西安市某廠區(qū)供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)

趙 卿

1 工程概況及設(shè)計(jì)范圍

1.1 工程概況

本建設(shè)項(xiàng)目為新建工程,項(xiàng)目所在地為西安市藍(lán)田縣,分為生產(chǎn)區(qū)和輔助區(qū),主要包括廠房、辦公樓、宿舍樓、傳達(dá)室、變配電所、水泵房、鍋爐房等子項(xiàng)。

1.2 設(shè)計(jì)范圍

根據(jù)建設(shè)單位的要求,對(duì)每個(gè)建設(shè)子項(xiàng)完成供配電設(shè)計(jì),再根據(jù)每個(gè)建設(shè)子項(xiàng)的供電要求完成總體的電力外線設(shè)計(jì)。

2 設(shè)計(jì)依據(jù)

1)建設(shè)單位提供的工藝設(shè)備用電負(fù)荷數(shù)據(jù)、相關(guān)供電系統(tǒng)現(xiàn)狀及其供電能力等資料。2)GB 50052-2009供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范。3)GB 50053-9510kV及以下變電所設(shè)計(jì)規(guī)范。4)GB 50054-95低壓配電設(shè)計(jì)規(guī)范。5)GB 50055-93通用用電設(shè)備配電設(shè)計(jì)規(guī)范。

3 供配電系統(tǒng)

3.1 負(fù)荷等級(jí)

根據(jù)工藝資料說(shuō)明及相關(guān)規(guī)范要求,除辦公樓內(nèi)的消防、弱電設(shè)備為二級(jí)負(fù)荷外,其余各子項(xiàng)內(nèi)的用電設(shè)備均為三級(jí)負(fù)荷。

3.2 供電區(qū)域劃分

供電區(qū)域的劃分原則上根據(jù)項(xiàng)目的總圖布置,按照低壓供電半徑(允許的線路電壓損失)進(jìn)行劃分。

擬在廠區(qū)新建兩座變配電所,分別為生產(chǎn)區(qū)和輔助區(qū)的子項(xiàng)供電,具體如下:1)1號(hào)變配電所:為廠區(qū)總變配電所,為 2號(hào)變配電所提供10kV電源,并為輔助區(qū)內(nèi)的辦公樓、宿舍樓、傳達(dá)室、鍋爐房及預(yù)留子項(xiàng)提供220/380 V電源。2)2號(hào)變配電所:為生產(chǎn)區(qū)內(nèi)的廠房、水泵房及預(yù)留子項(xiàng)提供220/380 V電源。

3.3 供電電源及電壓

3.3.1 負(fù)荷對(duì)供電的要求

本工程全部子項(xiàng)用電總負(fù)荷約為2864.4 kW,需在生產(chǎn)區(qū)、輔助區(qū)分別建設(shè)一座變配電所為各子項(xiàng)供電。辦公樓內(nèi)的消防設(shè)備、弱電設(shè)備均為二級(jí)負(fù)荷,需要兩路電源供電。

3.3.2 供電現(xiàn)狀及供電方案

1)供電現(xiàn)狀。距離廠區(qū)較近的10kV變電站為位于廠區(qū)東南側(cè)的市政變電站,備用容量約為3500kVA,可以滿足本次項(xiàng)目的供電需要。2)供電方案。為了解決本次項(xiàng)目的供電問(wèn)題,擬采取如下設(shè)計(jì)方案:為廠區(qū)引入一路10kV電源,由附近的市政變電站先用架空線路引來(lái),導(dǎo)線選用規(guī)格為JKLYJ-10kV-3×150,長(zhǎng)度約為3000 m;再用電纜埋地引入廠區(qū),電纜選用規(guī)格為YJV22-10kV-3×240,長(zhǎng)度約為600 m。

廠區(qū)10kV配電室擬設(shè)在1號(hào)變配電所內(nèi)。

為了保證內(nèi)二級(jí)負(fù)荷的連續(xù)供電,設(shè)置1臺(tái)EPS電源作為備用電源。

3.4 高、低壓配電系統(tǒng)接線形式及運(yùn)行方式

1)10kV系統(tǒng)。廠區(qū)10kV配電系統(tǒng)采用單母線不分段接線。2)220/380 V系統(tǒng)。各個(gè)變電所以變壓器為單位,均為單母線系統(tǒng)。2號(hào)變配電所正常情況下2臺(tái)變壓器同時(shí)工作,對(duì)于重要負(fù)荷各臺(tái)變壓器同時(shí)向其供電,每臺(tái)變壓器各帶重要負(fù)荷的50%左右,各臺(tái)變壓器在故障情況下互為備用。母聯(lián)配電柜的斷路器與進(jìn)線柜斷路器聯(lián)鎖,當(dāng)聯(lián)絡(luò)斷路器投入之前必須有一臺(tái)進(jìn)線斷路器退出合閘狀態(tài)。

3.5 變配電所

1)1號(hào)變配電所。1號(hào)變配電所主要為輔助區(qū)內(nèi)的辦公樓、宿舍樓、傳達(dá)室、鍋爐房及預(yù)留子項(xiàng)提供220/380 V電源,設(shè)備總?cè)萘繛?06.0 kW,計(jì)算負(fù)荷約為470.5 kW。在1號(hào)變配電所內(nèi)高壓配電室設(shè)置8面10kV開(kāi)關(guān)柜、1套站用直流操作電源和1套變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng),高壓開(kāi)關(guān)柜選用KYN28-12系列柜,直流操作電源選用GZDW31-100/230微機(jī)型高頻開(kāi)關(guān)模塊直流電源,變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)選用微機(jī)綜合自動(dòng)化保護(hù)裝置。在低壓變配電室內(nèi)設(shè)置1臺(tái)630kVA的變壓器。變壓器選用干式變壓器,低壓配電柜選用GCS系列柜。

2)2號(hào)變配電所。2號(hào)變配電所主要為生產(chǎn)區(qū)內(nèi)的廠房、水泵房及預(yù)留子項(xiàng)提供220/380 V電源,設(shè)備總?cè)萘繛?5096.5 kW,計(jì)算負(fù)荷約為2393.9 kW。在2號(hào)變配電所設(shè)置2臺(tái)1600kVA的變壓器、14臺(tái)低壓配電柜和4臺(tái)高壓環(huán)網(wǎng)柜。變壓器均選用干式變壓器,低壓配電柜選用 GCS系列柜,高壓環(huán)網(wǎng)柜選用XGN15-12系列柜。

3.6 線路保護(hù)

10kV開(kāi)關(guān)柜進(jìn)線開(kāi)關(guān)采用斷路器,斷路器采用電動(dòng)操作。

220/380 V的主進(jìn)線采用斷路器,設(shè)短路、失壓、過(guò)負(fù)荷保護(hù),為避免誤動(dòng)作,失壓和過(guò)負(fù)荷保護(hù)均為延時(shí)動(dòng)作。

3.7 計(jì)量裝置

1)在1號(hào)變配電所的10kV電源進(jìn)線柜設(shè)置計(jì)量裝置。2)在1號(hào),2號(hào)變配電所的220/380 V主進(jìn)線柜內(nèi)裝設(shè)三相四線有功和三相四線無(wú)功計(jì)量裝置,另外在每個(gè)出線柜的主要饋電回路上裝設(shè)單相有功計(jì)量裝置。

3.8 無(wú)功補(bǔ)償

在變壓器的低壓側(cè)設(shè)三相無(wú)功補(bǔ)償裝置。補(bǔ)償采用多步自動(dòng)補(bǔ)償方式,通過(guò)控制裝置跟蹤系統(tǒng)的功率因數(shù),自動(dòng)投切補(bǔ)償電容器組,使供電網(wǎng)絡(luò)的功率因數(shù)始終保持在0.9以上。

3.9 低壓配電系統(tǒng)

1)配電系統(tǒng)及接地保護(hù)方式。220/380 V動(dòng)力和照明配電系統(tǒng)均采用放射式方案,兩座變配電所的接地保護(hù)采用TN-S系統(tǒng)方式,其余子項(xiàng)的接地保護(hù)采用TN-C-S系統(tǒng)方式。

2)電動(dòng)機(jī)起動(dòng)、保護(hù)與控制。

a.成套設(shè)備:對(duì)于容量較大的空壓機(jī)、空調(diào)系統(tǒng)的冷/熱泵機(jī)組等自帶控制系統(tǒng)的設(shè)備,一般為Y→Δ降壓起動(dòng)。

b.電動(dòng)機(jī):對(duì)于電動(dòng)機(jī)一般都采用全壓直接起動(dòng)或降壓方式起動(dòng),當(dāng)電動(dòng)機(jī)為輕載起動(dòng)時(shí),采用Y→Δ降壓方式起動(dòng),當(dāng)電動(dòng)機(jī)為重載起動(dòng)時(shí),采用自耦變壓器減壓方式起動(dòng)。

3)重要負(fù)荷的供電措施。對(duì)于重要負(fù)荷(二級(jí)負(fù)荷)均采用兩路電源供電,在末端設(shè)雙電源自動(dòng)切換裝置。

4 結(jié)語(yǔ)

廠區(qū)內(nèi)供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)的重點(diǎn)在于根據(jù)各單體用電情況的統(tǒng)計(jì)和總圖中各單體的布置,從整體上劃分供電區(qū)域,從而進(jìn)一步完善和細(xì)化各供電區(qū)域內(nèi)的供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì),在滿足需求的前提下,做到一次投資成本和后期維護(hù)成本的最小化。只有這樣的設(shè)計(jì)方案才是最優(yōu)化的設(shè)計(jì)方案。

[1] 任元會(huì).工業(yè)與民用配電設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].北京:中國(guó)電力出版社,2005:3-7,25-60.

[2] 建設(shè)部工程質(zhì)量安全監(jiān)督與行業(yè)發(fā)展司,中國(guó)建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)研究院.全國(guó)民用建筑工程設(shè)計(jì)措施電氣[M].北京:中國(guó)計(jì)劃出版社,2003:2-30.