大江东红黄蓝幼儿园10KV0.4KV变电所电气设计_开题报告

一、课题目的和意义

随着社会的不断发展，电能变得越来越重要，它是现代工业生产的主要能源和动力，也是人们日常生活中不可或缺的一部分,人们对电力供应的要求越来越高，特别是供电的稳定性，可靠性和持续性。变电所是电力系统的重要组成部分，具有变换电压，接受和分配电能，控制电力的流向和调整电压等作用。其供电设计的好坏不仅影响电能的质量，还会影响整个电力系统的运行，因此，对变电所进行合理的设计非常重要。

本次以大江东红黄蓝幼儿园的10KV/0.4KV变电所设计作为^文档设计的课题。通过本次设计，可以对电气工程及其自动化专业的主干课程有一个全面，系统的掌握，增强理论联系实际的能力，提高工程意识，锻炼独立分析和解决电力工程设计问题的能力，同时对电力行业的有关政策，方针，技术规范有一定的了解，为今后的实际工作奠定基础。

二、国内外现状及发展趋势

由于现代科学技术的发展，电力网容量的增大，电压等级的提高，综合自动化水平的需求，使变电所设计问题变得越来越复杂，除了常规变电所之外，还出现了微机变电所，综合自动化变电所，小型化变电所和无人值守变电所等，变电所逐渐朝着数字化，装配化，智能化和自动化的方向发展。

尤其是计算机及网络技术的迅速发展，电力系统的变电技术有了新的飞跃，变电所设计出现了一些新的趋势。（1）变电所接线方案趋于简单。随着制造厂生产的电气设备质量的提高以及电网可靠性的增加，特别是国外一些知名厂家生产的超高压断路器均可达到20年不大修，更换部件费时也很短，为了进一步控制工程造价，提高经济效益，接线方案越来越简单化。（2）大量采用新的电气一次设备。近年来电气一次设备制造有了较大发展，变电所设计的电气设备档次不断提高，配电装置也从传统的形式走向无油化，大量高性能，体积小的新型设备不断出现，特别是SF6气体绝缘环网开关设备，以其不受高海拔、凝露、污秽、小动物及化学物质等外界环境影响，体积小，免维护等优点，在城市商业中心，工业集中区，学校，机场，高速公路等供电可靠性较高的配电系统中，得到了广泛的应用。（3）变电所综合自动化系统近几年一直是电力建设的一个热点。无论国内国外，还是从管理方，运行方及设计单位对于变电所实现综合自动化均取得了共识。伴随着计算机技术，网络技术和通信技术的发展，变电所开始采用新型的全分散式变电所自动化系统。数据采集及处理，遥控命令执行和继电保护功能等均由现场单元部件独立完成，并将这些信息通过网络送至后台主计算机。变电所中不再具有规模庞大的测控屏和大量连接电缆，全部测控装置放在就地，而在控制室，可能就只是一个计算机显示器甚至仅为一台临时监视、操作使用的便携机。全分散式变电站自动化系统的实现尤其依托于计算机网络技术，通过引进先进的网络技术，使得自动化系统的实现更加简单，性能也大大优于以往的系统，并可以解决以往系统中信息传输的实时性和容量问题。

课题原始资料

1.项目现状及供配电要求

大江东红黄蓝国际幼儿园项目位于杭州大江东产业集聚区核心区块，小泗埠横河与规划三号路交叉口东北角，由杭州大江东产业集聚区社会发展局开发建设。该幼儿园建成后将采用国际化教育理念，中英文双语混合教育模式，开办18个班，并配套6个亲子班，预计能满足700余名适龄儿童的入学需求。幼儿园由1栋6层办公楼（即A楼），1栋3层教学楼（即B楼），1栋3层教师宿舍楼（即C楼）及连廊式配套用房组成。占地面积2984.6平方米，总建筑面积13679.2平方米，其中地上建筑面积9686.7平方米，地下建筑面积3992.5平方米。园区平面布置图详见图3.1。在园区A楼一层北侧设置有一个配电房，低压配电系统采用220/380V放射性供电方式，低压出线先以电缆在电缆桥架内敷设的方式为各个区域及功能单元的总动力箱供电，总动力箱再通过强电井或直接埋地敷设的方式引至下一级动力箱，逐级供电，进而满足整个园区的供电要求。

图3.1 幼儿园平面布置图

2.变电所设计依据及规范

该课题依据国家电力行业设计相关规程规范开展设计，参照规范如下：

《供配电系统设计规范》  GB50052-2009

《低压配电设计规范》  GB50054-2011

《建筑照明设计标准》  GB50034-2013

《教育建筑电气设计规范》  JGJ310-2013

《托儿所、幼儿园建筑设计规范》  JGJ39-2016

《电力设施抗震设计规范 》  GB50260-2013

《民用建筑电气设计规范》  JGJ16-2008

《火灾自动报警系统设计规范》  GB50116－2013

《建筑物防雷设计规范》  GB50057-2010

《通用用电设备配电设计规范》  GB50055—2011

《浙江省消防技术规范难点问题操作指南》

浙江省《普通幼儿园建设标准》  DB33/1040-2007

3.环境基本情况

该园区位于杭州大江东产业集聚区核心区块，根据当地气象部门统计，基本情况见表3.1。

表3.1 气象情况统计表

气象条件组合

数据

海拔高度（m）

41.7

最高环境温度（℃）

39.9

最低环境温度（℃）

-9.6

土壤中0.7~1.0m深处一年中最热月平均温度（℃）

27.7

日照强度（W/cm2）

0.1

土壤热阻系数

1.2

最大风速（持续2~3分钟）（m/s）

25

雷暴日（日/年）

40

抗震设防烈度（度）

6

4.供电电源

根据幼儿园与当地电力供电距签订的供电协议，拟由当地供电部门变电站引入双路10KV电源,以电缆埋地引入本工程10kV开关站。主供电源一引自110kV启江变10kV金凌305线智谷站幼园一分线(备用3#间隔)，距配电房约800米，接入点系统短路容量为208MVA；主供电源二引自110kV启江变10kV可月294线智谷站幼园二分线(备用11#间隔)，距配电房约700米，接入点系统短路容量为208MVA。

5.负荷情况

园区中排烟风机、应急照明等消防设备,地下室车库照明等为二级负荷，其它照明配电及设备动力负荷均为三级负荷。其中设备动力负荷为三相电380V，照明配电为单相电220V。各单元负荷情况见表3.2。

表3.2 计算负荷统计表

编号

负荷名称

用电负荷容量(KW)

需要系数Kx

功率因数cosφ

功率因数相对应的正切值tanφ

有功功率Pc(KW)

无功功率Qc(Kvar)

视在功率Sc（KVA）

1

A楼照明空调用电

336.16

0.7

0.8

0.75

235.31

176.48

294.14

2

B楼照明空调用电

216.40

0.7

0.8

0.75

151.48

113.61

189.35

3

C楼照明空调用电

195.80

0.7

0.8

0.75

137.06

102.80

171.33

4

食堂用电

120.00

0.6

0.8

0.75

72.00

54.00

90.00

5

电梯用电

21.00

1

0.6

1.33

21.00

27.93

34.94

6

变电所用电

15.00

0.9

0.8

0.75

13.50

10.13

16.88

7

地下一层用电

82.50

0.7

0.8

0.75

57.75

43.31

72.19

8

消防照明及消控室用电

105.00

0.9

0.8

0.75

94.50

70.88

118.13

9

室外泛光照明用电

50.00

0.6

0.8

0.75

30.00

22.50

37.50

10

模块化空气源热泵热水机组用电

75.60

0.7

0.8

0.75

52.92

39.69

66.15

11

保安室用电

15.00

0.8

0.8

0.75

12.00

9.00

15.00

12

总计

1232.46

877.52

670.33

1105.61

有功功率同时系数取0.9，无功功率同时系数取0.93

789.77

623.41

1006.17

B. ^范文提纲格式

一、绪论

（一）项目现状及供配电要求

（二）变电所设计依据及规范

（三） 用户原始资料

二、负荷计算及变压器选择

（一）负荷计算

（二）无功功率补偿

（三）变压器的选择

三、变电所主接线方案设计

（一）变电所主接线方案

（二）进出线设计及说明

（三）导线截面选择

四、短路电流的计算

（一）绘制短路计算电路

（二）短路计算基本过程

（三）主要电气设备的选择及校验

五、主要电气设备的继电保护设计

（一）主变压器保护选择原则

（二）主变压器继电保护图

（三）进线保护设计

六、防雷及接地装置设计

（一）变电所防雷保护

（二）接地电阻及其接地装置设计

C. 参考文献

[1] 中国航空工业规划设计研究院.工业与民用配电设计手册[M].北京：中国电力出版社，2005

[2] 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(32):55.

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[4]杜芳.浅析10KV变配电所主要一次、二次电气设备的选择[J].冶金管理,2019(03):60+84.

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[12] 供配电系统设计规范.GB50054，2009