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1、供配电系统设计与分析 网络高等教育本 科 生 毕 业 论 文（设 计） 题 目： 供配电系统设计与分析 学习中心：广东河源职业技术学院奥鹏学习中心层 次： 专科起点本科 专 业： 电气工程及其自动化 年 级： 2015 年 春 季 学 号： 学 生： 指导教师： 康永红 完成日期： 2016 年11月18日 14内容摘要随着我国经济不断发展，电力行业也不断发展，电力已经和人民群众的生活密不可分，为了能把优质的电能从发电厂送到千家万户，这就需要有一个良好的输配电力网络，电力系统由发电、变电、输电、配电和用电等环节组成的电能生产与消费系统 。工厂用电量的迅速增长，对电能质量、供电的可靠性能指标也日
2、益提高。而变电所是电力系统中重要环节，变电站能否正常运行关系到电力系统的稳定和安全，尤其是现在居民、企业对供电的安全可靠性要求越来越高，因此设计安全、可靠、优质、经济的变电所是至关重要的。本文首先介绍了选题的背景与意义，然后介绍了国内外的发展现状，列举了负荷预测的方法及特点，对高压、低压配电进行了规划。关键词：配电网；配电规划；输电网络目 录内容摘要I1 绪论11.1 课题的背景及意义11.1.1供配电系统概述11.1.2供配电系统的意义21.2 国内外发展现状31.2.1 国外供配电发展现状31.2.2 我国供配电发展现状31.3 本文的主要内容42 负荷预测的方法及特点52.1 单耗法52
3、.2趋势外推法52.3弹性系数法52.4回归分析法62.5时间序列法62.6灰色模型法62.7德尔菲法72.8专家系统法72.9神经网络法72.10优选组合预测法72.11小波分析预测技术83 高压配电规划93.1 高压配电规划要求93.2 高压配电中需注意的问题94 中压配电规划114.1 引言114.2 主电路设计中压配电网络规划的步骤115 结 论14参考文献151 绪论1.1 课题的背景及意义 1.1.1供配电系统概述供配电系统由总降压变电所（高压配电所）、高压配电线路、车间变电所、低压配电线路及用电设备组成。下面分别介绍几种不同类型的供配电系统。1一次变压的供配电系统（1） 只有一个
4、变电所的一次变压系统。对于用电设组成较少的小型工厂或生活区，通常只设一个将610kV电压降为380V/220V电压的变电所，这种变电所通常称为车间变电所，图1-1a所示为装有一台电力变压器的车间变电所，图1-1b所示为装有两台电力变压器的车间变电所。图1-1（2） 拥有高压配电所的一次变压供配电系统，一般中小型工厂，多采用610kV电源进线，经高压配电所将电能分配给各个车间变电所，由车间变电所再将610kV电压降至380V/220V，供低压用电设备使用；同时，高压用电设备直接由高压配电所的610kV母线供电。高压深入负荷中心的一次变压供配电系统。某些中小型工厂，如果本地电源电压为35kV，且工
5、厂的各种条件允许时，可直接采用35kV作为配电电压，将35 kV线路直接引入靠近负荷中心的工厂车间变电所，在由车间变电所一次变压为380/220V，供低压用电设备使用。2二次变压的供配电系统 大型工厂和某些电力负荷较大的中型工厂，一般采用具有总降压变电所的二次变压供电系统。该供配电系统，一般采用35110kV电源进线，先经过工厂总降压变电所，将35110kV的电源电压降至610kV，然后经过高压配电线路将电能输送到各车间变电所，在将610kV的电压降至380/220V，供低压用电设备使用；高压用点设备则直接由总降压变电所的610kV母线供电。这种供配电方式称为二次变压的供配电方式。3低压供配电
6、系统 某些无高压用电设备且用电设备总容量较小的小型工厂，有时也直接采用380/220V低压电源进线，只需设置一个低压配电室，将电能直接分配给各车间低压用电设备使用。1.1.2供配电系统的意义电能是现代工业生产的主要能源和核心动力。电能既易于由其它形式的能量转换而来，又易于转换为其它形式的能量以供应用；电能的输送的分配既简单经济，又便于控制、调节和测量，有利于实现生产过程自动化。因此，电能在现代工业生产及整个国民经济生活中应用极为广泛。在企业工厂里，电能虽然是工业生产的主要能源和动力，但是它在产品成本中所占的比重一般很小（除电化工业外）。电能在工业生产中的重要性，并不在于它在产品成本中或投资总额
7、中所占的比重多少，而在于工业生产实现电气化以后可以大大增加产量，提高产品质量，提高劳动生产率，降低生产成本，减轻工人的劳动强度，改善工人的劳动条件，有利于实现生产过程自动化。从另一方面来说，如果工厂的电能供应突然中断，则对工业生产可能造成严重的后果。 可见，做好工厂供电工作对于发展工业自动化生产，实现工业现代化，具有十分重要的意义。由于能源节约是工厂供电工作的一个重要方面，而能源节约对于国家经济建设具有十分重要的战略意义，因此做好工厂供电工作，对于节约能源、支援国家经济建设，也具有重大的作用。随着科学技术的发展和人民生活水平的不断提高，人们对有关供照明、配电、消防、防雷接地、通信等系统的要求越
8、来越高，使得建筑开始走向高品质、多功能领域，并进一步向多功能的纵深方向和综合应用方向发展。而合理的供配电系统设计不仅节省一次性的投资，而且对提高供电质量、节约大量的电气材料、节约运行中的电能、便于日常运行管理和维修等都具有较大的现实意义。利用建筑电气及自动化相关知识从而使建筑电气的安全性，可靠性达到更高的标准，体现当代办公环境的智能化，为人们提供了一个快捷、舒适的办公和生活环境。本建筑电气设计是在认真执行国家技术经济政策和有关国家标准和规范的前提下，进行民用建筑电气设计，并满足保障人身、设备及建筑物安全、供电可靠、电能节约、技术先进和经济合理，具有较大的现实意义。1.2 国内外发展现状1.2.
9、1 国外供配电发展现状现在国外许多办公建筑将供配电系统控制、电气照明控制、给排水系统控制、空调系统控制、设备维修管理等多方面内容综合到一个系统中。特别是工业发达国家已经逐步形成了一批定型的智能化供配电系统产品，这种智能化的供配电系统除了具备常规供配电系统应有的功能外，还有很多其他的功能，比如：远程自动监测变配电设备的运行状况和运行参数，远程控制或自动控制变配电设备的运行，与楼宇自控系统或者建筑设备监控系统通信联网等功能。我国对于建筑供配电和照明方面虽然起步较晚，但是我国政府主管部门高度重视并引导建筑供配电技术的正确发展，组织相关专业的专家进行深入研究，同时还引进国外先进建筑供配电和照明技术。从
10、而大大提升了我国建筑供配电的安全可靠、照明系统的节能高效环保。1.2.2 我国供配电发展现状在我国电力工业发展的过程中，长期以来存在着“重发轻供不管用”的倾向，致使大多数配电系统网架薄弱。近年来，经济的持续发展和人民生活水平的不断提高使得配电系统的问题更加严峻。配电系统是整个电力系统的重要组成部分。资料显示，配电系统的投资费用大约占整个电力系统投资的40，对于采用地下电缆的城市配电系统，这个比例更大。而且，由于配电系统电压低且分布广，相对于输电系统有更多的线路损耗，有时高达整个系统线损的85。怎样通过优化规划与设计尽量降低配电系统的投资费用和运行费用，具有显著的经济意义。另外，配电系统是电力系
11、统到用户的最后一环，与用户的联系最紧密，配电系统的安全、可靠、经济的运行不仅关系到电力公司的经济效益，而且对于提高用户的满意度和树立良好的公司形象有着重要意义。因此，为了找到最合理的设计方案，必须对新建和扩建的配电网进行科学的规划。科学的规划对于指导配电网建设和改造至关重要，对电网的经济建设、合理布局以及提高供电可靠性具有重大指导意义。1.3 本文的主要内容本文研究的是介绍供配电系统设计与分析。全文共分为5章，各章内容简介如下：第一章绪论，简述课题的背景和意义、论题的国内外发展现状，介绍论文的主要内容；第二章负荷预测的方法及特点；第三章高压配电规划；介绍了高压配电规划要求以及高压配电中需注意的
12、问题；第四章中压配电规划；本文最后对全文进行总结，并指出了研究课题的未来发展方向。2 负荷预测的方法及特点负荷预测是从已知的用电需求出发，考虑政治、经济、气候相关因素，对未来的用电需求做出的预测。负荷预测包括两方面的含义：对未来需求量(功率)的预测和未来用电量(能量)的预测。电力需求量的预测决定发电、输电、配电系统新增容量的大小；电能预测决定发电设备的类型(如调峰机组、基荷机组等)。负荷预测的目的就是提供负荷发展状况及水平，同时确定各供电区、各规划年供用电量、供用电最大负荷和规划地区总的负荷发展水平，确定各规划年用电负荷构成。2.1 单耗法按照国家安排的产品产量、产值计划和用电单耗确定需电量。
13、单耗法分“产品单耗法”和“产值单耗法”两种。采用“单耗法”预测负荷前的关键是确定适当的产品单耗或产值单耗。从我国的实际情况来看，一般规律是产品单耗逐年上升，产值单耗逐年下降。单耗法的优点是：方法简单，对短期负荷预测效果较好。缺点是：需做大量细致的调研工作，比较笼统，很难反映现代经济、政治、气候等条件的影响。2.2趋势外推法当电力负荷依时间变化呈现某种上升或下降的趋势，并且无明显的季节波动，又能找到一条合适的函数曲线反映这种变化趋势时，就可以用时间t为自变量，时序数值y为因变量，建立趋势模型yf(t)。当有理由相信这种趋势能够延伸到未来时，赋予变量t所需要的值，可以得到相应时刻的时间序列未来值。
14、这就是趋势外推法。应用趋势外推法有两个假设条件：假设负荷没有跳跃式变化；假定负荷的发展因素也决定负荷未来的发展，其条件是不变或变化不大。选择合适的趋势模型是应用趋势外推法的重要环节，图形识别法和差分法是选择趋势模型的两种基本方法。外推法有线性趋势预测法、对数趋势预测法、二次曲线趋势预测法、指数曲线趋势预测法、生长曲线趋势预测法。趋势外推法的优点是：只需要历史数据、所需的数据量较少。缺点是：如果负荷出现变动，会引起较大的误差。2.3弹性系数法弹性系数是电量平均增长率与国内生产总值之间的比值，根据国内生产总值的增长速度结合弹性系数得到规划期末的总用电量。弹性系数法是从宏观上确定电力发展同国民经济发展的相对速度，它是衡量国民经济发展和用电需求的重要参数。该方法的优点是：方法简单，易于计算。缺点是：需做大量细致的调研工作。2.4回归分析法回归预测是根据负荷过去的历史资料，建立可以进行数学分析的数学模型。用数理统计中的回归分析方法对变量的观测数据统计分析，从而实现对未来的负荷进行预测。回归模型有一元线性回归、多元线性回归、非线性回归等回归预测模型。其中，线性回归用于中期负荷预测。优点是：预测精度较高，适用于在中、短期
