小区变配电开题报告.docx

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小区变配电开题报告

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重庆科技学院

毕业设计（论文）开题报告

题目 小区变配电设计 

学院           电气与信息工程学院           

专业班级              XXX             

学生姓名        XXX       学号     XXX     

指导教师       XXX       

2015年3月19日

开题报告填写要求

1.开题报告作为毕业设计（论文）答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。

此报告应在指导教师指导下，由学生在毕业设计（论文）工作开始后2周内完成，经指导教师签署意见及系主任审查后生效。

2.开题报告内容必须用黑墨水笔工整书写或按教务处统一设计的电子文档标准格式（可从教务处网址上下载）打印，禁止打印在其它纸上后剪贴，完成后应及时交给指导教师签署意见。

3.学生查阅资料的参考文献理工类不得少于10篇，其它不少于12篇（不包括辞典、手册）。

4.“本课题的目的及意义，国内外研究现状分析”至少2000字，其余内容至少1000字。

毕业设计（论文）开题报告

1.本课题的目的及意义，国内外研究现状分析

一．设计目的意义

电力资源是支持国民经济发展不可或缺的一种宝贵能源，电能的生产、传输、储存高效、洁净，它在现代工农业生产、人们日常生活及社会各个领域中已获得了广泛应用。

居民小区供配电系统是整个小区人们的动力源泉，与人们的生活息息相关。

这次小区供配电设计可以让我把学过的专业知识运用于实际，在理论和实际结合过程中进一步消化、加深和巩固所学的专业知识，并把所学的专业知识转化为分析和解决问题的能力。

其次在搜集材料、调查研究、接触实际的过程中，既可以印证学过的书本知识，又可以学到许多课堂和书本里学不到的活生生的新知识。

此外，小区供配电设计，对所学专业的某一侧面和专题作了较为深入的研究，与此同时，让我对电力学科的其他领域的工程实践的严谨有所了解。

建筑供配电系统设计是现代电力设计中的重要内容之一，高质量的建筑供配电设计系统，可以很好的完成用户所需电能的供应和分配。

对于不同建筑，设计的要求不同。

作为小区，特别存在多层和小高层以及相关的公共设施的电力配置，由于各种设施对于电气的要求各不相同，对我们的专业知识提出了比较高的标准。

此次设计前期包括了居民的电力负荷计算，节约电能与无功补偿的基本方法，电气主接线方案的设计，变压器的选择，短路电流的计算，了解电器设备的原理、性能及选择方法，涵盖高低压电器设备的选择，一次二次设备的校验，及其回路的继电保护的配置，自动装置的配置等。

后期进行电气设备防雷与接地的设计，施工设计的完善工作，进行图纸的规划。

其中运用了居民小区供配系统设计和安全、经济运行的基本理论，以及工程实用的设计计算方法与运行维护的基本知识。

通过设计，加深对工厂居民小区供电的认识，能独立设计电气主接线，会选择和校验电气。

二．国内外研究现状分析1．小区变电所型式的发展变化以前老式住宅多为多层住宅，由于每户容量小，多用户外杆上变压器用架空线供电为主。

这种杆塔式变配电系统一台变压器往往所带的负荷区域也比较大，大多数变压器同时供应几个小区和一些零散的住宅群的生活用电，负荷波动较大，造成变压器经常过载，在冬夏季用电高峰期更加严重，甚至造成变压器过载烧坏。

随着社会发展，人们对供电可靠性要求也不断提高。

现在的小区变电所转为以户内独立式变电所、户内附设式变电所、厢式变电站用电缆供电为主。

特别是随着住宅小区大型公共地下汽车库和高层住宅地下汽车库的大量涌现。

将小区公共变电所与其它设备用房（如：

生活给水泵房、消防水泵房、防排烟机房）一起设在地下汽车库，已被越来越多的设计人员所采纳。

此法好处是：

1）接近用电负荷中心，满足变电所的选址原则；2）大大缩短了大型用电设备（如：

生活给水泵、消防水泵、防排烟风机）的供电半径，降低了线路损耗；3）充分利用地下空何，节能省地。

因此，我们对新建住宅小区的供电方式应从以下两点改变：

（1）在新建住宅区内建设配套配电室。

配电室由高低压开关柜室和变压器室组成，高、低压进出线均采用电缆并敷设于电缆沟或电缆保护管内。

如果一些住宅小区公用面积较小，也可以采用箱式变电站。

（2）供电方式有多种选择。

其一，10kV高压侧双电源进线（该方式可以通过10kV进线高压开关柜互投装置来实现主备电源互带），经出线开关柜后至变压器；低压侧采用单母线分段，正常情况下分段运行。

其二，10k高压侧单电源进线，低压侧单单母线分段或不分段。

前一种方式可靠性较高，但投资大，适用于较高档的住宅小区，特别是有高层建筑的小区；后一种方式可靠性较前一种低，但投资省。

从目前的情况来看，后一种方式的供电可靠性已能够满足普通的生活用电，一般采用后种方式，但考虑以后的发展，配电室应该预留有安装备用电源高、低压进线柜的位置。

综合以上两点，当前新建住宅小区应该配套建立配电室或箱式变；同时，10k电源进线应该预留进线位置（以保证供电可靠性），首期可以根据实际情况只接入1回10kV进线。

2.一次系统元件的发展变化

（1）电力变压器。

电力变压器按容量系列分，有R8容量系列和R10容量系列。

所谓R8容量系列，是指容量等级是按10开8次方约等于1.33倍数递增的。

我国老的变压器容量等级采用R8容量系列，容量等级如100、135、180、240、320、420、560、750、1000kV•A等。

所谓R10容量系列，是指容量等级是按10开10次方约等于1.26倍数递增的。

R10系列的容量等级较密，便于合理选用，是IEC推荐的，我国新的变压器容量等级采用这种R10系列，容量等级如100、125、160、200、250、315、400、500、630、800、1000kV•A等。

变压器容量选择也与以前大有不同。

目前，国家标准《20kV及以下变电所设计规范》（GB50053—2013）第3．3．3条规定低压为0.4KV单台变压器容量不宜大于1250kV•A，江苏省工程建设标准《居住区供配电设施建设标准）（DGJ32／J11-2005）第3．2．4条规定单台干式变压器容量不应超过100kV•A（35kV及以下客户端变电所建设标准）（DGJ321J14—2005）第3．3．3条规定单台变压器容量不宜大于l600kV•A。

而有些地方供电部门要求单台变压器容量不应超过800kV•A。

所以国家规范和地方标准以及供电部门要求均不相同，因此可从以下方面考虑：

1）当住宅小区均为多层或低层住宅，用电负荷相对分散时，单台变压器容量选用不超过800kV•A较为妥当；2）当住宅小区均为高层住宅，用电负荷相对集中时，单台变压器容量可以放宽至1600kV•A、甚至2000kV•A；3）当住宅小区兼有多层（含低层）及高层住宅时，单台变压器容量可按1）、2）情况分别选用。

因为目前在住宅小区使用的变压器绝大多数选用的是具有不易燃烧、免维护、安全可靠的干式变压器，其容量完全可以做到2000kV•A、甚至2500kV•A，且已是公认的成熟产品。

另外变压器低压侧总开关（可选用框架式断路器）容量可达6300A，其短路分断能力高，能做到50kA一100kA、甚至更高。

完全能为变压器承担分合负荷电流、分断短路电流的作用：

在住宅小区总用电负荷量确定以后，每个变电所的容量就决定了需要设置变电所的数量。

从实现节能省地的目的出发，应合理放大变电所的容量来减少变电所的数量。

（2）电流互感器以前的电流互感器常采用老式的油浸式和其他非树脂绝缘的干式电流互感器，它们尺寸大，性能差，安全可靠性低。

目前已被环氧树脂或不饱和树脂浇注绝缘电流互感器代替。

（3）高压断路器过去，35KV及以下的户内配电装置中大多都采用少油断路器。

除SN10-10型户内少油断路器还在使用外，现在大多采用真空断路器，也有采用六氟化硫断路器，压缩空气断路器一直应用很少。

（4）高压开关柜从20世纪80年代以来，我国设计生产了一些符合IEC标准的新型高压开关柜，例如KGN□-10（F）等型固定式金属铠装开关柜、XGN型箱式固定式开关柜、KYN□-10（F）等型移开式金属铠装开关柜、JYN□-10（F）等型移开式金属封闭间隔型开关柜和HXGN等型环网柜等。

其中环网柜适用于10KV环形电网中，在城市电网中获得广泛的应用。

现在新设计生产的环网柜，大多将原来的负荷开关、隔离开关、接地开关的功能，合并为一个“三位置开关”，它兼具有通断负荷、隔离电源和接地三种功能，这样可以缩小环网柜占用的空间。

参考文献：

[1]戴胜荣.对住宅小区变电所设计的几点思考.无锡市建设工程设计审查中心；1005-6270（2009）S0—0110—03[2]住宅小区变压器配置分析.中国废旧物资网；[3]刘介才.工厂供电[M].北京:

机械工业出版社，2000.5.[4]王玉华.工厂供配电.中国林业出版社；北京大学出版社，2006.8[5]曾德君.配电网新设备新技术问答[M].北京：

中国电力出版社，2006[6]中国机械工业联合会.20KV及以下变电所设计规范.北京.中国计划出版社，2013

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2.本课题的任务、重点内容、实现途径

一.本课题的任务本课题任务如下：

1．进行高压供电系统设计：

根据供电部门提供的资料，选择本小区的变配电系统方案。

（1）对负荷进行计算和选择主要电气设备：

主要电气设备的选择，包括变压器、断路器、隔离开关、互感器、导线截面和型号、绝缘子等设备的选择及校验。

选用设备型号、数量、汇成设备一览表。

（2）考虑主结线设计：

根据设计任务书，分析原始资料与数据，列出技术上可能实现的多个方案，经过分析比较，对较优方案进行详细计算和分析比较，（经济计算分析时，设施价格、使用综合投资指标），确定最优方案。

（3）对短路电流进行计算：

根据电气设备选择和继电保护的需要，确定短路计算点，计算三相短路电流，计算结果列出汇总表。

（4）设计主要设备继电保护：

包括变压器、线路元件的保护方式选择和整定计算。

（5）对配电装置进行设计：

包括配电装置型式的选择、设备布置图。

2．对各单体、各层供配电系统进行设计、计算及设备选择，并绘制出供配电系统原理图。

3．对小区路灯及环境照明方案进行设计，照度计算，选择主要照明设备，并绘制出实验室的照明系统图及施工布置图。

4．设计防雷、接地系统：

考虑电源防雷，保护机房重要设备电源防护，机房以及弱电井等设备应接地。

5．按规范编写设计说明书及设计总结。

二.重点内容本课题重点内容主要有变配电系统的方案设计及主要设备的选择，其次是继电保护及二次系统的设计。

1.变配电系统的设计供电及变配电设计是此课题最重要的部分，只有合理的设计，选出最优方案，下面的工作才能得以有条不紊的开展。

（1）主要是计算负荷、无功补偿及功率因数。

负荷计算主要有需要系数法和二项式法，根据我国建筑行业标准JGJ/T16-1992《民用建筑电气设计规范》：

用电设备台数较少，各台设备容量相差悬殊时，宜采用二项式法。

然后计算出该小区降压变电所低压侧的功率因数，再根据设计要求的功率因数，可以求出达到设计要求所需的无功功率补偿。

由于补偿是在变压器的低压侧进行的，考虑到主变压器的无功损耗远大于有功损耗，所以在计算的过程中，低压侧所取得最大负荷功率因数值应稍大于设计要求的功率因数值。

无功功率补偿的装置主要有调相发电机、有源谐波滤波器和并联电容三种，小区普遍采用并联电容器来补偿供电系统中的无功功率。

（2）确定变配电所的位置与形式设计时考虑小区变、配电所建设的地方，应该严格按照下列的要求并且在经过技术，经济节约比较的基础之上才能确定：

1）如果小区里变电所装有油侵式的电力变压器，由于油侵式变压器容易燃烧，所以变电所应考虑防火，不要把变电所设在三四级耐火等级建筑物内。

如果必需把变电所建在建筑物内就必需做好防火保护措施。

2）建筑物楼层较多时，如果配电所装有的电气设备有可燃性的油。

由于条件的限制，应把变电所设在底层且靠近外墙部位，而且不要设在人员密集的地方。

3）在高层建筑里不应设置装有可燃性油的电气设备的配电所。

（3）总配变电所主变选择变压器的类型可以根据重庆小区实际情况来确定。

在确定无功补偿后，并考虑到变压器的损耗，求出10kv侧总的视计算负荷，对于只装设一台变压器的变电所，主变压器容量应满足全部用电设备总计算负荷的需要，对于装有两台主变压器的变电所每台变压器的容量应满足以下两个条件：

1）任一台变压器单独运行时，宜满足总计算负荷和变压器容量相等的需要，2）任一台变压器单独运行时计算负荷和变压器容量的60%到70%，应变压器的容量满足全部一、二级负荷的需要，通过以上两种不同的方案可以得出两种不同的主接线方案，按照技术指标和经济指标并考虑塑料厂的负荷情况，对这两种主接线方案进行比较，还应该考虑工厂的发展，最后确定变压器的容量和台数。

2.继电保护和二次系统设计按GB50062—1992《电力装置的继电保护和自动装置设计规范》规定：

对3-66KV电力线路，应装设相间短路保护、单相接地保护和过负荷保护。

小区配电系统一旦发生短路事故时，短路电流会造成电气设备或电气线路的致命损坏，使系统的稳定运行遭到破坏。

为了确保小区配电系统的正常运行，必须正确地设置继电保护装置。

由于一般小区的高压电力线路不很长，容量不很大，因此其继电保护装置通常比较简单。

对于高压侧为10kV的变电所主变压器来说，通常装设有带时限的过电流保护；如过电流保护动作时间大于0.5～0.7s时，还应装设电流速断保护。

二次系统是用来控制、指示、监测和保护一次系统运行的电路。

二次回路在供电系统中虽是其一次电路的辅助系统，但是它对一次电路的安全可靠优质经济地运行有着十分重要的作用，因此必须予以充分的重视。

三、实现途径本课题拟按照以下步骤和时间进度开展设计：

1．设计资料收集（第七学期第12周至第七学期第15周）2．文献翻译（第七学期第15周至第七学期第18周）3．撰写开题报告（第七学期第17周至第七学期第19周）4．方案设计（第七学期第19周至第八学期第2周）5．负荷计算（第八学期第3周至第八学期第5周）6．设备选择与短路计算（第八学期第5周至第八学期第8周）7．二次系统设计（第八学期第8周至第八学期第10周）8.图纸绘制（第八学期第10周至第八学期第12周）9.撰写设计报告（第八学期第12周至第八学期第13周）

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3.完成本课题所需工作条件（如工具书、计算机、实验、调研等）及解决办法

根据本课题的任务与要求，要顺利做好各方面的工作，需要的主要工作条件及其目前的准备情况如下：

（1）工具书：

经导师指定，已去图书馆借阅1）刘涳主编.电气及自动化专业毕业设计宝典.西安电子科技大学出版社.2008.；2）翁双安主编.供配电工程设计指导.机械工业出版社.2009；3）马志溪主编.电气工程设计.机械工业出版社.2012。

自己找的资料为：

4）刘介才主编.工厂供电.机械工业出版社.2009；5）张保会、尹项根主编.电力系统继电保护.中国电力出版社.2009；但尚缺：

5）肖辉主编.电气照明技术.机械工业出版社.2012；6）供配电系统设计规范，中华人民共和国国家标准GB50052-2009；7）中华人民共和国国家标准，建筑照明设计标准GB50034-2004。

缺乏的相关书籍，拟采用电子文档，若没有电子文档的，理应网上购买。

（2）硬件：

计算机一台（3）软件：

AUTOCAD绘图软件（4）设备选择：

应按照安全可靠优质经济原则进行比较选择，其中价格问题由于不透明难以比较经济性，对于网上搜索不到价格的理应去厂家或供货商处咨询。

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指导教师意见：

（对本课题的深度、广度及工作量的意见、对设计结果的预测，并明确是否可以开题）

。

指导教师（签字）

年月日

系审查意见：

系主任（签字）

年月日

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