淺談企業低壓配電系統的設計

姚曉琴 王瑞軍

酒泉鋼鐵集團有限責任公司,甘肅 嘉峪關 735101

我國的電力工業已居世界前列，但與發達國家相比還是有一定的差距，我們人均電量水平還很低，電力工業分布也不均勻，還不能滿足國民經濟發展的需要。電力市場還未完善，管理水平、技術水平都有待提高。本文根據某企業以生產車間供電系統的需求，設計出變配電所的主接線設計方案，提出了采用低壓聯絡線聯絡一臺變壓器的方案，解決了該車間負荷小但負荷可靠性要求高的問題。

1 主接線方案的設計原則及一般要求

1.1 主接線設計的基本要求：安全、可靠、靈活、經濟。此外，電氣主接線在設計時應留有發展余地，不僅要考慮最終接線的實現，同時還要兼顧到分期過渡接線的可能和施工方便。

1.2 主接線設計的原則

1)變配電所電氣主接線，應按照電源情況、生產要求、負荷性質、用電容量和運行方式等條件確定，并應滿足運行安全可靠、簡單靈活和經濟等要求。

2)在滿足上述要求時，變電所高壓側應盡量采用斷路器少的或不用斷路器的接線，如線路-變壓器組或橋形接線等。當能滿足電力系統繼電保護時，也可采用線路分支接線。

3)當能滿足電力系統安全運行和繼電保護的要求時，終端變電所和分支變電所的35 kV側可采用熔斷器。

4)連接在母線上的閥型避雷器和電壓互感器，一般合用一組隔離開關。連接在變壓器上的閥型避雷器，一般不用隔離開關。

5)在110-220kV配電裝置中，當出線為2回時，一般采用橋形接線；當出線不超過4回時，一般采用單母分段接線；當樞紐變電所的出線在4回及以上時，一般采用雙母線。

6)所用電源。當變電所有兩條35kV電源進線時，一般裝設兩臺所用變壓器，并宜分別接在不同電壓等級的線路上。

2 選擇確定主接線

根據本車間的情況，負荷量不大，但屬于二級負荷，可靠性要求較高；根據上面的設計原則和要求我設計了兩種方案比較，其設計比較如下：

2.1 第一種方案

本主接線采用了一臺變壓器的小型變電所，其高壓側一般采用無母線的結構。 這種主接線采用了高壓斷路器，因此變電所的停、送電操作十分靈活方便，同時高壓斷路器都配有繼電保護裝置，在變電所發生短路和過負荷時均能自動跳閘，而且在短路故障和過負荷情況消除后，又可直接迅速合閘，從而使恢復供電的時間大大縮短。如果配電自動重合閘裝置，則供電可靠性更進一步提高。

2.2 第二種方案

這種方案是采用裝有兩臺主變壓器的小型變電所。如圖1所示

這種主接線的供電可靠性較高。當任一主變壓器或任一電源線停電檢修或發生故障時，該變電所通過閉合低壓母線分段開關，即可迅速恢復對整個變電所的供電。如果兩臺主變壓器低壓側主開關（采用電磁或電動機合閘操作的萬能式低壓斷路器）都裝設互為備用電源自動投入裝置（APD），則任一主變壓器低壓主開關因電源斷電（失壓）而跳閘時，另一主變壓器低壓側的主開關和低壓母線分段開關將在APD作用下自動合閘，恢復整個變壓所的正常供電。這種主接線可供一、二級負荷。

圖1 兩臺變壓器主接線方案

2.3 兩種方案的比較

1）從安全性看這兩種主接線方式都滿足國家的標準的技術規范的要求，能充分保證人身和設備的安全。

2)從可靠性看這兩種電力負荷滿足該車間的二級負荷要求。對于第一種主接線的工作方式是當機電修車間或軋鋼車間任意一個故障停電檢修時,通過聯絡線由另一個車間提供電源.在低壓聯絡線上,軋鋼低壓聯絡線側的配電瓶將它始終處于打開狀態,當機電修車間變壓器要檢修時,先打開機電修車間側配電瓶的開關,使其與軋鋼車間通電,然后斷開其本車間母線上的開關,這樣保證了不影響生產斷電。

3)從靈活性看能適應各種不同的運行方式，便于切換操作和檢修，且適應負荷的發展。

4）從經濟上看，第一種方案比第二種方案少一套高壓線路、變壓器、高壓熔斷器、和開關設備，減少了土建面積，因此能節約大量投資。從第一種來看它由負荷不大的軋鋼車間提供低壓聯絡備用電源。聯絡線大約60米，因此線路比較短，出現問題的可能性比較小，在加上本機電修車間與軋鋼車間的共同負荷也比較小。根據性能比較可知道，第一種方案利用率更高。有在綜合投資上，有 Z1~ 1/2Z2；運行年費上F1~F2，從而可知第一種方案更為理想。

2.4 主變壓器的選擇

變電所中主變壓器的容量應按照變電所的負荷總容量及主變壓器的臺數和運行方式確定，還應考慮5～10年的發展規劃。主變壓器應選擇低壓損耗變壓器，同一變電所中的幾臺主變壓器的型號和容量應該相同。

工礦企業變電所主變壓器的臺數，應根據負荷的重要程度確定。對于有一、二類負荷的工礦企業的一、二類負荷用電，并不得少于變電所總計算負荷的80%或70%。即每臺變壓器的容量應為

式中：--變電所總的有功率計算負荷，kW；--變壓器的額定容量，kV·A；--變電所人工補償后的功率因數，一般應在0.95以上；--變電所人工補償后的視在容量，kV·A；--故障保證系數，根據全企業一、二類負荷所占比例確定。

當變電所只選一臺變壓器時，變壓器容量的容量應滿足全部用電負荷的需要。此外。一般還應考慮15%～25%的富裕容量，即

當兩臺變壓器采用一臺工作，一臺備用時，則變壓器的容量應按下式計算：

當兩臺變壓器采用并列運行時，則每臺變壓器的容量應按下式計算

根據上面的計算和比較選擇一臺變壓器的方案，可知道當一臺承受機電修車間和軋鋼車間的總負荷時，將兩車間的總容量結合一起來算，由現場查勘得知軋鋼車間的容量為493.8kVA，可得：

通過查變壓器的型號表可選

可知SN.T=800≥1.25=774.4 kV·A

3 供配電線路的接線及其結構

低壓配電線路的接線方式：

3.1 放射式接線：配電線路互不影響，供電可靠性較高，但配電設備和導線材料耗用較多，且運行不夠靈活。主要用于容量大、負荷集中或重要的用電設備，或者需要集中聯鎖啟動。

3.2 樹干式接線：配電設備和導線材料耗用較少，運行靈活性好，特別是采用封閉式母線槽時；但干線故障時影響范圍大，供電可靠性較低。一般用于用電設備容量不很大、布置較均勻的場合，例如對機械加工車間的中小機床設備供電以及對照明燈具供電等，均采用樹干式接線。

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