浅谈工业供配电设计中需要注意的问题

武海旺

（太原理工大学建筑设计研究院，山西 太原 030024）

供配电设计在工程设计中占有十分重要的地位，下面根据一些设计经验以及资料查询，浅谈工业供配电设计中需要注意的问题。

开闭所变电所的分布。①尽量接近负荷中心。②供电半径小于等于250 m为宜，尽量不要超过300 m。③超过300 m一定要进行电压损失计算。一般按5%校验，个别不常开的电动机可按7%校验。

工艺装置区设有配电室的一定要充分利用。比如一般照明电源、检修电源、普通轴、流风机、潜水泵等，都可二次配电。一方面可节省电缆和设备，另一方面使保护易于配合。

对于工艺装置的主流用电设备供电（连续生产牵动全局的重要设备用电），如果距离不太远，最好从开闭所之附属变电所或独立变电所直配。这样供电更可靠，事故处理更及时。软起器用的少，智能开关用的也少，保护配合也容易解决。

双电源切换开关应当用四极。相线零线一块投切。距变电所较近的双电源切换开关的上侧可不装隔离刀闸。

空开选择要合理。其脱扣器电流要小于导体允许电流而大于回路计算电流。尽可能用空开过电流保护兼作单相接地保护，若满足不了灵敏度要求可加低压综合保护器。

大的配电回路尽可能用智能开关三段保护。（配电回路统一用五线制）保护配合问题，通常瞬动电流上级为下级的1.66～2倍；短延时电流上级为下级的1.2～1.25倍（短延时级差一般为0.15 s）。若为三级，则末级瞬动，中间级0.15 s，电源级0.3 s。电源级还要装速断，其电流整定为出口短路，不影响选择性。

变压器低压受电总开关。长延时整定电流为1.05～1.1倍变压器二次额定电流，延时48 s；短延时整定电流为2倍变压器额定电流，延时0.4 s；瞬断可不装（考虑和由母线引出的馈线开关配合问题，当然这已考虑了与高压保护的配合。）。

母联开关。定值可取进线开关定值的约2/3，低压短延时可为 0.3～0.4 s。

配电变压器接线组别为DYN11的，其零线上可不装零序电流互感器，因为低压零序电流较大，其高压过电流保护兼作低压单相接地保护，灵敏度能满足要求。

我们设计的所有化工企业，几乎全是双电源供电，两变压器分裂运行，单母线分段接线，设有母联备自投，个别还有自启动。故变压器的选择，应按事故情况下能带全部负荷考虑（三类负荷除外）。

交流接触器的选择，比厂家推荐的要大一级为宜。（现场实践告诉我们，交流接触器在所有配电元件中损坏机率最大。）

电流表电压表以常用指示表为好。直观醒目，不必用智能表计。

变电所配电母线应按经济电流密度选择。铜母线电流密度以1.5 A/mm2为宜。

独立避雷针必须单独接地。多层建筑屋顶避雷网的引下线应直接与地面接地网相连，屋内各层的电器设备接地最好从地面接地网上单独接引，若建筑物周边有均压环也可与之相连。

所谓全厂接地网是应以变电所接地系统为中心，以全厂供电桥架（金属）和工艺管架为主线，并与各工号的接地网相连，构成全厂接地网系统。从变电所引至电动机均带有 PE线，PE线和供电桥架工艺管架连成一体，构成全厂接地网系统。

开闭所、变电所、配电室的条件图应注意：①油变压器室、电容器室、电缆井间要用实体砖垒砌。②电缆夹层净高不宜大于1.8 m，（梁底至地）。③中置式高压开关柜基础梁面最好低于最终地平面70 mm，主梁可不变。④电缆井高度大于5 m时，中间应有平台。⑤控制室一般设吊顶、照明用光带，设防静电地板，接地支线最好敷设在防静电地板下面。⑥高低压配电室、电容器室不装吊顶，萤光灯一般吊在配电盘正前面斜上方。盘后可用壁灯，高约2 m。⑦高压开关柜基础下方引出的电力电缆不要直接进电缆桥架，而应用角铁支架过度一下，到电缆井附近再进桥架。⑧变电所照明室内室外回路要分开，如同一回路则室外应加开关。开闭所照明可在直流电源的某回路加逆变器以解决，也可从直流电源的交流母线上引（交流侧为双电源切换）。⑨工艺装置区的配电室在一层的，一定要留沟；在二层时注意做局部架空层，层高250～300 mm为宜。⑩变电所一般不用做2 800 mm高的电缆架空层。也就是说可用单层结构，电缆多时，盘前盘后都留电缆沟；电缆少时盘后留沟即可。开闭所出线回路不多时也可用单层结构，沟深不小于1.2 m。也可用半地下式电缆夹层。⑪开闭所、变电所、配电室不能设在爆炸危险区内。如果总图及其他主导专业安排的，我们必须提出让其重新布置。

同步电动机及其励磁装置：

（1）同步电动机的启动通常采用异步启动。到达亚同步时才投励托入同步，此时力率为超前0.9。

（2）同步机励磁装置主回路通常为三相桥式全控整流。

（3）灭磁回路。当启动和停车时，感应到转子回路的电压高于2.5倍额定励磁电压时，这时就要灭磁。

（4）当电网电压波动时，由电流或电压负反馈可自动保持恒定励磁；当电网电压下降至0.8 Uh时，由PT引来信号实施强励。使励磁电压上升1.4倍，5 s后撤出。

（5）励磁电流调节范围为 0～1.2倍额定励磁电流。连续可调。通过手动调节电位器旋钮，调节可控硅导通角，从而调节励磁电流。

（6）在正常停车开始至3～5 s内，不断开全控桥整流电源（由时继断电延时控制），这时由励磁板上的电位器给出逆变电压20 V左右。

（7）为防止自动投励失败，还装有按时间后备投励环节。

（8）励磁报警（定值可调）一般为1.2倍额定励磁电流，和可控硅温度75 ℃时报警。

（9）同步机力率补偿问题：负荷率为0.8，力率超前0.8时：①励磁电流等于额定值有0.65 KVAR/KVA；②励磁电流等于0.9额定值有0.5 KVAR/KVA；③励磁电流等于0.8额定值有0.35 KVAR/KVA。

负荷率为 0.8，力率超前 0.9时：①励磁电流等于额定值有0.5 KVAR/KVA；②励磁电流等于0.9额定值有0.37 KVAR/KVA；③励磁电流等于0.8额定值有0.27 KVAR/KVA。

同步电机负荷率越低，补偿能力越强；励磁电流越大，补偿能力越强。同时又可看出力率超前 0.8时，补偿能力最好。若负荷率再降低，则补偿能力更大。