實驗樓的供配電設計

1、重慶科技學院 畢業(yè)設計（論文）開題報告題目 實驗樓供電設計 學 院 電氣與信息工程學院 專業(yè)班級 電自2010-03 學生姓名 學 號 指導教師 2014 年 3 月 14 日開題報告填寫要求1.開題報告作為畢業(yè)設計（論文）答辯委員會對學生答辯資格審查的依據(jù)材料之一。此報告應在指導教師指導下，由學生在畢業(yè)設計（論文）工作開始后2周內完成，經(jīng)指導教師簽署意見及系主任審查后生效。2.開題報告內容必須用黑墨水筆工整書寫或按教務處統(tǒng)一設計的電子文檔標準格式（可從教務處網(wǎng)址上下載）打印，禁止打印在其它紙上后剪貼，完成后應及時交給指導教師簽署意見。3.學生查閱資料的參考文獻理工類不得少于10篇，其它不少于

2、12篇（不包括辭典、手冊）。4.“本課題的目的及意義，國內外研究現(xiàn)狀分析”至少2000字，其余內容至少1000字。畢業(yè)設計(論文)開題報告1.本課題的目的及意義，國內外研究現(xiàn)狀分析1. 本課題的目的及意義： 本課題的目的是通過運用供配電技術所學理論知識和技能，解決生產第一線的運行、維護、檢修及技術管理等實際工作，具有分析解決一般技術和業(yè)務問題的能力。通過對學生進行基本技能和綜合實踐的訓練，從而培養(yǎng)學生分析和解決專業(yè)技術實際問題的能力，以及技術經(jīng)濟政策的理解能力；通過查閱各種文獻資料能進行綜合分析、掌握使用工程技術規(guī)范和手冊、圖表等技術資料的能力；要求根據(jù)用電負荷實際情況，并適當考慮發(fā)展。最終可

3、以按照安全可靠、技術先進、經(jīng)濟合理的要求，確定變電所的位置與形式，確定變電所主變壓器的參數(shù)、容量與類型。選擇變電所主接線方案及高低壓設備和進出線，確定二次回路方案，選擇整定繼電保護裝置、確定防雷和接地裝置1、國內發(fā)展趨勢 伴隨著科學技術的進步和城市化進程腳步的加快，在電力系統(tǒng)發(fā) 展過程中，逐漸向中低壓配電系統(tǒng)自動化方向發(fā)展，但是就近兩年其實 際發(fā)展情況來看，還存在著一些嚴重的問題，這些問題均在不同程度上 阻礙其未來的發(fā)展。下面文章就從中低壓配電系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀進行研究 和分析，基于其當前的狀況，提出其未來發(fā)展的趨勢。一、中低壓配電系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀 隨著現(xiàn)代工業(yè)技術的快速發(fā)展，人們對于中低壓配電系統(tǒng)

4、運行可 靠性以及其智能化管理的要求也越來越高，隨著計算機系統(tǒng)可靠性的 提高以及一些微處理器技術的應用，使得在電力系統(tǒng)中，很多智能化的 低壓電器原件得到了快速的發(fā)展，由此出現(xiàn)了智能化中低壓配電系統(tǒng)， 目前在我國有很多的中低壓智能化監(jiān)控系統(tǒng)是基于傳統(tǒng)SCADA系統(tǒng)所 轉變而來的，盡管其能夠滿足基本的監(jiān)控功能，但是卻不能將電氣系統(tǒng) 自身的特點與要求充分地反映出來，因此開發(fā)并且推出滿足工業(yè)控制需 求以及具備高可靠性的中低壓配電系統(tǒng)逐漸成為了當前低壓電器設備 制造部門的首要任務。雖然這種智能化中低壓配電系統(tǒng)目前應用較為廣泛，但是因其價 格比較高，其主要應用在以下幾個方面：第一，變電站與電廠等發(fā)配電系 統(tǒng)

5、；第二，礦山、汽車制造、石油化工以及鋼鐵等一些重要的工業(yè)領域； 第三，地鐵、碼頭或者機場等一些基礎設施；第四，高層建筑、智能大廈 以及超級商場等一些大型的商業(yè)建筑或者住宅。目前該系統(tǒng)在上述這 些項目均得到了廣泛地應用，其用量也比較大，尤其是近年來隨著我國 經(jīng)濟需求量的快速增長，在中低壓配電系統(tǒng)中，所采用的產品均是進口 產品，同時對其的用量也會越來越大，在今后電力系統(tǒng)中，智能化中低壓 配電系統(tǒng)將會成為電力系統(tǒng)的主要發(fā)展趨勢。此外，在我國低壓成套裝置方面，其智能化配電系統(tǒng)也逐漸起步， 如廈門的電氣控制設備廠已經(jīng)成功開發(fā)出了可實施數(shù)據(jù)采集的馬達控 制中心，在天津夏利汽車工程中，所應用的動力柜以及低壓

6、配電柜均實 現(xiàn)了上位計算機控制，能夠集中監(jiān)控系統(tǒng)與設備的運行情況以及其出現(xiàn) 的各種故障等，但是就技術上而言，盡管我國已經(jīng)掌握了微處理器在電 控產品中的各種應用技術，同時也有一些新型的全數(shù)字產品出現(xiàn)，但是 能夠反映國際水平的智能控制器與智能化的低壓配電裝置還比較少，需 要加強對其的研究和探索。二、中低壓配電系統(tǒng)未來發(fā)展趨勢 智能化中低壓配電系統(tǒng)能夠實時采集各種數(shù)據(jù)、遠程操作和程序控制、各類報表與設備維護信息管理、故障分析、保護定制管理、數(shù)字通信以及事件記錄和告警等各項功能。由于中低壓配電系統(tǒng)直接面向控 制終端，其所需設備比較多且分布較為廣，同時在現(xiàn)場條件由比較復雜 等，在其未來發(fā)展中，智能化中低

7、壓配電系統(tǒng)應該實現(xiàn)可面向對象操作 模式，必須要具備很強的抗干擾能力。在該系統(tǒng)中，其主要的控制功能是由設備層中的智能化元件來完成 的，逐漸形成為了一種網(wǎng)絡集成式全分布的控制系統(tǒng)，能夠滿足系統(tǒng)運 行的可靠性、實時與快速等相關要求，智能化中低壓配電系統(tǒng)中低壓智 能化元件就其功能來講，大致可以分為以下幾種：開關的保護與控制、 電動機的控制以及電能質量的監(jiān)測等。（一）中低壓配電系統(tǒng)實現(xiàn)智能化與自動化的必要性 1.滿足國民經(jīng)濟發(fā)展與提高人們生活質量的相關要求。在現(xiàn)代社 會中，其供電質量的高低不僅反映出了一個國家或者地區(qū)的經(jīng)濟發(fā)展 情況、人們生活質量和水平，同時也是著影響其經(jīng)濟發(fā)展的一個重要因素。其中低壓配

8、電系統(tǒng)的智能化與自動化水平的高低直接決定其工業(yè)發(fā) 展的規(guī)模以及方向，只有實現(xiàn)中低壓配電系統(tǒng)的智能化與自動化，才可 在最大程度上提高其供電的質量，適應經(jīng)濟發(fā)展的需求與人們生活、生 產需求。2.實現(xiàn)中低壓配電系統(tǒng)的智能化以及自動化是電企業(yè)發(fā)展的重要 途徑之一。實現(xiàn)中低壓配電系統(tǒng)的智能化以及自動化，能夠有效減少故 障出現(xiàn)的次數(shù)，縮小其事故的范圍和縮短其事故的時間，為供電的恢復 和快速分析、報告事故原因提供相應的有效依據(jù)。同時還能提高電力系 統(tǒng)的整個經(jīng)濟效益，提高設備運行的安全性與可靠性，有效降低維護人 員的工作強度，在很大程度上能夠有效延長其使用的壽命。此外，更加 便于對各個用戶的供電情況與用電情況

9、進行直觀且全局的監(jiān)控，實現(xiàn)總 體的控制，為其管理提供更為詳盡與豐富的信息資料。3.能夠有效改善低壓配電系統(tǒng)的管理，對于負載輸入需求能夠快 速做出響應，同時在系統(tǒng)中可優(yōu)化分配能量的消耗，均衡負載以此降低 潛在的各種停車事件。按照系統(tǒng)內各設備的實際運行情況制定相應的維 修計劃，根據(jù)計劃來進行維修，從而有效減少其維修的成本。此外，還 可預報警潛在事故，并采取相應的處理措施以防止事故的擴大化，降低 其損失，隨時了解相關的故障信息，有效指導其維修工作?？赏ㄟ^報表 的方式或者圖形的方式將各個配電回路的運行情況或者系統(tǒng)內個設備 運行情況顯示出來，并且可以保存在磁盤上或者將其打印出來，在很大 程度上提高了其工

10、作的效率。（二）中低壓配電系統(tǒng)發(fā)展趨勢 從上述內容的闡述，我們可以得知，未來中低壓配電系統(tǒng)應該朝著 以下幾個方面發(fā)展；第一，功能更強、系統(tǒng)更加完善且可靠性更高等；第 二，應用更為靈活，編程更加容易以及控制更加簡便等；第三，通信協(xié)議 的開放性更強。實現(xiàn)低壓開關柜的自動化控制與智能化控制，可通過以下兩種方 式來完成：第一，在開關柜的周圍設置若干個PLC遠程終端站，將各馬 達控制回路與配電回路狀態(tài)以及電量參數(shù)直接采集到該PLC控制機中 來進行處理，通過PLC的I/O點來實現(xiàn)信號的控制。第二，在傳統(tǒng)低壓 開關柜中加裝相應的電量數(shù)據(jù)采集模塊，使其成為一種智能化的開關 柜，接著采集模塊單元再利用通信網(wǎng)絡將

11、數(shù)據(jù)傳送于上位計算機來進 行處理，同時還要接受上位計算機控制命令，這種方法可有效提高開關 柜以及配電系統(tǒng)的可靠性以及其性能等。在實現(xiàn)開關柜智能化與自動化 控制時，由于當前我國很多制造廠所生產的產品樣品較為簡單，筆者建 議可以參照國外同種類型產品的樣本來將其完整化，若條件允許的話， 應該采取自動開關級聯(lián)保護措施。畢業(yè)設計(論文)開題報告2.本課題的任務、重點內容、實現(xiàn)途徑 1） 本課題的任務作第一實驗樓變電所設計，完成高低壓變配電系統(tǒng)的設計；初步達到設備訂貨及土建施工對電專業(yè)的要求，變配電室的平面布置圖設計；根據(jù)各院系實驗設備對供電的要求完成各院系實驗室的配電和照明系統(tǒng)圖設計；各室的設備供電設計

12、只到室內配電箱，要求完成一個代表層的照明、墻面插座的配電平面布置圖設計。1）辦公室房間按照配置普通辦公設備：計算機、打印機和空調設備，人均使用面積按照8-10平方米考慮。2）實驗室按照每100平方米按照30KW負載設計，功率因數(shù)取0.75；有特別負荷要求的房間按照相關規(guī)范設計。60-90平方米的房間按照相鄰原則，可2-3個房間配置一個配電箱，配電箱考慮3回三相動力輸出，6回單項輸出；大余90平方米的房間，每個房間配置一個配電箱，配電箱考慮3回三相動力輸出，6回單項輸出；房間特別大的適當增加輸出回路數(shù)。3）照明按照相關規(guī)范由設計者定，降溫空調設施一般實驗室不配置，計算機室、辦公室和有重要的精密大

13、型貴重設備的部分實驗室配置空調。2）本課題重點內容 主要重點是強電部分設計。強電部分主要內容包括：低壓配電系統(tǒng)、照明系統(tǒng)及防雷接地系統(tǒng)的設計，其中包括負荷計算、照度計算等。3） 本課題實現(xiàn)途徑 根據(jù)設計的任務書，設計思路為先讀圖再設計，做到首先能夠讀懂別人的設計圖，了解建筑電氣施工圖基本的繪制方法，然后再進行全面的建筑電氣施工圖的設計。預期成果是一套比較完整的電氣設計原理圖和施工圖。首先進行配電系統(tǒng)的設計，然后再進行照明系統(tǒng)和防雷接地系統(tǒng)的設計。配電系統(tǒng)主要包括負荷的計算和導線的選擇，以及配電方式的選擇。主要說明負荷等級的劃分及對應的供電要求，負荷計算以及配電方式等內容的相關原理、原則、方法等

14、，并用單位容量法進行了負荷計算，確定各個系統(tǒng)照明負荷的容量、計算電流，以此選擇出了斷路器，導線。并依據(jù)文獻對負荷進行了分類，針對不同級別負荷及負荷大小采取了不同的配電方式，同時對動力設備進行了負荷計算，配電箱設計。照明部分主要說明光源、燈具選擇，照度計算，一般照明及應急照明等內容，防雷擊部分主要說明對直擊雷、側擊雷、雷電感應等的防護以及接地系統(tǒng)的方式。主要步驟的具體實現(xiàn)方法： 1.負荷計算：按需用系數(shù)法確定計算負荷，用電設備容量乘以需用系數(shù)和同時系數(shù),直接出計算負荷。確定各用電設備容量之后，分別計算出電設備組的計算負荷、多個用電設備組的計算負荷。計算公式如下： 用電設備組計算負荷： （1.1）

15、 （1.2） （1.3）配電干線計算負荷 （1.4） （1.5） （1.6） （1.7）式中 W-單位面積功率（W/m2）S- 供電面積（） -同時系數(shù) -需要系數(shù) Q-用電設備組無功功率（KVA） P-用電設備組有功功率（W） （2） 導線的選擇:電纜選擇原則是（1）根據(jù)計算負荷電流選斷路器整定值（2）根據(jù)斷路器整定值選電纜;（3）導線及斷路器選擇時要前后級之間相互配合,前一級斷路器整定值至少比下一級斷路器整定值高一級;（4）動力設備考慮自啟動影響,斷路器整定時要選高一級數(shù)值。配電網(wǎng)絡導線和電纜選擇的原則，一般按照下列原則進行：1、按使用環(huán)境和敷設方法選擇導線和電纜的類型。2、按機械強度選擇

16、導線的最小允許截面。3、按允許載流量選擇導線和電纜的截面。4、按電壓損失校驗導線和電纜的截面。按上述條件選擇的導線和電纜具有幾種截面時，應取其中較大的一種。 （3）配電網(wǎng)絡導線和電纜的選擇，一般有下列幾種方法：按允許載流量選擇導線和電纜的截面。按電壓損失校驗導線和電纜的截面。按經(jīng)濟電流密度選擇導線和電纜的截面。按機械強度選擇導線的最小允許截面。高層建筑低壓配電系統(tǒng)的確定，應滿足計量、維護管理、供電安全及可靠性的要求。應將照明與電力負荷分成不同的配電系統(tǒng)；消防及其他防災用電設施的配電宜自成體系。實驗室照明白天以自然采光為主，并避免眩光。并采用熒光燈作為人工照明方式，熒光燈的長軸平行于學生的主視線

17、，保證桌水平面的平均照度不小于200LX，均勻度為0.7，教室黑板設置局部照明，其垂直照度不小于300LX，均勻度為0.7。燈具均采用電子鎮(zhèn)流器，保證單燈功率因數(shù)不小于0.9。（3）建筑物的防雷設計，應根據(jù)國家標準建筑防雷規(guī)范進行設置。設置的目的是為了保證建筑物內的人身安全；防止直接雷破壞建筑物，保護建筑物內部的危險物品、貴重物品、機電設備、易燃物品、電器設備不致因雷擊而燒毀和損壞。 （4）配電方式設計：對于容量較大的集中負荷或重要負荷宜從配電室以放射式配電；對各層配電間的配電宜采用下列方式之一。(1)工作電源采用分區(qū)樹干式，備用電源也采用分區(qū)樹干式或由首層到頂層垂直干線的方式.(2)工作電源

18、和備用電源都采用由首層到頂層垂直干線的方式.(3)工作電源采用分區(qū)樹干式，備用電源取自應急照明等電源干線。低壓配電線路采用放射式、樹干式、環(huán)式及鏈式四種接線法。 放射式系統(tǒng)：特點配電線故障互不影響,供電可靠性較高,適用于一級負荷配電。配電設備集中,檢修比較方便；缺點是系統(tǒng)靈活性較差,導線消耗量較多。此配電方式經(jīng)常用在設備容量大、負荷集中或重要的用電設備以及有腐蝕性介質和爆炸危險等場所不宜配電及保護起動設備放在現(xiàn)場者。以免影響其他用戶正常用電。環(huán)形系統(tǒng)環(huán)形線路運行時都是開環(huán)的放射式線路，提高了供電可靠性，當一回線路故障或檢修時，可以將該線路與電源斷開，而該處的負荷仍可得到供電. 樹干式系統(tǒng)：特點樹干式配電系統(tǒng)總長度小,也就是可以節(jié)約有色金屬、比較經(jīng)濟；供電點的回路數(shù)量較少,配電設備也相應減少；配電線路安裝費用也相應減少。存在缺點是干線發(fā)生故障時影響范圍大,供電可靠性較差,相比較導線截面積較大。一般很少采用樹干式配電，往往采用放射式與樹干式混合使用。接線圖見下圖2-3鏈式系統(tǒng)：特點與樹干式有相似之處，這種供電形式適用與距配電柜較遠而彼此相距又較近的不重要的容量較小