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化工廠車間變電所及配電線路綜合設(shè)計技術(shù)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(yīng)使用需求，就該廠車間變電所及配電線路方面進(jìn)行全面設(shè)計，可以為變電所的生產(chǎn)安全和供電可靠性提供技術(shù)參考。

化工廠；變電所；配電線路

變電所是將電能進(jìn)行轉(zhuǎn)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(shè)計是針對某化工廠車間變電所及低壓配電系統(tǒng)的設(shè)計。其中主要對全廠的實際負(fù)荷進(jìn)行了分析計算，并對供電方案進(jìn)行了確定。同時著重對變電所內(nèi)電氣設(shè)備進(jìn)行選擇，對車間配電線路進(jìn)行了安全載流量的選擇計算和校驗，特別對電力設(shè)備的繼電保護(hù)方面進(jìn)行計算和整定。

1 化工廠車間負(fù)荷的分析與計算

負(fù)荷計算是根據(jù)已知的工廠用電設(shè)備的安裝容量確定、預(yù)期不變的最大假想負(fù)荷，這也是工廠電力系統(tǒng)供電線路導(dǎo)線的截面積、變壓器容量、開關(guān)電器和互感器等額定參數(shù)確定的主要依據(jù)。確定負(fù)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(fù)荷的基本方法，二項式法應(yīng)用局限很大，但確定設(shè)備臺數(shù)教少而容量差別懸殊的分支干線的計算負(fù)荷時，比較的合理，而且方便。在化工廠車間設(shè)計中，由于化工廠車間設(shè)備臺數(shù)較多、設(shè)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(nèi)容包括負(fù)荷的分析和總負(fù)荷的計算兩項內(nèi)容。

2 變電所變壓器和主結(jié)線方案的選擇

對于變電所變壓器的選擇，應(yīng)該根據(jù)該工廠的負(fù)荷性質(zhì)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(shè)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(fù)荷性質(zhì)一部分為一級負(fù)荷，一部分為二級負(fù)荷?？紤]本工廠一級負(fù)荷問題，可以采用備用發(fā)電機備自投方式來滿足負(fù)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(jié)組別均采用Δyn0。

3 變電所一次設(shè)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(cè)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(fēng)冷卻，強迫油循環(huán)風(fēng)冷卻，強迫油循環(huán)水冷卻。本次設(shè)計選擇的是小容量變壓器，故采用自然風(fēng)冷卻。

（3）調(diào)壓方式的選擇。變壓器的電壓調(diào)整是用分接開關(guān)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(diào)壓，調(diào)整范圍通常在±5%以內(nèi)；另一種是有載調(diào)壓，調(diào)整范圍可達(dá)30%。化工廠車間變電所對主變壓器的調(diào)壓范圍要求不大，一般在5%以內(nèi)，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(diào)壓便可解決，因此選用無載調(diào)壓變壓器。故本次設(shè)計選用主變的調(diào)壓方式為無載調(diào)壓。

（4）設(shè)備的校驗。設(shè)備的校驗主要是對高壓設(shè)備側(cè)一次設(shè)備、低壓設(shè)備側(cè)一次設(shè)備按照技術(shù)參數(shù)進(jìn)行選擇校驗，確保設(shè)備的可靠性。

（5）高低壓母線的選擇。10kV進(jìn)線采用LGJ—35鋼芯鋁絞線架設(shè)，母線橋選擇軟母線連接，考慮小動物在設(shè)備接線端子之間發(fā)生短路影響，型號為JKLYJ—10kV—35絕緣導(dǎo)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(jìn)出線的選擇

（1）10kV電纜的選擇。由主變壓器10kV側(cè)進(jìn)線采用電纜方式連接，型號采用YJV22—3×35mm2。敷設(shè)方式為電纜溝敷設(shè)。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(jìn)行短路電流熱效應(yīng)計算進(jìn)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(cè)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(jìn)行選擇。

5 變電所二次回路方案的選擇與繼電保護(hù)的整定

（1）高壓斷路器的操動機構(gòu)與信號回路方案。斷路器采用手力操動機構(gòu)，由于操作顯示機構(gòu)簡單，在化工廠配電設(shè)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(hù)裝置。對于裝設(shè)定時限過電流保護(hù)，由于本設(shè)計所選用的真空斷路器本體具有三段式保護(hù)功能，即短路速斷保護(hù)+過流延時保護(hù)+通電瞬間防涌閉鎖功能，且各相關(guān)參數(shù)可供調(diào)整。因此只需要進(jìn)行計算出過電流保護(hù)動作的整定值，對于滿足選擇性要求按時間元件進(jìn)行整定即可。對于電流速斷保護(hù)的裝設(shè)，主要是包括速斷電流的整定、電流速斷保護(hù)靈敏系數(shù)的檢驗以及動作時間的整定等計算分析內(nèi)容。

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

結(jié)語

隨著國民經(jīng)濟的快速穩(wěn)定發(fā)展，電力設(shè)備和相關(guān)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(hù)和變電所保護(hù)的配合運行[J].電力設(shè)備，2004（07）：27-29.

[2]潘能有.對車間變電所單臺配電變壓器容量選擇的新認(rèn)識[J].水泥，1994（06）：18-21.

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