對(duì)廠用電設(shè)計(jì)的解析

喬華　吳紅建

摘 要：電力系統(tǒng)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)正常發(fā)展的重要保證，供電系統(tǒng)是機(jī)械廠的重要組成部分，它直接影響整個(gè)機(jī)械廠的安全與經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，是聯(lián)系變電所和機(jī)械廠生產(chǎn)的中間環(huán)節(jié)，起著變換和分配電能的作用。電氣主接線的擬定直接關(guān)系著全廠電氣設(shè)備的選擇、配電裝置的布置、繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置的確定，是機(jī)械廠電氣部分投資大小的決定性因素。

關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng)；用戶配電設(shè)計(jì)；繼電保護(hù)

中圖分類號(hào)：TM623 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-8937（2014）2-0113-02

1 對(duì)廠用電接線的基本要求

廠用電氣接線由高壓電器通過(guò)連接線，按其功能要求組成分配電能的電路，成為傳輸強(qiáng)電流，高電壓的網(wǎng)絡(luò)。是電氣部分的主要結(jié)構(gòu)，是電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的重要組成部分，它直接影響運(yùn)行的可靠性，靈活性并對(duì)電器選擇，配電裝置布置，繼電保護(hù)，自動(dòng)裝置和控制方式的擬定都有決定性的關(guān)系。因此，正確、合理的設(shè)計(jì)，必須綜合各方面因素來(lái)確定。廠用電接線除應(yīng)滿足正常運(yùn)行安全、可靠、靈活、經(jīng)濟(jì)和檢修，維護(hù)方便等一般要求。

此外，在供電工作中，應(yīng)合理地處理局部和全局，當(dāng)前和長(zhǎng)遠(yuǎn)等關(guān)系，即要照顧局部和當(dāng)前的利益，又要有全局的觀點(diǎn)，能顧全大局，適應(yīng)發(fā)展。

2 廠用電接線的設(shè)計(jì)原則和接線形式

在廠用電設(shè)計(jì)時(shí)首先必須堅(jiān)持其設(shè)計(jì)原則與主接線的設(shè)計(jì)原則保持一致，同時(shí)滿足在正常運(yùn)行方式下的安全、靈活、可靠、經(jīng)濟(jì)、檢修及方便維護(hù)等一般要求。其次要積極慎重地采用新設(shè)備和新技術(shù)，使廠用電接線具備一定的可行性、先進(jìn)性。最后，在設(shè)計(jì)廠用電接線時(shí)還應(yīng)對(duì)以下問(wèn)題進(jìn)行分析和論證。

根據(jù)實(shí)際情況提出兩種主接線方案：

方案一：如圖1所示，采用單母線隔離開關(guān)分段接線；

方案二：如圖2所示，采用雙母線隔離開關(guān)分段接線。

3 變壓器的選擇

3.1 主變壓器及廠用變壓器的選擇

①選擇主變壓器形式時(shí)，應(yīng)考慮以下問(wèn)題：相數(shù)、繞組數(shù)與結(jié)構(gòu)、繞組接線組別、調(diào)壓方式、冷卻方式。

②根據(jù)原始資料計(jì)算所得：采用一臺(tái)主變壓器，根據(jù)原始資料分析，廠用負(fù)荷為10 454 kW，取電壓等級(jí)為35 kV，向廠用變電所供電時(shí)負(fù)荷容量為10 454/0.9=11 616 kVA，根據(jù)總負(fù)荷容量再留有一定的裕度，查《電氣工程設(shè)計(jì)手冊(cè)》得變壓器型號(hào)為：Vs%=6.5。

各車間用變壓器的確定，由負(fù)荷容量1 419/0.93=1 526 kVA查《電氣工程設(shè)計(jì)手冊(cè)》得變壓器型號(hào)：型Vs%=4.5。

3.2 備用電源變壓器的選擇

備用電源由于是10 kV線路，所以直接接到10 kV線路母線上，送到各個(gè)車間，通過(guò)各個(gè)車間變壓器降壓，而為各個(gè)車間生產(chǎn)所用，所以10 kV備用電源上不需要主變壓器。

4 繼電保護(hù)的配置

4.1 輸電線路保護(hù)

輸電線路的微機(jī)型繼電保護(hù)由于具有功能強(qiáng)、維護(hù)調(diào)試方便等一系列優(yōu)點(diǎn)，自問(wèn)世以來(lái)更是在國(guó)內(nèi)外電力系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用。在電力系統(tǒng)繼電保護(hù)中輸電線路保護(hù)起到了舉足輕重的作用，隨著現(xiàn)代各類大型廠礦、企業(yè)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，對(duì)輸電線路的微機(jī)保護(hù)功能也提出了更新更高的要求，同時(shí)輸電線路保護(hù)本身具備的復(fù)雜功能和邏輯關(guān)系，使線路微機(jī)型繼電保護(hù)在這一領(lǐng)域獲得了廣泛應(yīng)用。

4.2 變壓器保護(hù)

①瓦斯保護(hù)一般分為重瓦斯和輕瓦斯兩類，是反應(yīng)油浸式變壓器內(nèi)部故障和油面降低的主要保護(hù)。當(dāng)變壓器發(fā)生匝間和層間短路、套管內(nèi)部故障、鐵芯未接地故障、繞組內(nèi)部斷線及絕緣老化和油面降低等故障均能靈敏動(dòng)作。當(dāng)變壓器內(nèi)部發(fā)生故障后，電弧將絕緣材料分解產(chǎn)生大量氣體，同時(shí)也使局部溫度快速升高，導(dǎo)致變壓器油氣化和膨脹，其強(qiáng)烈程度隨主變內(nèi)部故障的嚴(yán)重程度不同而不同。當(dāng)故障輕微時(shí)，一定量的氣體匯集于繼電器內(nèi)，這時(shí)輕瓦斯動(dòng)作，發(fā)出信號(hào)；當(dāng)故障嚴(yán)重時(shí)，一定量的油流沖向繼電器的檔板，這時(shí)重瓦斯動(dòng)作，迅速將主變各側(cè)斷路器跳閘。②差動(dòng)保護(hù)用于反應(yīng)變壓器內(nèi)部相間短路、高壓側(cè)單相接地短路和匝間短路故障。③后備保護(hù)主要反應(yīng)變壓器外部短路故障。根據(jù)變壓器的容量和在電力系統(tǒng)中的作用，可采用：過(guò)電流保護(hù)、復(fù)合電壓起動(dòng)的過(guò)電流保護(hù)、負(fù)序電流保護(hù)、阻抗保護(hù)、零序電流保護(hù)動(dòng)作于跳閘。

4.3 母線保護(hù)

4.3.1 母線保護(hù)的基本要求

母線是電力系統(tǒng)組成的重要設(shè)備，母線保護(hù)是電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的重要部分。母線故障在電力系統(tǒng)中是非常嚴(yán)重的故障，它直接影響母線上連接的所有設(shè)備的安全可靠運(yùn)行，可導(dǎo)致大面積停電事故或設(shè)備的嚴(yán)重?fù)p壞，對(duì)于整個(gè)系統(tǒng)的危害極大，當(dāng)母線保護(hù)動(dòng)作時(shí)，母線上所有開關(guān)將全部跳開。隨著電力系統(tǒng)技術(shù)的發(fā)展，電壓等級(jí)不斷升高，在提高母線保護(hù)的可靠性同時(shí)，對(duì)母線保護(hù)的快速性、靈敏性、選擇性的要求也越來(lái)越高。

4.3.2 母線保護(hù)的配置

①差動(dòng)保護(hù)，母線差動(dòng)保護(hù)原理是母線保護(hù)的一種最常用的保護(hù)原理，原理所依據(jù)的是基爾霍夫電流定律。母線差動(dòng)保護(hù)即為母線比率電流差動(dòng)保護(hù)。它運(yùn)用TA斷線及復(fù)合電壓兩種閉鎖差動(dòng)回路。大差動(dòng)啟動(dòng)時(shí)瞬間將母線分段開關(guān)斷開，小差動(dòng)啟動(dòng)時(shí)根據(jù)母線保護(hù)的選擇元件跳開被選擇母線的相關(guān)支路開關(guān)。

②差動(dòng)保護(hù)起動(dòng)元件的配置，其起動(dòng)元件由三部分組成：分段母線或雙母線的大差動(dòng)電流越限起動(dòng)元件；母線線電壓突變量起動(dòng)元件。它們?cè)谝黄鸾M成或門起動(dòng)邏輯，當(dāng)滿足其中一個(gè)條件時(shí)，起動(dòng)元件就動(dòng)作同時(shí)起動(dòng)母線差動(dòng)保護(hù)。

參考文獻(xiàn)：

[1] 景星.電力設(shè)備壽命周期費(fèi)用管理[J].電力設(shè)備管理，2009，37（61）：146-147.

[2] 任倞劼.繼電保護(hù)技術(shù)對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行的影響分析[J].國(guó)家電網(wǎng)，2013，（18）：74-75.

[3] 李青芯，汪德星，孫宏斌，等.變電站狀態(tài)估計(jì)的工程實(shí)踐與效益分析[J].電力系統(tǒng)保護(hù)與控制，2012，（12）.