淺談工業供配電設計中需要注意的問題

武海旺

（太原理工大學建筑設計研究院，山西 太原 030024）

供配電設計在工程設計中占有十分重要的地位，下面根據一些設計經驗以及資料查詢，淺談工業供配電設計中需要注意的問題。

開閉所變電所的分布。①盡量接近負荷中心。②供電半徑小于等于250 m為宜，盡量不要超過300 m。③超過300 m一定要進行電壓損失計算。一般按5%校驗，個別不常開的電動機可按7%校驗。

工藝裝置區設有配電室的一定要充分利用。比如一般照明電源、檢修電源、普通軸、流風機、潛水泵等，都可二次配電。一方面可節省電纜和設備，另一方面使保護易于配合。

對于工藝裝置的主流用電設備供電（連續生產牽動全局的重要設備用電），如果距離不太遠，最好從開閉所之附屬變電所或獨立變電所直配。這樣供電更可靠，事故處理更及時。軟起器用的少，智能開關用的也少，保護配合也容易解決。

雙電源切換開關應當用四極。相線零線一塊投切。距變電所較近的雙電源切換開關的上側可不裝隔離刀閘。

空開選擇要合理。其脫扣器電流要小于導體允許電流而大于回路計算電流。盡可能用空開過電流保護兼作單相接地保護，若滿足不了靈敏度要求可加低壓綜合保護器。

大的配電回路盡可能用智能開關三段保護。（配電回路統一用五線制）保護配合問題，通常瞬動電流上級為下級的1.66～2倍；短延時電流上級為下級的1.2～1.25倍（短延時級差一般為0.15 s）。若為三級，則末級瞬動，中間級0.15 s，電源級0.3 s。電源級還要裝速斷，其電流整定為出口短路，不影響選擇性。

變壓器低壓受電總開關。長延時整定電流為1.05～1.1倍變壓器二次額定電流，延時48 s；短延時整定電流為2倍變壓器額定電流，延時0.4 s；瞬斷可不裝（考慮和由母線引出的饋線開關配合問題，當然這已考慮了與高壓保護的配合。）。

母聯開關。定值可取進線開關定值的約2/3，低壓短延時可為 0.3～0.4 s。

配電變壓器接線組別為DYN11的，其零線上可不裝零序電流互感器，因為低壓零序電流較大，其高壓過電流保護兼作低壓單相接地保護，靈敏度能滿足要求。

我們設計的所有化工企業，幾乎全是雙電源供電，兩變壓器分裂運行，單母線分段接線，設有母聯備自投，個別還有自啟動。故變壓器的選擇，應按事故情況下能帶全部負荷考慮（三類負荷除外）。

交流接觸器的選擇，比廠家推薦的要大一級為宜。（現場實踐告訴我們，交流接觸器在所有配電元件中損壞機率最大。）

電流表電壓表以常用指示表為好。直觀醒目，不必用智能表計。

變電所配電母線應按經濟電流密度選擇。銅母線電流密度以1.5 A/mm2為宜。

獨立避雷針必須單獨接地。多層建筑屋頂避雷網的引下線應直接與地面接地網相連，屋內各層的電器設備接地最好從地面接地網上單獨接引，若建筑物周邊有均壓環也可與之相連。

所謂全廠接地網是應以變電所接地系統為中心，以全廠供電橋架（金屬）和工藝管架為主線，并與各工號的接地網相連，構成全廠接地網系統。從變電所引至電動機均帶有 PE線，PE線和供電橋架工藝管架連成一體，構成全廠接地網系統。

開閉所、變電所、配電室的條件圖應注意：①油變壓器室、電容器室、電纜井間要用實體磚壘砌。②電纜夾層凈高不宜大于1.8 m，（梁底至地）。③中置式高壓開關柜基礎梁面最好低于最終地平面70 mm，主梁可不變。④電纜井高度大于5 m時，中間應有平臺。⑤控制室一般設吊頂、照明用光帶，設防靜電地板，接地支線最好敷設在防靜電地板下面。⑥高低壓配電室、電容器室不裝吊頂，螢光燈一般吊在配電盤正前面斜上方。盤后可用壁燈，高約2 m。⑦高壓開關柜基礎下方引出的電力電纜不要直接進電纜橋架，而應用角鐵支架過度一下，到電纜井附近再進橋架。⑧變電所照明室內室外回路要分開，如同一回路則室外應加開關。開閉所照明可在直流電源的某回路加逆變器以解決，也可從直流電源的交流母線上引（交流側為雙電源切換）。⑨工藝裝置區的配電室在一層的，一定要留溝；在二層時注意做局部架空層，層高250～300 mm為宜。⑩變電所一般不用做2 800 mm高的電纜架空層。也就是說可用單層結構，電纜多時，盤前盤后都留電纜溝；電纜少時盤后留溝即可。開閉所出線回路不多時也可用單層結構，溝深不小于1.2 m。也可用半地下式電纜夾層。?開閉所、變電所、配電室不能設在爆炸危險區內。如果總圖及其他主導專業安排的，我們必須提出讓其重新布置。

同步電動機及其勵磁裝置：

（1）同步電動機的啟動通常采用異步啟動。到達亞同步時才投勵托入同步，此時力率為超前0.9。

（2）同步機勵磁裝置主回路通常為三相橋式全控整流。

（3）滅磁回路。當啟動和停車時，感應到轉子回路的電壓高于2.5倍額定勵磁電壓時，這時就要滅磁。

（4）當電網電壓波動時，由電流或電壓負反饋可自動保持恒定勵磁；當電網電壓下降至0.8 Uh時，由PT引來信號實施強勵。使勵磁電壓上升1.4倍，5 s后撤出。

（5）勵磁電流調節范圍為 0～1.2倍額定勵磁電流。連續可調。通過手動調節電位器旋鈕，調節可控硅導通角，從而調節勵磁電流。

（6）在正常停車開始至3～5 s內，不斷開全控橋整流電源（由時繼斷電延時控制），這時由勵磁板上的電位器給出逆變電壓20 V左右。

（7）為防止自動投勵失敗，還裝有按時間后備投勵環節。

（8）勵磁報警（定值可調）一般為1.2倍額定勵磁電流，和可控硅溫度75 ℃時報警。

（9）同步機力率補償問題：負荷率為0.8，力率超前0.8時：①勵磁電流等于額定值有0.65 KVAR/KVA；②勵磁電流等于0.9額定值有0.5 KVAR/KVA；③勵磁電流等于0.8額定值有0.35 KVAR/KVA。

負荷率為 0.8，力率超前 0.9時：①勵磁電流等于額定值有0.5 KVAR/KVA；②勵磁電流等于0.9額定值有0.37 KVAR/KVA；③勵磁電流等于0.8額定值有0.27 KVAR/KVA。

同步電機負荷率越低，補償能力越強；勵磁電流越大，補償能力越強。同時又可看出力率超前 0.8時，補償能力最好。若負荷率再降低，則補償能力更大。