杭州市一类高层商住楼小区10KV变电所设计专业电气工程及其自动化_开题报告

一、文献综述

（一）课题背景

随着社会发展和城市化的进程加快，负荷密度越来越高，城市用地越来越紧张，城市配电网逐步由架空线向电缆过渡，架杆方式安装的配电变压器越来越不适应人们的要求。因此，10kv变电站成为主要的配电设备之一。其次人们对供电质量尤其是供电的可靠性要求越来越高，因而采用高压环网、低压网自动投切等先进技术的变电站成为首选的配电设备。

变电所是电力系统中对电能的电压和电流进行变换、集中和分配的场所，是电力系统中电能传输必不可少的环节，起着桥梁的作用。变电所是电力配送的重要环节，也是电网建设的关键环节。变电所设计质量的好坏，直接关系到电力系统的安全、稳定、灵活和经济运行。为满足城镇负荷日益增长的需要，提高对用户供电的可靠性和电能质量，就需要做到变电所整体的稳定、可靠并采取相应的措施提高供电可靠性和提高电能质量。

10kv供电电源拟采用高压环网供电，低压重要负荷回路采用自动投切换。高压环网供电正常时供电回路开环运行，回路中任一个负荷都由一个电源供电，一旦一个电源故障，另一个电源自动或手动投入运行。这种方式在一定程度上能保证负荷的供电可靠性，越来越广泛的运用。

（二）设计的基本要求

在电力系统设计中，应贯彻国家个项方针政策，遵照有关的设计技术规定。从整体出发，深入论证设备布置的合理性，论证其安全可靠性和经济性，并对此进行必要的计算。要求高压直接进入负荷中心，形成高压受电—变压器降压—低压配电的供电格局，所以供配电要向节地、节电、凑型、小型化、无人值守的方向发展。

10kv变配电所涉及尚需注意近期电量与远期电量预留的关系，发电、输电、变电工程的协调。并为电力系统继电保护、安全自动装置及以下一级电压的系统设计创造条件。

依据《杭州市住宅工程户内外配电设计技术规定》，本工程一类高层住宅建筑，其消防用电负荷、应急照明、航空障碍照明、走道照明、值班照明、安防系统、电子信息设备机房、客梯、排污泵、生活水泵为一级负荷。住宅户内的用电设备为三级负荷。一级负荷及二级负荷均应由双电源供电。配电方式采用10kV 双电源，双台小区变，0.4kV 低压双路常供，采用末端双电源切换供电。

（三）本次设计的主要内容

本次住宅小区供配电系统的设计是根据杭州市萧山区某商住楼小区的规划而设计的。本小区位于杭州市萧山区，冬暖夏热，地理位置位于市中心，人口密集，交通方便。小区北面临河，其余三面临市政道路，西面有市政埋地两路10kv电源，施工方便。小区总共有8栋一类高层建筑。其包含4栋28层高层住宅楼房，4栋28层高层商住楼房，其中商住楼房1至2层为商铺，其余为住宅楼层。商住楼房两梯四户，每个楼层有4家住户。住宅楼房两梯三户，每个楼层有3家住户。本小区住宅总户数为728户，商铺总户数为42家。小区住宅户内面积包含88方、108方、135方三个户型，住宅总建筑面积约7.5万方，商铺总面积约1万方。此外小区有大型地下车库1座，包含600多个车位。小区用电分为生活用电（包含居民住宅用电）、商业用电、公共用电（包含楼道照明，电梯配电、水泵配电等）和道路照明用电及景观用电（包括小区内主、次干道，建筑装饰照明等）。

本次设计的主要内容是结合相关的设计手册，辅助资料和国家有关的规程。本小区上一级电源引自110kv变电站，变电站内二台主变容量均为50MVA，短路阻抗均为12%，距离本小区约2公里，沿市政道路旁管线埋地敷设至本小区。本小区内地上一层设一座10kv开闭所(开闭所设计总容量为1.6万kva)作为小区低压变配电房电源。小区地下室设置三座10kv变配电房，各设2台1000kvA变压器。小区开闭所电源引自西面市政2路10kv电源，线缆采用YJV22-3x185，埋地敷设至开闭所后，再通过地下室高压桥架敷设至地下三个10kv变配电房内，本次设计只涉及地下10kv变配电所。变配电房采用低压侧集中无功功率自动补偿，补偿后功率因数不小于0.9。本工程用电负荷约4607kw，视在容量为5219kva，其中一级负荷（公共用电、电梯用电、地下室用电）约634kw，一级消防用电为290kw，三级负荷（住宅户内用电）约3973kw。

地下室变配电房至各住宅配电箱低压供电，采用地下室金属桥架敷设至各建筑物电井，通过电井内竖向金属桥架敷设至各电表箱、住宅户内箱，变配电房供电半径不大于200m。本配电系统接地形式采用TN-S系统，进户处设重复接地。采用综合接地方式，接地利用建筑物基础作接地极，综合接地电阻不大于1Ω。

    负荷计算表如下：

用电设备组

Pe(kW)

Kx

COSΦ

Pjs

Qjs

Sjs

负荷等级

备注

照明配电

1#楼商铺

180

0.80 

0.90 

144.0

69.7 

160.0 

三

1#楼住宅

832

0.60 

0.90 

499.2

241.8 

554.7 

三

2#楼商铺

135

0.80 

0.90 

108.0

52.3 

120.0 

三

2#楼住宅

832

0.60 

0.90 

499.2

241.8 

554.7 

三

3#楼商铺

180

0.80 

0.90 

144.0

69.7 

160.0 

三

3#楼住宅

832

0.60 

0.90 

499.2

241.8 

554.7 

三

4#楼商铺

135

0.80 

0.90 

108.0

52.3 

120.0 

三

4#楼住宅

832

0.60 

0.90 

499.2

241.8 

554.7 

三

5#楼住宅

624

0.60 

0.90 

374.4

181.3 

416.0 

三

6#楼住宅

624

0.60 

0.90 

374.4

181.3 

416.0 

三

7#楼住宅

624

0.60 

0.90 

374.4

181.3 

416.0 

三

8#楼住宅

624

0.60 

0.90 

374.4

181.3 

416.0 

三

1~8#公共照明

8x10

0.80 

0.90 

64.0

31.0 

71.1 

一

1~8#应急照明

8x6

1.00 

0.90 

48.0

23.2 

53.3 

一

地下室公共照明

50

0.80 

0.90 

40.0

19.4 

44.4 

一

地下室应急照明

25

1.00 

0.90 

25.0

12.1 

27.8 

一

景观用电

50

0.80 

0.90 

40.0

19.4 

44.4 

三

小计

6504

4150.4

2010.1 

4611.6 

动力配电

1~8#楼电梯

8x30

0.80 

0.75 

195.0

172.0 

260.0 

一

生活水泵

20

0.90 

0.75 

18.0

15.9 

24.0 

一

潜污泵

30

0.80 

0.75 

24.0

21.2 

32.0 

一

汽车充电桩

250

0.80 

0.75 

200.0

176.4 

266.7 

一

其他动力

20

1.00 

0.80 

20.0

15.0 

25.0 

一

小计

320.0 

457.0 

400.4 

607.7 

消防负荷

1~8#楼消防电梯

8x15

0.80 

0.75 

96.0

84.7 

128.0 

一

不计入总负荷

排烟风机

120

1.00 

0.80 

120.0

90.0 

150.0 

一

不计入总负荷

消火栓泵

37

1.00 

0.80 

37.0

27.8 

46.3 

一

不计入总负荷

喷淋泵

37

1.00 

0.80 

37.0

27.8 

46.3 

一

不计入总负荷

其他消防设备

30

1.00 

0.80 

30.0

22.5 

37.5 

一

不计入总负荷

小计

194.0 

290.0 

202.4 

324.3 

一

不计入总负荷

总计

4607.4

2410.5

5219.2

二、^范文提纲

1.绪论

1.1.变电所设计依据及规范

1.2.用户原始资料 

2.负荷计算及变压器选择

2.1.负荷的分类

2.2.负荷的详细计算与确定

2.3.无功功率补偿的计算

2.4.变电所位置和变压器型式的选择

3.变电所主接线方案设计

3.1.变电所主接线方案

3.2.进出线设计及说明

3.3.导线截面选择

4.短路电流的计算

4.1.绘制短路计算电路

4.2.短路计算基本过程

4.3.主要电气设备的选择及校验

5.主要电气设备的继电保护设计

5.1.主变压器保护选择原则

5.2.主变压器继电保护图

5.3.进线保护设计

防雷及接地装置设计

6.1.变电所防雷保护

6.2变电所接地装置设计

^范文小结

三、参考文献

著作：

[1]勒龙章.电网无功补偿实用技术[M].北京：中国电力出版社.2007:17-68

[2]熊信银.发电厂电气部分（第三版）[M].北京：中国电力出版社.2001:64-178

[3]水利电力部西北电力设计院.电力工程电力设计手册[M].北京：水利电力出

版社.1989. 

[4]丁毓山、雷振山. 中小型变电所使用设计手册[M]. 北京：中国水利水电出

版社.2000.

[5]张保会,尹项根.电力系统继电保护[M]. 北京：中国电力出版社.2010:77-121

[6]傅知兰.电力系统电气设备选择与实用计算[M]. 北京：中国电力出版社.2004 

[7]郭永基.电力系统可靠性分析[M]. 北京：清华大学出版社.2003.

[8]李隆淳.浅析变电站的防雷保护设计[J].金卡工程（经济与法）.2010

[9]解广润.电力系统过电压[M]. 北京：水利电力出版社.1991

[10]李小龙.我国变电站设计的研究现状与发展趋势[J].黑龙江科技信息.2010.

[11]Stanley H.Horowitz、Arun G.Phadke. Power System Relaying[M]. 

WileyBlackwell.2008.