冶金车间低压配电系统及车间变电所设计研究 |
| 2013-01-30 16:01 作者：智素红 来源：硅谷网-《硅谷》杂志 HV： 编辑： 【搜索试试】
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据《硅谷》杂志2012年第22期刊文称，车间低压配电系统设计主要包括配电变电所、高压配电线路、配电变压器、低压配电线路以及相应的控制保护设备。结合实际介绍绍某冶金车间低压配电系统及车间变电所设计总则、负荷计算和无功功率补偿以及变电所位置与型式的选择，然后对变电所主变压器及主接线方案的选择，变电所二次回路方案的选择、继电保护的整定以及降压变电所防雷与接地装置的设计进行分析。
关键词：低压配电；变压器；继电保护；二次回路
1冶金车间低压配电系统及车间变电所设计总则
冶金车间低压配电系统及车间变电所设计要依据本厂所能取得的电源及本厂用电负荷的实际情况以及工厂生产的发展前景，以安全经济为根本设计变电所的位置与型式，设计变电所主变压器的台数、容量以及类型，设计变电所主接线方案以及高低压设备和进出线，确定二次回路方案，选择整定继电保护，确定防雷和接地装置。
2负荷计算和无功功率补偿计算
首先分别进行单组用电设备于多组用电设备计算负荷的计算公式，包括有功计算负荷，无功计算负荷、视在计算负荷以及电流计算。经过计算，得到车间的负荷计算表。然后无功功率补偿设计，要有同步补偿机和并联电抗器两种。由于并联电抗器具有安装简单、运行维护方便、有功损耗小以及组装灵活、扩容方便等优点，因此并联电抗器在供电系统中应用最为普遍。
3变电所位置与型式的选择
变电所的位置应尽量接近车间的负荷中心，车间的负荷中心按负荷功率矩法来确定。通过在车间平面图的作直角坐标，测出各部分负荷点的坐标位置，按照《力学》中计算中心的力矩方程得到负荷中心的坐标，确定变电所位置与型式。
4变电所主变压器及主接线方案的选择
装设两台主变的主接线方案略优于装设一台主变的主接线方案，但按经济指标，装设一台主变的主接线方案远由于装设两台主变的主接线方案，因此，根据工厂的负荷性质和电源情况以及经济实力来选择车间变电所的主变压器装设配电变压器及其接线方案。
5短路电流的计算
进行短路电流的计算首先要绘制好计算电路，然后确定短路计算基准值，再计算短路电路中个元件的电抗标幺值，得出短路计算等效电路图，最后进行短路计算点（10.5kV侧）的相关计算，得出三相短路电流与三相短路容量数值。
6变电所一次设备的选择校验
6.110kV侧一次设备的选择校验
1）按工作电压选则
设备的额定电压一般不应小于所在系统的额定电压，即，高压设备的额定电压应不小于其所在系统的最高电压，即。=10kV，=11.5kV，高压开关设备、互感器及支柱绝缘额定电压=12kV，穿墙套管额定电压=11.5kV，熔断器额定电压=12kV。
2）按工作电流选择
设备的额定电流不应小于所在电路的计算电流，即。
3）按断流能力选择
设备的额定开断电流或断流容量，对分断短路电流的设备来说，不应小于它可能分断的最大短路有效值或短路容量，即或。
对于分断负荷设备电流的设备来说，则为，为最大负荷电流。
4）隔离开关、负荷开关和断路器的短路稳定度校验
按动稳定校验条件或，其中、分别为开关的极限通过电流峰值和有效值，、分别为开关所处的三相短路冲击电流瞬时值和有效值。按热稳定校验条件来选择。
6.2高低压母线的选择
高压母线要根据可能出现的最大工作电流选取导体的截面积、母线的布置形式决定母线材料（软质或硬质）、要求的截面积决定每相母线的导体条数。母线电压等级决定相间距离和绝缘支撑、以及短路电流相间和条间的电动力校验决定母线导体的组合排列方式来选择。低压母线宜采用矩形硬裸铝母线或铜母线，截面应满足允许载流量、热稳定和动稳定的要求。
7变压所进出线与邻近单位联络线的选择
7.110kV高压进线和引入电缆的选择
首先按按发热条件选择与校验机械强度选择架空敷设干线的类型以及截面积，然后按发热条件选择与校验热路稳定相关公式计算进行高压配电室至主变的一段引入电缆的选择校验，看所选择的电缆是否满足要求。
7.2380低压出线的选择
低压出线要按发热条件、校验机械强度、校验电压损耗以及断路热稳定度校验来选择。
7.3备用电源的高压联络线的选择校验
备用电源的高压联络线按发热条件、校验电压损耗、短路热稳定校验选择。
8变电所二次回路方案的选择与继电保护的整定
8.1变电所二次回路方案的选择
1）高压断路器采用手动操动机构及其控制与信号回路的选择要依据《工厂供电设计指导》相关数据选择。
2）变电所的电能计量回路。变电所高压侧装设专用计量柜，装设三相有功电度表和无功电度表，分别计量所有消耗的有功电能表和无功电能，并以计算每月平均功率因数。计量柜由上级供电部门加封和管理。
3）变电所高压侧装有电压互感器以及避雷器柜。用以实现电压侧量和绝缘监察，其接线图按《工厂供电设计指导》进行安装。
4）备用电源的高压联路线装设三相有功电度表和三相无功电度表、电流表，接线按《工厂供电设计指导》要求进行，同时高压进线也要装上电流表。
5）在低压侧的动力出线上装设有功电度表和无功电度表，低压照明线路上装上三相四线有功电度。低压并联电容器组线路装设无功电度表。每一回路均装设电流表。低压母线装有电压表，仪表的准确度等级按符合要求。
8.2变电所继电保护装置
1）主变压器的继电保护装置。包括装设瓦斯保护与反时限过电流保护。瓦斯保护的作用是当变压器油箱内故障产生轻微瓦斯或油面下降时，瞬时动作于信号；当产生大量的瓦斯时，应动作于高压侧断路器。反时限过电流保护可选用GL15型感应式过电流继电器，两相两继电器式结线，去分流跳闸的操作方式。
2）电流整定。包括护动作电流整定、过电流保护动作时间的整定。
3）进行过电流保护灵敏度系数的检验，使各种保护符合条件。
8.3装设电流速断保护
1）装设电流速断保护的目的是防止靠近电源侧近距离的严重故障，产生的大电流对设备绝缘等的损坏，为维护系统稳定而设置的不带延时或带短延时的快速出口跳闸。电流速断保护要根据相关公式计算出速断保护电流与速断电流倍数整定来选择速断装置的类型及其容量。
2）进行电流速断保护灵敏度系数的检验，使其灵敏度系数达到要求。
8.3备用电源的高压联络线的继电保护装置
1）通过计算电流保护动作电流的整定与过电流保护灵敏度系数装设反时限过电流保护装置，一般选择感应式过电流继电器，两相两继电器式接线，去分跳闸的操作方式。
2）装设电流速断保护。
3）变电所低压侧的保护装置。首先低压总开关合适型低压短路器，三相均装设过流脱钩器，保护低压侧的相间短路和过负荷，保护低压侧单相接地短路。脱钩器动作电流的整定可参看参考文献和其它有关手册。
4）低压侧所有出线上均有低压短路器控制，其瞬间脱钩器可实现对线路的短路故障的保护。
9降压变电所防雷与接地装置的设计
9.1直接防雷保护
在变电所屋顶装设避雷针和避雷带，并引进出两根接地线与变电所公共接装置相连。如变电所的主变压器装在室外和有露天配电装置时，则应在变电所外面的适当位置装设独立避雷针，其装设高度应使其防雷保护范围包围整个变电所。
9.2雷电侵入波的防护
1）在10KV电源进线的终端杆上装设型阀式避雷器。
2）在10KV高压配电室内装设配避雷器的开关柜，并靠近主变压器。主变压器主要靠此避雷器来保护，防雷电侵入波的危害。
3）在380V低压架空线出线杆上，装设保护间隙，或将其绝缘子的铁脚接地，用以防护沿低压架空线侵入的雷电波。
9.3变电所公共接地装置的设计
1）接地电阻的要求按《工厂供电设计指导》要求，公共接地装置的接地电阻应满足以下条件。
2）变电所的变压器室有两条接地干线、高低压配电室各有一条接地干线与室外公共接地装置焊接相连，满足欧的接地电阻要求。
10结语
总之，冶金车间低压配电系统及车间变电所设计变电所的设计要以全局为出发点，统筹兼顾，按照负荷性质、用电容量、工程特点以及地区供电条件，确定设计方案。同时，坚持节约用地的原则。变电所尽可能建设在靠近负荷中心位置，以节省线材，降低电能损耗，提高电压质量。 |
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