化工廠車間變電所及配電線路綜合設計技術研究

（國網(wǎng)福建武平縣供電有限公司，福建 龍巖 364300）

化工廠車間變電所及配電線路綜合設計技術研究

曾偉峰

（國網(wǎng)福建武平縣供電有限公司，福建 龍巖 364300）

本文根據(jù)某化工廠產(chǎn)生實際，針對該工廠電力配電電力供應使用需求，就該廠車間變電所及配電線路方面進行全面設計，可以為變電所的生產(chǎn)安全和供電可靠性提供技術參考。

化工廠；變電所；配電線路

變電所是將電能進行轉換、變換電壓并實行重新分配的環(huán)節(jié)，是供配電系統(tǒng)的重要組成部分，它直接影響整個電力系統(tǒng)的安全與經(jīng)濟運行。本次設計是針對某化工廠車間變電所及低壓配電系統(tǒng)的設計。其中主要對全廠的實際負荷進行了分析計算，并對供電方案進行了確定。同時著重對變電所內電氣設備進行選擇，對車間配電線路進行了安全載流量的選擇計算和校驗，特別對電力設備的繼電保護方面進行計算和整定。

1 化工廠車間負荷的分析與計算

負荷計算是根據(jù)已知的工廠用電設備的安裝容量確定、預期不變的最大假想負荷，這也是工廠電力系統(tǒng)供電線路導線的截面積、變壓器容量、開關電器和互感器等額定參數(shù)確定的主要依據(jù)。確定負荷的計算方法，主要有需要系數(shù)法、二項式法，需要系數(shù)法是普遍采用的計算負荷的基本方法，二項式法應用局限很大，但確定設備臺數(shù)教少而容量差別懸殊的分支干線的計算負荷時，比較的合理，而且方便。在化工廠車間設計中，由于化工廠車間設備臺數(shù)較多、設備容量都相差不大，一次一般采用需要系數(shù)法，計算分析內容包括負荷的分析和總負荷的計算兩項內容。

2 變電所變壓器和主結線方案的選擇

對于變電所變壓器的選擇，應該根據(jù)該工廠的負荷性質和生產(chǎn)過程工作實際需要，以及電源供電實際確定。在本文中變電所的主變壓器采用如下方案：

采用10kV系統(tǒng)單電源向本工廠供電方式。裝設兩臺主變壓器： 型式也采用S11，每臺主變壓器容量按式SN·T＝500kVA＞SJS/2選擇，由于本工廠負荷性質一部分為一級負荷，一部分為二級負荷。考慮本工廠一級負荷問題，可以采用備用發(fā)電機備自投方式來滿足負荷需要。因此備用發(fā)電機容量按式SN·T＝1000kVA＞SJS選擇，因此選主變壓器為S11-500/10節(jié)能型配電變壓器兩臺，主變壓器的聯(lián)結組別均采用Δyn0。

3 變電所一次設備的選擇校驗

（1）變壓器繞組的連接方式。電力系統(tǒng)采用的繞組連接方式只有星形三角形，高、中、低三側繞組如何組合要根據(jù)具體工程來確定。我國110kV及以上電壓，變壓器繞組都采用星形連接，35kV亦采用星形連接，其中性點多通過消弧線圈接地，35kV以下電壓，變壓器繞組都采用三角形連接。

（2）冷卻方式的選擇。主變壓器一般采用的冷卻方式有自然風冷卻，強迫油循環(huán)風冷卻，強迫油循環(huán)水冷卻。本次設計選擇的是小容量變壓器，故采用自然風冷卻。

（3）調壓方式的選擇。變壓器的電壓調整是用分接開關切換變壓器的分接頭，從而改變變壓器變比來實現(xiàn)的。切換方式有兩種：無激勵調壓，調整范圍通常在±5%以內；另一種是有載調壓，調整范圍可達30%?；S車間變電所對主變壓器的調壓范圍要求不大，一般在5%以內，而且不要向系統(tǒng)傳輸功率，只要求變壓器使副邊電壓保持一定范圍即可，因此采用無載調壓便可解決，因此選用無載調壓變壓器。故本次設計選用主變的調壓方式為無載調壓。

（4）設備的校驗。設備的校驗主要是對高壓設備側一次設備、低壓設備側一次設備按照技術參數(shù)進行選擇校驗，確保設備的可靠性。

（5）高低壓母線的選擇。10kV進線采用LGJ—35鋼芯鋁絞線架設，母線橋選擇軟母線連接，考慮小動物在設備接線端子之間發(fā)生短路影響，型號為JKLYJ—10kV—35絕緣導線； 380V母線選LMY-4（80×6.3）即相母線尺寸為80mm×6.3mm。

4 變電所進出線的選擇

（1）10kV電纜的選擇。由主變壓器10kV側進線采用電纜方式連接，型號采用YJV22—3×35mm2。敷設方式為電纜溝敷設。由于該電纜長度小于20m，因此不考慮經(jīng)濟電流密度問題，但需要對所選的電纜進行短路電流熱效應計算進行校驗。

（2）380V低壓出線的選擇。380V低壓出線主要是通過對于配電室至主變低壓側的一段引入電纜的選擇校驗之后，對饋電給制冷車間的線路、饋電給供氣、供水站的線路、饋電給鍋爐車間的線路、饋電給供氣站、污水處理車間的線路、饋電給松香樹脂車間的線路、饋電給聚合車間的線路、饋電給松香車間的線路、饋電給松油醇車間的線路、饋電給機修車間的線路以及饋電給廠區(qū)照明的等全面的配電線路進行選擇。

5 變電所二次回路方案的選擇與繼電保護的整定

（1）高壓斷路器的操動機構與信號回路方案。斷路器采用手力操動機構，由于操作顯示機構簡單，在化工廠配電設計中所選用的真空斷路器具有機械分、合閘指示及儲能指示。

（2）主變壓器的繼電保護裝置。對于裝設定時限過電流保護，由于本設計所選用的真空斷路器本體具有三段式保護功能，即短路速斷保護+過流延時保護+通電瞬間防涌閉鎖功能，且各相關參數(shù)可供調整。因此只需要進行計算出過電流保護動作的整定值，對于滿足選擇性要求按時間元件進行整定即可。對于電流速斷保護的裝設，主要是包括速斷電流的整定、電流速斷保護靈敏系數(shù)的檢驗以及動作時間的整定等計算分析內容。

（3）線路開關的繼電保護裝置整定。對于定時限過電流保護的裝設，本設計10kV側饋線選用真空斷路器開關控制。短路速斷保護為主保護，過電流保護為后備保護方式。對于速斷保護的裝設，裝設速斷保護主要是確定速斷電流的整定，同時明確保護范圍的檢驗，并確定動作時間的整定。

結語

隨著國民經(jīng)濟的快速穩(wěn)定發(fā)展，電力設備和相關產(chǎn)品的生產(chǎn)開發(fā)日新月異，在這種形勢下確保工礦企業(yè)供配電系統(tǒng)的安全運行，不僅有利于推動企業(yè)的生產(chǎn)發(fā)展與經(jīng)濟效益提高，對于實現(xiàn)生產(chǎn)自動化和工業(yè)現(xiàn)代化也具有十分重要的意義。

[1]孫杰，黃明強，宗茂華，付懷珍.配電線路保護和變電所保護的配合運行[J].電力設備，2004（07）：27-29.

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[3]解海濤.10kV電力系統(tǒng)中變電所變壓器臺數(shù)和容量的選擇[J].機電信息，2010（30）：84-85.

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