城市大道路燈箱變配電設(shè)計(jì)方案一、項(xiàng)目概述城市大道路燈系統(tǒng)是城市基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成部分，其功能不僅是滿足夜間照明需求，還需兼顧交通安全、景觀美化及智能管理要求。與一般道路相比，城市大道具有負(fù)荷分散、供電距離長(zhǎng)、可靠性要求高、智能控制需求突出等特點(diǎn)。箱變配電系統(tǒng)作為路燈的核心供電設(shè)施，需解決長(zhǎng)距離線路損耗、多負(fù)荷點(diǎn)供電可靠性、智能控制接口等關(guān)鍵問(wèn)題，確保系統(tǒng)穩(wěn)定、節(jié)能、易維護(hù)。二、設(shè)計(jì)依據(jù)本方案嚴(yán)格遵循國(guó)家及行業(yè)現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，主要依據(jù)如下：1.《城市道路照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》（CJJ____）；2.《供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB____）；3.《低壓配電設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB____）；4.《電力變壓器選用導(dǎo)則》（GB/T____）；5.《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB____）；6.《城市道路照明工程施工及驗(yàn)收規(guī)程》（CJJ____）。三、負(fù)荷計(jì)算3.1負(fù)荷類型及參數(shù)城市大道路燈負(fù)荷主要為連續(xù)型阻性負(fù)荷（LED路燈為主），附加負(fù)荷包括監(jiān)控?cái)z像頭、智能控制終端、應(yīng)急充電樁（若有）等。以某雙向8車(chē)道城市大道為例，設(shè)計(jì)參數(shù)如下：路燈類型：LED路燈，單燈功率150W（含鎮(zhèn)流器損耗）；路燈間距：30m；道路長(zhǎng)度：5km（單側(cè)5000m/30m≈167盞，雙側(cè)共334盞）；附加負(fù)荷：監(jiān)控終端每公里1臺(tái)，單臺(tái)功率50W，共5臺(tái)；運(yùn)行模式：全夜燈（19:00-7:00，12小時(shí)），半夜燈（23:00-5:00，調(diào)光至50%功率）。3.2計(jì)算負(fù)荷（1）設(shè)備容量（Pe）路燈：334盞×150W=50.1kW；附加負(fù)荷：5臺(tái)×50W=0.25kW；總設(shè)備容量：Pe=50.1+0.25=50.35kW。（2）同時(shí)系數(shù)（Kx）路燈為集中控制負(fù)荷，同時(shí)系數(shù)取0.95（全夜燈模式）；半夜燈模式下，調(diào)光后功率為50%，故綜合同時(shí)系數(shù)取0.9。（3）計(jì)算負(fù)荷（Pjs）Pjs=Kx×Pe=0.9×50.35≈45.3kW。（4）無(wú)功功率（Qjs）LED燈功率因數(shù)約0.92（自帶無(wú)功補(bǔ)償），故：Qjs=Pjs×tanφ=45.3×0.43≈19.5kVar。（5）視在功率（Sjs）Sjs=Pjs/cosφ=45.3/0.92≈49.2kVA。3.3電流計(jì)算高壓側(cè)（10kV）：I1=Sjs/(√3×U1)=49.2/(1.732×10)≈2.84A；低壓側(cè)（0.4kV）：I2=Sjs/(√3×U2)=49.2/(1.732×0.4)≈70.8A。四、變配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)4.1電源接入方式采用10kV城市電網(wǎng)專用線路接入，電源點(diǎn)選擇距離負(fù)荷中心最近的10kV環(huán)網(wǎng)柜，確保供電半徑不超過(guò)5km（低壓側(cè)供電半徑不超過(guò)500m）。4.2箱變位置選擇箱變應(yīng)設(shè)置在負(fù)荷中心（道路中段），滿足以下要求：遠(yuǎn)離交通繁忙區(qū)域，避免影響車(chē)輛通行；避開(kāi)地下管線（燃?xì)?、自?lái)水），基礎(chǔ)埋深不小于1.2m；與路燈桿距離不小于5m，防止電磁干擾；預(yù)留檢修通道（寬度≥2m）。4.3系統(tǒng)接線方式高壓側(cè)：采用單母線不分段，10kV電源經(jīng)高壓開(kāi)關(guān)柜接入變壓器；低壓側(cè)：采用放射式接線，每路低壓出線對(duì)應(yīng)一段路燈線路（如雙側(cè)各1路，共2路），確保某段線路故障不影響其他路段供電；備用電源：設(shè)置EPS應(yīng)急電源（容量為計(jì)算負(fù)荷的1.2倍），應(yīng)急供電時(shí)間≥2小時(shí)（滿足《城市道路照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》要求）。4.4箱變?nèi)萘窟x擇變壓器容量按1.2-1.5倍視在功率選擇，本項(xiàng)目取1.3倍：S=1.3×Sjs=1.3×49.2≈64kVA。選用S13型節(jié)能變壓器（容量63kVA，接近計(jì)算值），其空載損耗≤100W，負(fù)載損耗≤600W，節(jié)能效果顯著。五、設(shè)備選型5.1高壓設(shè)備高壓開(kāi)關(guān)柜：選用KYN28-12型金屬鎧裝移開(kāi)式開(kāi)關(guān)柜，配置真空斷路器（額定電流630A，分?jǐn)嗄芰?5kA），具備過(guò)流、速斷、零序保護(hù)功能；高壓避雷器：選用HY5WS-17/50型氧化鋅避雷器，安裝在開(kāi)關(guān)柜進(jìn)線側(cè)，防止雷擊過(guò)電壓。5.2低壓設(shè)備低壓開(kāi)關(guān)柜：選用GCS型抽屜式開(kāi)關(guān)柜，配置塑殼斷路器（額定電流160A，分?jǐn)嗄芰?0kA），每路出線帶剩余電流保護(hù)（整定電流300mA，動(dòng)作時(shí)間≤0.1s）；無(wú)功補(bǔ)償裝置：選用低壓并聯(lián)電容器（容量20kVar，分2路投切），將功率因數(shù)提高至0.95以上，減少線路損耗；應(yīng)急電源：選用EPS-75型應(yīng)急電源（容量75kVA），支持市電/應(yīng)急自動(dòng)切換（切換時(shí)間≤0.5s）。5.3電纜選型高壓電纜：采用YJV22-8.7/15kV-3×35型交聯(lián)聚乙烯絕緣鎧裝電纜，埋地敷設(shè)（深度≥1m），載流量滿足2.84A要求；低壓電纜：采用YJV22-0.6/1kV-3×50+1×25型電纜，每路出線對(duì)應(yīng)一段路燈線路（如雙側(cè)各1路），載流量滿足70.8A要求（50mm2電纜載流量約130A）；路燈分支線：采用BVV-0.5kV-2×6型塑料護(hù)套線，沿路燈桿埋地敷設(shè)（深度≥0.5m）。六、保護(hù)與控制設(shè)計(jì)6.1保護(hù)配置高壓側(cè)：過(guò)電流保護(hù)（整定電流3A，動(dòng)作時(shí)間0.5s）、速斷保護(hù)（整定電流10A，動(dòng)作時(shí)間0s）、零序保護(hù)（整定電流0.5A，動(dòng)作時(shí)間1s）；低壓側(cè)：過(guò)電流保護(hù)（整定電流120A，動(dòng)作時(shí)間0.3s）、過(guò)電壓保護(hù)（整定電壓450V）、欠電壓保護(hù)（整定電壓360V）、剩余電流保護(hù)（整定電流300mA）；變壓器：溫度保護(hù)（整定溫度100℃，動(dòng)作于信號(hào)；120℃，動(dòng)作于跳閘）。6.2控制方式本地控制：箱變內(nèi)設(shè)置智能控制器，支持時(shí)控（根據(jù)季節(jié)調(diào)整開(kāi)關(guān)燈時(shí)間）、光控（通過(guò)光敏傳感器檢測(cè)亮度，自動(dòng)開(kāi)關(guān)燈）；遠(yuǎn)程控制：通過(guò)GPRS/4G模塊接入城市照明監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程開(kāi)關(guān)燈、調(diào)光、故障報(bào)警（如路燈熄滅、電纜漏電）；調(diào)光控制：采用PWM調(diào)光方式，半夜燈模式下將LED燈功率調(diào)至50%，節(jié)能約30%。七、接地與防雷設(shè)計(jì)7.1接地系統(tǒng)采用TN-S接地系統(tǒng)（中性線N與保護(hù)線PE分開(kāi)），箱變低壓側(cè)中性點(diǎn)直接接地；箱變接地：采用垂直接地體（∠50×50×5角鋼，長(zhǎng)度2.5m，間距5m）和水平接地體（-40×4扁鋼）組成接地網(wǎng)，接地電阻≤4歐姆；路燈桿接地：每根路燈桿底部設(shè)置垂直接地體（∠40×40×4角鋼，長(zhǎng)度2m），通過(guò)BV-16型銅線與低壓電纜PE線連接，接地電阻≤10歐姆；共用接地：箱變接地網(wǎng)與路燈桿接地網(wǎng)連成一體，形成共用接地系統(tǒng)，提高接地可靠性。7.2防雷設(shè)計(jì)箱變防雷：在高壓開(kāi)關(guān)柜進(jìn)線側(cè)安裝氧化鋅避雷器，防止雷擊過(guò)電壓侵入；路燈桿防雷：路燈桿頂部設(shè)置避雷針（高度≥1m），通過(guò)接地體與PE線連接，保護(hù)范圍覆蓋路燈桿及周邊區(qū)域；線路防雷：低壓電纜采用鎧裝電纜，鎧裝層兩端接地，防止感應(yīng)雷過(guò)電壓。八、節(jié)能措施8.1光源節(jié)能優(yōu)先選用LED路燈（能效等級(jí)1級(jí)），比傳統(tǒng)高壓鈉燈節(jié)能50%以上（150WLED燈相當(dāng)于250W高壓鈉燈的照度）。8.2調(diào)光節(jié)能采用智能調(diào)光系統(tǒng)，半夜燈模式下將LED燈功率調(diào)至50%，預(yù)計(jì)年節(jié)能約1.2萬(wàn)kWh（按每年365天計(jì)算）。8.3線路節(jié)能選擇合適電纜截面：低壓電纜采用50mm2，比35mm2電纜減少線路損耗約20%（線路電阻R=ρL/S，截面越大，電阻越?。?；縮短供電距離：箱變?cè)O(shè)置在負(fù)荷中心，低壓側(cè)供電半徑不超過(guò)500m，減少電壓降（電壓降ΔU=IR，距離越短，電壓降越小）。8.4無(wú)功補(bǔ)償節(jié)能通過(guò)低壓并聯(lián)電容器將功率因數(shù)從0.92提高至0.95，減少無(wú)功損耗約15%（無(wú)功損耗ΔP=I2R，功率因數(shù)提高，電流減小）。九、施工與驗(yàn)收要求9.1施工注意事項(xiàng)電纜埋地：高壓電纜埋深≥1m，低壓電纜埋深≥0.7m，鋪砂蓋磚（砂層厚度≥100mm，磚層厚度≥240mm）；箱變安裝：基礎(chǔ)采用C25混凝土（尺寸2m×2m×1m），箱變底部與基礎(chǔ)之間墊10mm橡膠墊，防止振動(dòng)；路燈桿安裝：采用法蘭盤(pán)連接，基礎(chǔ)螺栓預(yù)埋（深度≥0.8m），路燈桿垂直度偏差≤1‰。9.2驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備驗(yàn)收：檢查變壓器、開(kāi)關(guān)柜、電纜的型號(hào)、規(guī)格是否符合設(shè)計(jì)要求，合格證、試驗(yàn)報(bào)告齊全；線路驗(yàn)收：測(cè)量電纜絕緣電阻（高壓電纜≥1000MΩ/km，低壓電纜≥0.5MΩ），檢查電纜終端頭制作質(zhì)量；功能驗(yàn)收：測(cè)試智能控制功能（時(shí)控、光控、遠(yuǎn)程調(diào)光）、應(yīng)急電源切換功能（市電停電后應(yīng)急電源自動(dòng)投入）、保護(hù)裝置動(dòng)作性能（模擬過(guò)電流、剩余電流故障，保護(hù)裝置應(yīng)正確動(dòng)作）。十、結(jié)論本設(shè)計(jì)方案針對(duì)城市大道路燈的特點(diǎn)，采用節(jié)能型箱變+智能控制+可靠保護(hù)的