对工厂供配电设计的技术要点分析

2016-11-27刘蔚

决策与信息 2016年27期

关键词：供配电变电所接线

刘蔚

广东裕基电力建设工程有限公司广东佛山 528000

对工厂供配电设计的技术要点分析

刘蔚

广东裕基电力建设工程有限公司广东佛山 528000

电能在工业生产中应用广泛，是必不可少的动力与能源，工厂供配电设计关系着生产的顺利与安全，探讨其技术要点十分重要。本文主要围绕工厂供配电设计技术要点展开论述。

供配电设计；工业生产；技术要点

一、前言

供配电与工厂运行紧密相关，供配电良好可为运行效率提供保障，且有助于实现对成本的控制；供配电不佳，供电中断则会严重影响工厂运行。

二、负荷设计

以《供配电系统设计规范》为参照，对中断供电、供电可靠性带来的影响与损失进行分析，在此基础上可明确负荷的三层分级：①供电中断会引起伤亡事件；在经济、政治层面上引起损失较为严重；用电单位运行具有重要的经济与政治意义，会对其造成影响的负荷。上述条件中满足其中一条即为一级负荷，其中特别重要的负荷为，不允许中断的、处在重要场所的负荷以及中断会引起严重后果的负荷，如火灾、爆炸以及中毒等。②对重要用电单位运行产生影响的负荷；供电中断引起损失较大的负荷，其损失包含经济与政治两个层面。上述条件满足其一即为二级负荷。③排除上述两种负荷即为三级负荷。计算负荷需区分用电设备的已知与未知，利用系数法、二项式法、需要系数法为用电设备已知时计算负荷的方法；住宅用电量指标法、单位指标法、负荷密度法为用电设备未知时计算负荷方法。

三、变压器设计

在变压器数量确定方面，通常设变压器一台在三级负荷情况下，对开关设备开断容量限制进行分析考虑，应以容量不超过1250kVA作为单台变压器选用条件；若大于1250kVA变压器容量才能满足电负荷需求，变压器数量需超过两台。在昼夜性或季节性负荷较多情况下，为确保负荷不投入使用时相关供电变压器也相应切除，应采取单独变压器供电方法以减轻空载损耗。若负荷冲击性较大，供电应单独设变压器，防止负荷的冲击性影响其他负荷供电。若一级与二级负荷量较大，变压器应设置两台以上，以相互备用方式保证可靠供电。对负荷发展进行分析，在此基础上对变电所变压器数量进行确定，保证其设置留有余量。

四、主接线设计

（一）主变压器为一台。若变电所所装主变压器仅为一台，通常以无母线接线设置于其高压侧。以不同的高压侧开关电器为依据，主接线方案中较为经典的有以下三种。负荷跌开式或负荷开关-熔断器主接线。该方案简化了变电所的操作程序，其送电与停电较为灵活简便，无带负荷拉闸风险，但其供电可靠性较低，适用变电所为三级负荷。户外跌开式或隔离开关-熔断器主接线。常用变电所类型为容量低于500kVA的，经济简单、供电可靠性较低为这类变电所特点，变电所在主变压器故障或检修时会全部停电。该方案对变电所操作程序影响较大，停电与送电较为复杂。因熔体的更换对时间有一定要求，因此供电可靠性也会受影响，适合应用于小容量、三级负荷变电所。隔离开关断路器主接线。高压断路器的应用简化了变电所的操作程序，不但送电停电方便灵活，且过电流保护装置会在短路故障时发挥作用，即自动跳闸，跳闸在故障消除后会马上恢复。若将自动重合闸装置配备其中则可进一步提升其供电的可靠程度。其适用条件以电源进线情况为依据，若电源进线仅为一路，则三级负荷适用；若有备用电源，或设有联络线于低压侧，则二级负荷适用。若电源进线为两路可优化其供电可靠程度，少量一级负荷或二级负荷适用。

（二）主变压器为两台。低压侧单母分段、高压侧无母线主接线。供电可靠程度较高为其特点，在某一电源进线或主变压器故障或停电检修时，对低压母线分段开关进行闭合就能够将整个供电快速恢复。主变压器为两台，且以备用电源自动投入装置装设于二者高压侧断路器，若断电跳闸问题发生于某一变压器时，备用电源自动投入装置会令另一断路器自动合闸，使变电所供电恢复。一级与二级负荷适用。低压侧单母分段、高压侧单母线主接线。高压出线为多路或主变压器超过两台的变电所适合使用这一主接线，这一主接线具有较高的供电可靠性。某一主变压器故障或检修时，变电所供电经切换操作可快速恢复。但变电所在电源进线或高压母线故障或检修时需停电，三级负荷适用。若存在低压或高压联络线，相联于其他变电所，则一级、二级负荷适用。低压侧与高压侧均为单母线分段主接线，具有较高的可靠性。在正常条件下，分段运行与接通运行均为两段高压母线可采用的运行方式。某一电源进线或主变压器故障或检修时，变电所供电可经切换操作得到快速恢复。一级、二级负荷适用。

五、继电保护设计

继电保护装置的设置是电力系统可靠运行的重要保障，其设置要符合动作灵敏性、迅速性、选择性三点要求。反时限保护与定时限保护为继电保护的两种类型。整定简便、动作时间较为精确为定时限保护装置的优点，故障电流大小与动作时间无关，且时间固定不变，需直流操作电源、结线复杂、继电器多、投资较大为其缺陷。结线简单、投资少为反时限保护装置优点，故障电流与动作时间为反比，能够同时达到电流速断保护，可交流操作且经济简单，动作时间整定麻烦为其缺陷。反时限保护经济简单，适用于中小型工厂。

六、防雷与接地设计

雷电所产生的过电压波会对变配电所形成侵入，对电器设备绝缘造成影响。对此，可将一组避雷器（HY5W4型）装设于架空进线10kV最后电线杆中。内部无空腔为这类避雷器特点，具有非常高的可靠性。进出线若与架空线路相连则需接地于入户电线杆，电缆头均需接地。依据相关规定，电气设备（380V）金属外壳、变压器380V外壳与侧中性线、10kV配电装置构架等均需接地，以RE＜4Ω作为工频接地电阻。以工频接地电阻与土壤电阻率为依据，接地可用500mm直径钢管6根，与变电所墙角相距2m处连接40mm*4mm扁钢，将一排钢管接地体打入，2.5m长，间隔为5m。