中小型工廠變電所主接線方案設(shè)計(jì)與探討

李晶

摘要：本文介紹了結(jié)合當(dāng)?shù)貙?shí)際選取開發(fā)區(qū)某中小型機(jī)械廠工廠供配電系統(tǒng)，按照工廠投入使用實(shí)際情況以及實(shí)現(xiàn)相應(yīng)功能之后工廠的計(jì)算負(fù)荷來確定該機(jī)械廠變電站主接線。通過設(shè)計(jì)相應(yīng)接線方案，得出裝設(shè)一臺(tái)主變壓器的接線方案在供電可靠性、安全性、供電質(zhì)量、經(jīng)濟(jì)投資、耗電量等方面都比較優(yōu)質(zhì)，但是在靈活方便性和工廠擴(kuò)建適應(yīng)性上裝設(shè)一臺(tái)主變壓器的接線方案稍差一些。

Abstract： This article introduces the selection of the power supply and distribution system of a small and medium-sized machinery factory in the development zone based on local conditions. The main wiring of the substation of the machinery factory is determined according to the actual situation of the factory and the calculated load of the factory after the corresponding functions are implemented. Through the design of the corresponding connection scheme， it is concluded that the connection scheme of installing a main transformer is of high quality in power supply reliability， safety， power supply quality， economic investment and power consumption， but the connection scheme of installing a main transformer is slightly worse in terms of flexibility， convenience and adaptability of factory expansion.

關(guān)鍵詞：工廠供電;計(jì)算負(fù)荷;主變壓器

Key words： factory power supply;calculated load;main transformer

中圖分類號(hào)：TM645? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1006-4311（2020）23-0236-02

1? 概述

工廠供電技術(shù)以培養(yǎng)中小型工廠供配電技術(shù)方向技能人才需求為參考，面向電力技術(shù)方向相關(guān)職業(yè)，以提高學(xué)生職業(yè)技能水平和綜合能力為宗旨，通過“理論教學(xué)-課程設(shè)計(jì)-現(xiàn)場(chǎng)實(shí)習(xí)”的教學(xué)鏈條，全面提高學(xué)生技能水平和職業(yè)素養(yǎng)。主要研究中小型工廠的供配電系統(tǒng)，其實(shí)保證在高效率的完成中小型工廠生產(chǎn)需要的同時(shí)，提升安全和穩(wěn)定性，本文闡述課程設(shè)計(jì)主要是對(duì)具有普遍供電特向的中小型即供電電源在10kV及以下的機(jī)械廠，根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際設(shè)計(jì)確定變電所主接線方案。

2? 設(shè)計(jì)要求

按照工廠供電安全、可靠、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)的要求，結(jié)合工廠今后生產(chǎn)發(fā)展，確定工廠內(nèi)變電所的位置和型式、選擇主變壓器;設(shè)計(jì)變電所主接線方案并選擇高低壓成套裝置及相應(yīng)開關(guān)設(shè)備，并且需要確定相應(yīng)的保護(hù)裝置如機(jī)電保護(hù)、防雷和接地裝置等。

2.1 相應(yīng)參數(shù)指標(biāo)

機(jī)械廠坐落在鐵嶺開發(fā)區(qū)某處，包括8個(gè)廠房車間，分別為鍛造、鍛壓、熱處理、電鍍、鍋爐、裝配、機(jī)修、工具車間。其中鍛造、電鍍和鍋爐房屬二級(jí)負(fù)荷，其余車間均屬三級(jí)負(fù)荷。且Tmax為4600h。按照工廠與當(dāng)?shù)毓╇姴块T簽訂的供用電協(xié)議規(guī)定，該廠有兩路供電電源，其中一路由附近一條10kV的公用電源干線取得工作電源。該干線的導(dǎo)線牌號(hào)為L(zhǎng)GJ-150，導(dǎo)線為等邊三角形排列，線距為2m;干線后端距離本廠約8km。干線首端所裝設(shè)的高壓斷路器（斷流容量為500MVA）。此斷路器配備有定時(shí)限過流保護(hù)和電流速斷保護(hù);另一路采用高壓聯(lián)絡(luò)線由臨近的單位取得備用電源。已知與本廠高壓側(cè)有電氣聯(lián)系的架空線路總長(zhǎng)度為75km，電纜線路總長(zhǎng)度為20km。按照室當(dāng)?shù)毓╇姴块T要求，每月基本電費(fèi)按主變壓器容量為18元/kVA，動(dòng)力電費(fèi)為0.9元/kW·h，照明電費(fèi)為0.5元/kW·h，工廠最大負(fù)荷時(shí)的功率因數(shù)不得低于0.9。

2.2 負(fù)荷計(jì)算和無功功率補(bǔ)償

多組用電設(shè)備計(jì)算負(fù)荷的具體計(jì)算方法如下：

主要計(jì)算公式有：有功功率（單位kW）

2.3 無功功率補(bǔ)償方法

在中小型工廠供電系統(tǒng)中，進(jìn)行無功功率補(bǔ)償?shù)闹饕ㄟ^以下方法進(jìn)行：提高功率因數(shù)、減小設(shè)備容量和減少功率耗損、穩(wěn)定電壓和提高供電質(zhì)量。由上標(biāo)可知，該廠380V側(cè)最大負(fù)荷時(shí)的功率因數(shù)是0.77，而供電部門要求該廠10kV進(jìn)線側(cè)最大負(fù)荷時(shí)因數(shù)不應(yīng)低于0.90。考慮到主變壓器的無功損耗遠(yuǎn)大于有功損耗，因此380V側(cè)最大負(fù)荷時(shí)因數(shù)應(yīng)稍大于0.90，暫取0.92來計(jì)算380V側(cè)所需無功功率補(bǔ)償容量：

集中補(bǔ)償與分散補(bǔ)償相結(jié)合，以分撒補(bǔ)償為主;高壓補(bǔ)償與低壓補(bǔ)償相結(jié)合，以低壓補(bǔ)償為主;調(diào)壓與降壓相結(jié)合;并且與配電網(wǎng)建設(shè)改造工程同步規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工、同步投運(yùn)。無功補(bǔ)償?shù)闹饕饔镁唧w體現(xiàn)在：①提高電壓質(zhì)量;②降低電能損耗;③提高發(fā)供電設(shè)備運(yùn)行效率;④減少用戶電費(fèi)支出。（表1）

2.4 變電所主變壓器及接線方案選擇

變電所的位置要盡可能靠近負(fù)荷中心，根據(jù)工廠的負(fù)荷、電源的基本情況，變電所的主變壓器設(shè)計(jì)方案如下：分別裝設(shè)一臺(tái)S9型變壓器和二臺(tái)兩臺(tái)并列運(yùn)行的S9型變壓器，由容量根據(jù)式SN.T？叟S30，SN.T為主變壓器容量，S30為總的計(jì)算負(fù)荷。SN.T=1250kVA>S30=883kVA，即選一臺(tái)型號(hào)為S9-1000/10型低損耗電變壓器和選擇兩臺(tái)S9-630/10型低損耗配電變壓器。因?yàn)閮膳_(tái)并列云頂變壓器設(shè)備容量計(jì)算方法如下：

因此廠區(qū)二級(jí)負(fù)荷所需的備用電源，考慮由高壓聯(lián)絡(luò)線以來臨近單位的電源來供電。根據(jù)上述計(jì)算得到設(shè)計(jì)兩種主接線方案圖如圖1所示。

對(duì)兩種設(shè)計(jì)方案按照技術(shù)指標(biāo)和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)進(jìn)行對(duì)比，供電質(zhì)量即可靠性和安全性兩種方案均能滿足要求，前期投資經(jīng)濟(jì)指標(biāo)上看一臺(tái)主變壓器投入明顯要低于兩臺(tái)并列運(yùn)行主變壓器投入，同時(shí)相應(yīng)供電系統(tǒng)需要的高低壓成套開關(guān)裝置及二次繼電保護(hù)裝置相應(yīng)投入也少于兩臺(tái)并列運(yùn)行的接線方案。這樣就會(huì)導(dǎo)致后續(xù)投入使用之后供電系統(tǒng)折舊費(fèi)和生產(chǎn)過程中小號(hào)的耗電量等都相應(yīng)減少，但是一臺(tái)主變的供電靈活性相對(duì)差一些，同時(shí)對(duì)工廠的發(fā)展，下一步擴(kuò)建適應(yīng)性也會(huì)降低。這是二者之間對(duì)比的詳細(xì)分析情況。

3? 總結(jié)

針對(duì)鐵嶺市開發(fā)區(qū)某10kV電源供電的小型機(jī)械廠，實(shí)際工作情況進(jìn)行變電所主接線方案設(shè)計(jì)，通過計(jì)算負(fù)荷確定、補(bǔ)償及相應(yīng)技術(shù)數(shù)據(jù)要求提出兩種設(shè)計(jì)方案，進(jìn)行詳細(xì)比較之后得出基于工廠現(xiàn)階段實(shí)際生產(chǎn)需要擬選擇一臺(tái)主變的變電所的變電所主接線方案是最優(yōu)的，無論從經(jīng)濟(jì)指標(biāo)還是技術(shù)指標(biāo)都能實(shí)現(xiàn)效益最大化。

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