小型配电系统方案设计及实现01010105 胡果莉 毕业.doc

毕业设计(论文)开题报告题 目： 小型配电系统方案设计及实现 学 院： 电气信息学院 专 业： 电气工程及其自动化 学生姓名： 胡果莉 学 号： 200701010105 指导教师： 施 晓 蓉 2011年 3 月 12 日开题报告填写要求1开题报告（含“文献综述”）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）工作前期内完成，经指导教师签署意见及所在专业审查后生效。2开题报告内容必须用黑墨水笔工整书写或按此电子文档标准格式（可从教务处网页上下载）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“文献综述”应按论文的格式成文，并直接书写（或打印）在本开题报告第一栏目内，学生写文献综述的参考文献应不少于10篇（不包括辞典、手册），其中至少应包括1篇外文资料；对于重要的参考文献应附原件复印件，作为附件装订在开题报告的最后。4统一用A4纸，并装订单独成册，随毕业设计（论文）说明书等资料装入文件袋中。 毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告1文献综述：结合毕业设计（论文）课题情况，根据所查阅的文献资料，每人撰写2500字以上的文献综述，文后应列出所查阅的文献资料。文献综述一、 引言自从20世纪初发明三相交流电以来，数电技术朝着高电压、大容量、远距离、较高自动化的目标不断发展，20实际后半夜发展更加迅速。1952年瑞典首先采用380kV输电电压，1954年美国354kV线路投运，1956年前苏联建成伏尔加河水电站至莫斯科的400kV线路并于1959年升压到500kV。进入20世纪60年代欧洲各国普遍采用280kV级输电电压，北美和日本则建设大量500kV线路。以后加拿大、前苏联和美国又相继建成一批735kV765kV输电线路。20世纪70年代，欧、美各国对交流1000kV级特高压（UHV）技术形成了大量研究开发，1985年前苏联建成世界上第一条1150kV工业性输电线路，日本也在20世纪90年代初建成1000kV数电线路。近50年来中国的供配电技术也已经取得了突破性进展。20世纪50年代建设了一大批35kV和110kV输电线路；60年代，许多城市建设220kV输电线路，并逐步形成地区220kV电网。随着电力负荷的增长和大型水利发点和活力发点电源的开发，1972年建成的第一条330kV刘家峡水电站至关中超高压线路，该输电线路全场534km。随后330kV输电线路伸到陕甘宁青4个省区，形成西北跨省联合电网。1981年的第一条500kV全长595km平顶山至武汉输电线路投入运行，接着其他地区也相继采用500kV级电压输送电力。目前全国已有东北、华北、华东、华中、西北、南方、川渝7个跨省电网和山东、福建、新疆、海南、西藏5个独立省（区）网。网内220kV输电线路合计全长120000km，330kV输电线路7500km，500kV输电线路20000km。华中与华东两大电网之间，通过1500kV葛洲坝至上海直流线路实行互联。中国输电线路的建设规模和增长速度在世界上是少有的。二、配电系统的组成及设计思路(一) 配电系统的基本概念连接并从输电网（或本地区发电厂）接收电力，就地或逐级向各类用户供给和配送电能的电力网称为配电网。配电网设施主要包括配电变电所、开闭所、配电所、配电线路、断路器、负荷开关、配电（杆上）变压器等。配电网及其二次保护、监视、控制、测量设备组成的整体称为配电系统。对配电系统的基本要求是供电安全、可靠，电能质量合格，投资合理，运行维护成本低，电能损耗小，配电设施与周围环境相协调。(二) 配电系统的设计思路 配电网发展思路是针对电网近期薄弱环节和负荷增长需求，拟定规划期建设。运营目标、规划设计思路原则和应对投、融资的财务策略及其风险等。涉及配电网与供电企业发展问题的基本思考（或主导思想）。在市场经济环境下，遵循国家规范，吸取国内、外经验，形成本地配电网的规划发展思路十分重要。制定配电网发展思路是供电企业领导者确立企业发展指导思想的重要组成部分，也是取得共识、指导配电网规划建设与运营管理的基础。负责组织编制规划、建设和运营的有关智能部门是各阶段工作的具体指导者，也是领导决策的参谋和执行者，都应熟悉，并正确领会、实施供电企业的配电网发展思路。配电网发展思路，应当包含六方面的基本内容：（1）明确目标，因地制宜，适应近远。这是指各地区都应依据国家和上级管理机关颁布的导则规范，结合本省、各地市电网实际和经济社会发展规划，提出本地区配电网规划发展的目标，为制定规划技术原则锁定方向。配电网发展要体现阶段限，实现可持续发展，避免重复建设。（2）满足需求，适应发展，适度超前。这是要求配电网工程项目建设适时，布点与建设规模适度超前，使供电能力充分满足规划期地区经济社会发展对用电的需求。（3）装备先进，安全可靠、规范设计。这是指在规划期应当结合经济发展与用户用电特点，采用技术经济性能比较先进而又比较可靠的装备，采取统一（或基本统一）规范性设计，以提高配电网技术性能和建设的经济性。（4）网络坚强，可靠灵活，容量能力协调匹配。这是要求预期建成的配电网结构可靠、运行接线方式可灵活重构，各级电网电压的供电能力协调匹配；抗灾抗故障能力强，提供的电能质量和供电可靠性高，配电网损耗低。（5）提高自动化，信息化管理水平。这是要求提高变电所自动化、调度自动化等配电网运行自动化水平和中压配电网故障检测处理自动化水平，建设信息化系统，实现配电网安全、经济运行和运营管理效率。（6）节约用地，节能环保，和谐发展。这是要求配电网规划规模、项目与本地市政规划、建设改造相协调，工程项目纳入土地规划、利用程序，符合环境保护要求，使工程经济合理、实施顺利，促进和谐发展。配电网的规划、建设改造项目的实施与城镇土地利用规划、市政基础设施建设改造密切相关，也与省际区域、省（自治区、直辖市）超高压输电网和电源建设，以及国内、外装备技术发展状况紧密相关，因此，配电网发展思路的确立，必须与政府以及各有关职能部门、业务机构经常沟通信息，汇集有关资料，以将配电网发展思路建立在科学合理的基础上。配电网发展规划需要统筹配电网实现与技术进步；满足用户近期、规划期负荷需求，并适应长远发展趋势；兼顾供电企业持续发展和与城市地区经济社会协调发展；具有时空跨度大（中期510年、长期1020年或以上）、技术内容丰富（包括23待新旧技术、产品通网服役）、地域经济社会发展与生活水平存在差异等特点。因此，配电网发展思路应当遵循统一规划、局部细化原则，不应机械地照抄国家、行业（或上级部门）颁发的技术导则，也不应该是一成不变的。各个城市、地区的配电网发展思路应当“大”原则统一，“小”指标细化、具体化，各具特色，避免千篇一律、教条固守、墨守成规。（三）配电系统一次系统 （1）高压配电装置配电装置是电气一次接线的工程实施，是变电所的重要组成部分。它是按电气主接线的要求，由开关电器、载流导体和必要的辅助设备所组成的电工建筑物，在正常情况下用来接受和分配电能；发生事故是能迅速切断故障部分，以恢复非故障部分的正常工作。（2）系统中的高压电器高压电器按其功能与作用分为高压断路器、隔离开关、负荷开关盒熔断器等。（四）配电系统二次接线的基本概念 在用户供配电系统中，通常将电气设备分为一次设备和二次设备。直接生产、输送和分配使用电能设备称为一次设备，如用户的供电系统中变压器、断路器、母线和电动机等属于一次设备。由一次设备构成的电路称为变电站的主电路或一次接线，是变电站的主体。对一次设备的工作状态进行监视、测量、控制、和保护的辅助电气设备称为二次设备。二次设备包括测量仪器、控制与信号显示的要求，表示二次设备。二次设备包括测量仪器、控制与信号设备、继电保护装置以及自动和远动装置等。根据测量、控制、保护盒信号显示的要求，表示二次设备互相连接关系的电路，称为二次回路或二次接线，亦称二次系统，包括控制系统、信号系统、监测系统及继电保护和自动化系统等。二次接线按照电源性质分，有直流回路和交流回路。直流回路是由直流电源供电的控制、保护和信号回路；交流回路又分为交流电流回路和交流电压回路。交流电流回路由电流互感器供电，交流电压回路由电压互感器或所用变压器供电，构成测量、控制、保护、监视及信号等回路。二次接线按照用途分，有断路器控制回路、信号回路、测量回路、继电保护回路和自动装置回路等。二次接线在用户供配电系统中虽然是一次电力的辅助系统，但它对一次电路的安全、可靠、优质、经济运行有着十分重要的作用，因此必须予以充分的重视2。（五）变压器和高、低压元器件的选型变压器和高、低压元器件的选型三、小结随着社会对供电质量要求的不断提高，配电系统在整个电力系统的作用日显重要，配电系统规划、建设与运行管理的理念发生了很大的变化，配电系统投资所占的比例也在逐年提高。同时，配电设备技术性能的提高、计算机与电力电子技术的广泛应用，也推动着配电技术的法阵。展望配电技术的发展，有以下趋势：（1） 电压等级进一步提高与简化（2） 配电网接线向简化和高可靠性发展（3） 配电设备性能不断提高。（4） 配电设备功能进一步集成化、智能化。（5） 注重与环境的协调。（6） 配电自动化技术进一步推广应用。（7） 重视电能量问题的研究与解决方案。（8） 广泛开展状态检修，减少配电设备检修停电，避免盲目检修给配电设备带来的损失。参考文献1 马振良.配电线路M.北京：中国电力出版社，20072 隋振有，宋立新.配电使用技术M.北京：中国电力出版社，20063 王玉华，赵志英.工厂供配电M.北京：中国林业出版社；北京大学出版社，2006.84 李友天.配电技术M.北京：中国电力出版社，20085 黄绍平,李永坚，秦祖泽成套电器技术M北京：机械工业出版社，20056 刘涤尘.电气工程基础M.武汉：武汉理工大学出版社，2008.127 张冠生电器理论基础M北京：机械工业出版社，19888 李仁电器控制M北京：机械工业出版社，20039 刘绍峻高压电器M北京：机械工业出版社，1982 10 Ghoshal KDistribution automation：SCADA integration is keyIEEE ComputerApplications in Power，1997，10(1)11 谈笑君，尹春燕变配电所及其安全运行M北京：机械工业出版社200212芬兰E.Lakervi.配电网络规划与设计M.范明天，张祖平，岳宗斌译.北京：中国电力出版社，1999 毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告开题报告：一、课题的目的与意义；二、课题发展现状和前景展望；三、课题主要内容和要求；四、研究方法、步骤和措施 开 题 报 告一、课题目的与意义变配电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年的发展规划，处理近期建设和远期发展的关系，远近结合，以近期为主。配电系统设计应统筹兼顾，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去定设计方案。配电系统设计好采用的设备，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。 二、课题发展现状和前景展望由于电力负荷始终是变动的，加上系统故障的不可预见性，电力系统有多种运行状态，要求电力系统的运行监视及调度控制系统能够进行快速、有效的判别处理，以实现对电力系统运行的基本要求。（一）放射式接线是指每一个用户都采用专线供电， （1） 供电可靠性较高。各用户独立受电，故障范围一般仅限于本回路。各支线互不干扰，当某线路发生故障需要检修时，只切断该回路而不影响其他回路，同时回路中电动机启动引起的电压波动对其他回路的影响也较小。（2） 配电设备集中，检修比较方便。（3） 系统灵活性较差。（4） 有色金属（线路）消耗量较多，需要的开关设备较多。放射式接线的适用范围：这种接线方式多用于设备容量大或对供电可靠性要求高的设备配电。（1） 容量大、负荷集中或重要的用电设备。（2） 需要集中控制的设备。（3） 有腐蚀性介质和爆炸危险等场所不宜将配电及保护启动设备放在现场的场合。（二） 树干式接线是指每条用电线路都从干线接出树干式接线的特点：树干式接线的优点是配电设备及有色金属消耗少，投资省，结构简单，施工方便，易于扩展，灵活性好。其缺点是供电可靠性较差，一旦干线任一处发生故障，都有可能影响到整条干线，故障影响的范围较大。树干式接线的适用范围：树干式接线常用于明敷设回路，设备容量较小，对供电可靠性要求不高，用电设备布置比较均匀又无特殊要求的设备。（三） 链式接线也是指在一条供电干线上接出多条用电线路。与树干式不同的是，其线路的分支点在用电设备上或分配电箱内，即后面设备的电源引自前面设备的端子，链式接线链接的设备一般不超过5台，总容量不超过10 kW。链式接线的特点：链式接线的优点是线路上没有分支点，采用的开关设备少，节省有色金属。其缺点是线路或设备检修以及线路发生故障时，相连设备全部停电，供电的可靠性差。链式接线的适用范围：链式接线适用于供电距离较远，彼此相距较近的不重要的小容量用电设备。这种配电方式适用于暗敷设线路，供电可靠性要求不高的小容量设备，一般串联的设备不宜超过34台，总容量不宜超过10 kW。（四） 环网式由一个或一个以上来自不同电源（不同变电所或同一变电所的不同母段线）的中压（110 kV）配电线路供电的一台或多台配电变压器作为电源，干线形成闭环，环网式接线的可靠性比较高。 开环点的选择原则是：开环点两侧的电压差最小，一般使两路干线负荷功率尽可能接近。环网内线路导线通过的负荷电流应考虑故障情况下环内通过的负荷电流。因导线截面要求相同，故环网式线路的有色金属消耗量大，这是环网供电线路的缺点。当线路的任一线段发生故障时，切断(拉开)故障线段两侧的隔离开关，将故障线段切除后即可恢复供电。开环点断路器可以使用自动或手动投入。双电源环网式供电适用于一级、二级负荷；单电源环网式适用于允许停电半小时以内的二级负荷。综上所述，这几种配电系统接线各有其优缺点。在实际应用中，应针对不同负荷采用不同的接线方式。工厂车间或建筑物内，当大部分用电设备容量不大、无特殊要求时，宜采用树干式接线方式配电；当用电设备容量大或负荷性质重要，或在潮湿、腐蚀性的车间、建筑内，宜采用放射式接线方式配电；对高层建筑，当向各楼层配电点供电时，宜用分区树干式接线方式配电；而对部分容量较大的集中负荷或重要负荷，应从低压配电室以放射式接线方式配电。对冲击性负荷和容量较大的电焊设备，应设单独线路或专用变压器进行供电。对一个工厂可分车间进行配电，对住宅小区可分块进行配电。对用电单位内部的邻近变电所之间应设置低压联络线。三、课题主要内容和要求通过熟悉各种中小型配电系统的方案，掌握小型配电系统的设计标准及原则，针对配电系统的组成及设计思路，对用户主配电系统进行设计；学会系统各参数的计算方法，确定柜体结构型式并对各元器件进行选型；学会用3D软件会出柜体的基本视图。基本要求：（1） 熟悉配电系统的组成及设计思路； （2） 熟悉高压、低压开关柜结构及一、二次设计择；（3） 熟悉变压器和高、低压元器件的选型； （4） 学会绘制柜体的3D视图。四、研究方法、步骤和措施（一）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。并涉及的内容包括：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。（二） 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、（工程计算）、计算书(1)设计说明书的内容1）设计依据2）设计范围3）变、配电系统4）动力配电系统5）照明系统6）建筑物防雷7）接地及安全8）其他说明内容（2）设计图样的内容1）电气总平面图2）变、配电系统3）配电系统4）照明系统5）防雷系统、接地系统6）其他样图（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（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的设计的内容，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。（三） 施工图设计（1）施工设计说明（2）设计图纸主要包括（3）主要设备表（4）计算书（5）预算毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告指导教师意见：1对“文献综述”的评语： 2对本课题的深度、广度及工作量的意见和对设计（论文）结果的预测： 指导教师： 年 月 日所在专业审查意见： 负责人： 年 月 日