西安市某廠區(qū)供配電系統(tǒng)設(shè)計

趙 卿

1 工程概況及設(shè)計范圍

1.1 工程概況

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

1.2 設(shè)計范圍

根據(jù)建設(shè)單位的要求,對每個建設(shè)子項完成供配電設(shè)計,再根據(jù)每個建設(shè)子項的供電要求完成總體的電力外線設(shè)計。

2 設(shè)計依據(jù)

1)建設(shè)單位提供的工藝設(shè)備用電負荷數(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)計規(guī)范。3)GB 50053-9510kV及以下變電所設(shè)計規(guī)范。4)GB 50054-95低壓配電設(shè)計規(guī)范。5)GB 50055-93通用用電設(shè)備配電設(shè)計規(guī)范。

3 供配電系統(tǒng)

3.1 負荷等級

根據(jù)工藝資料說明及相關(guān)規(guī)范要求,除辦公樓內(nèi)的消防、弱電設(shè)備為二級負荷外,其余各子項內(nèi)的用電設(shè)備均為三級負荷。

3.2 供電區(qū)域劃分

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

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)的子項供電,具體如下:1)1號變配電所:為廠區(qū)總變配電所,為 2號變配電所提供10kV電源,并為輔助區(qū)內(nèi)的辦公樓、宿舍樓、傳達室、鍋爐房及預(yù)留子項提供220/380 V電源。2)2號變配電所:為生產(chǎn)區(qū)內(nèi)的廠房、水泵房及預(yù)留子項提供220/380 V電源。

3.3 供電電源及電壓

3.3.1 負荷對供電的要求

本工程全部子項用電總負荷約為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供電。辦公樓內(nèi)的消防設(shè)備、弱電設(shè)備均為二級負荷,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,可以滿足本次項目的供電需要。2)供電方案。為了解決本次項目的供電問題,擬采取如下設(shè)計方案: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,導(dǎo)線選用規(guī)格為JKLYJ-10kV-3×150,長度約為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,長度約為600 m。

廠區(qū)10kV配電室擬設(shè)在1號變配電所內(nèi)。

為了保證內(nèi)二級負荷的連續(xù)供電,設(shè)置1臺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)。各個變電所以變壓器為單位,均為單母線系統(tǒng)。2號變配電所正常情況下2臺變壓器同時工作,對于重要負荷各臺變壓器同時向其供電,每臺變壓器各帶重要負荷的50%左右,各臺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進線斷路器退出合閘狀態(tài)。

3.5 變配電所

1)1號變配電所。1號變配電所主要為輔助區(qū)內(nèi)的辦公樓、宿舍樓、傳達室、鍋爐房及預(yù)留子項提供220/380 V電源,設(shè)備總?cè)萘繛?06.0 kW,計算負荷約為470.5 kW。在1號變配電所內(nèi)高壓配電室設(shè)置8面10kV開關(guān)柜、1套站用直流操作電源和1套變電站綜合自動化系統(tǒng),高壓開關(guān)柜選用KYN28-12系列柜,直流操作電源選用GZDW31-100/230微機型高頻開關(guān)模塊直流電源,變電站綜合自動化系統(tǒng)選用微機綜合自動化保護裝置。在低壓變配電室內(nèi)設(shè)置1臺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號變配電所。2號變配電所主要為生產(chǎn)區(qū)內(nèi)的廠房、水泵房及預(yù)留子項提供220/380 V電源,設(shè)備總?cè)萘繛?5096.5 kW,計算負荷約為2393.9 kW。在2號變配電所設(shè)置2臺1600kVA的變壓器、14臺低壓配電柜和4臺高壓環(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

10kV開關(guān)柜進線開關(guān)采用斷路器,斷路器采用電動操作。

220/380 V的主進線采用斷路器,設(shè)短路、失壓、過負荷保護,為避免誤動作,失壓和過負荷保護均為延時動作。

3.7 計量裝置

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

3.8 無功補償

在變壓器的低壓側(cè)設(shè)三相無功補償裝置。補償采用多步自動補償方式,通過控制裝置跟蹤系統(tǒng)的功率因數(shù),自動投切補償電容器組,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)及接地保護方式。220/380 V動力和照明配電系統(tǒng)均采用放射式方案,兩座變配電所的接地保護采用TN-S系統(tǒng)方式,其余子項的接地保護采用TN-C-S系統(tǒng)方式。

2)電動機起動、保護與控制。

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

b.電動機:對于電動機一般都采用全壓直接起動或降壓方式起動,當(dāng)電動機為輕載起動時,采用Y→Δ降壓方式起動,當(dāng)電動機為重載起動時,采用自耦變壓器減壓方式起動。

3)重要負荷的供電措施。對于重要負荷(二級負荷)均采用兩路電源供電,在末端設(shè)雙電源自動切換裝置。

4 結(jié)語

廠區(qū)內(nèi)供配電系統(tǒng)設(shè)計的重點在于根據(jù)各單體用電情況的統(tǒng)計和總圖中各單體的布置,從整體上劃分供電區(qū)域,從而進一步完善和細化各供電區(qū)域內(nèi)的供配電系統(tǒng)設(shè)計,在滿足需求的前提下,做到一次投資成本和后期維護成本的最小化。只有這樣的設(shè)計方案才是最優(yōu)化的設(shè)計方案。

[1] 任元會.工業(yè)與民用配電設(shè)計手冊[M].北京:中國電力出版社,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,中國建筑標(biāo)準設(shè)計研究院.全國民用建筑工程設(shè)計措施電氣[M].北京:中國計劃出版社,2003:2-30.