产装置电力设计技术规范，铁路电
力设计规范等。
7.4供配电设计涉及的一些规范标准
供配电系统的设计、施工、验收依赖于国家以及各部委制定颁发的规范、标准。
现罗
列出一些与供配电设计相关的规范，以供学生课程设计、毕业设计时查找。
《GB50052—95供配电系统设计规范》，《SDJ161—1985（试行）电力系统设计技术规
程》，《GB50293—1999城市电力规划规范》，《GB50053－199410kV及以下变电所设计
规范》，《GB50059－199235～110kV变电所设计规范》，《SDJ2-1988220～500kV变电所
设计技术规程》，《DLT5103—19995kV～110kV无人值班变电所设计规程》；《GB50054
－1995低压配电设计规范》；《DL/T5056－1996变电所总布置设计技术规程》；《GB/T17468
－1998电力变压器选用导则》。
《GB50061—199766kV及以下架空电力线路设计规范》，《GBJ233—1990110～500kV
架空电力线路施工及验收规范》，《GBJ143—1990架空电力线路、变电所对电视差转台、
转播台无线电干扰防护间距标准》，《CECS31：
1991钢制电缆桥架工程设计规范》，《GB
50217—1994电力工程电缆设计规范》；《SDJ26－1989发电厂、变电所电缆选择与敷设
设计规程》；《DL/T601－1996架空绝缘配电线路设计技术规程》。
《GB50055—1993通用用电设备配电设计规范》，《GB50056－1993电热设备电力装
置设计规范》，《GB50060—19923～110kV高压配电装置设计规范》，《GB50058—1992
爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》，
《GB50034—2004建筑照明设计标准》，《CECS45∶1992地下建筑照明设计标准》，
《CJJ45—1991城市道路照明设计标准》。
《DL400—1991GB14285—1993继电保护和安全自动装置技术规程》，《GB50062
—1992电力装置的继电保护和自动装置设计规范》，《GBJ63－90电力装置的电测量仪表
装置设计规范》；《DL/T584－953～110kV电网继电保护装置运行整定规程》；《DL/T559
－1994220～500kV电网继电保护装置运行整定规程》。
《GB50054—1995低压配电设计规范》，《GB50194—1993建设工程施工现场供用
电安全规范》，《JGJ46—1988施工现场临时用电安全技术规范》；
《GB50227—1995并联电容器装置设计规范》，《CECS32∶1991并联电容器用串联
电抗器设计选择标准》，《CECSS33∶1991并联电容器装置的电压、容量系列选择标准》、
《DL/T840－2003高压并联电容器使用技术条件》等。
7.5变配电所设计
变配电所在供配电系统中处于中心地位，设计好变配电所是供配电系统设计的关键，
变电所设计要做到供电可靠、技术先进、经济合理、维护方便和保障人身安全。
变电所设
计应根据工程特点、规模和5年～10年发展规划，处理好近期建设和远期发展的关系，远
近结合，以近期为主。
变电所设计应统筹兼顾，综合负荷性质、用电容量、工程特点、所
址环境、地区供电条件和节约电能等因素合理确定设计方案。
变电所设计采用的设备，应
符合国家或行业技术标准，应优先选用技术先进、经济和节能的产品。
变配电所设计按照规范，可以分三个层次，即：
10kV及以下变电所设计，35kV～110kV
变电所设计，220kV～500kV变电所设计。
不同电压等级的变电所规范要求有所不同。
7.5.1变配电所设计的准备资料和负荷计算
1.为了进行供配电设计，在此之前要搜集齐下列资料：
1）向电力部门取得的资料
向用户供电的电源容量和备用电源容量；供电线路的电压、规格型号、回路数、距离、
入户线路的走向；向用户供电的系统在最小运行方式或最大运行方式下的短路容量数据；
电力部门对用户继电保护设置、整定的要求；电力部门对用户电能计量及电费收取办法的
规定；电力部门对用户功率因数补偿、高次谐波限制的要求；向用户供电的发电厂、变电
所的一次接线图和地理位置图等。
2）向当地气象、水文地质部门收集的资料
最高年平均气温、最热月平均最高气温、历年极端最高最低气温；当地年雷暴日数及
年雷电小时数；当地土壤性质、土壤电阻率；当地曾经出现过或可能出现的最高地震烈度；
当地常年主导风向、历年最大风速；当地年降水量、积雪深度；地下水位及最高洪水位等，
3）向电力用户收集的资料
建筑总平面图，各建筑（车间）的土建平、断面图；各用电设备的详细型号、规格，对
供电的要求，各设备的平面图及主要断面图；用户已有供配电系统的系统图及平面布置图；
用户的最大负荷、年耗电量、功率因数等。
2.资料准备齐了以后，设计的第一步是进行负荷预测或负荷计算。
负荷预测通常是针
对一个地区（如一个县、一个城市、一个省等）的电力规划来进行的，具体的方法有单耗法、
综合用电水平法、回归分析法、平均增长率法、弹性系数法等。
负荷计算的方法有需要系
数法、二项式系数法、附加系数法、利用系数法、负荷密度法等。
7.5.2变配电所方案选择及电气主接线
1.变配电所方案选择
变配电所设计应先拿出总体设计方案。
即根据预测或计算出的计算负荷容量大小、负
荷性质、负荷分布、负荷数量、供电半径等定出变配电所的进线电压、电源及备用电源数
量，确定出线电压、出线回路数；按照靠近负荷中心，考虑污染、易燃易爆、防洪，考虑
进出线、施工运输、职工生活方便等等因素，选择变配电所的位置；结合规范确定变配电
所主接线，选出变压器等主要设备；最后进行工程估算。
变配电所的总体设计方案通常有多个可供选择。
方案比较要从技术和经济性的角度进
行。
首先设计方案要满足技术性需求，即从供电的可靠性、电能质量、运行维护、设备技
术等方面进行比较；其次设计方案要考虑变配电所建设和运行的经济性，即让变配电所建
设的总投资和年运行费用达到最小。
总体设计方案通过技术性、经济性比较选出最优方案，
进行下一步设计。
如果总体设计不足以确定最优方案，那么可以进一步在初步设计阶段完
第7章供配电
升级会员 