化工厂车间变电所及配电线路综合设计技术研究

摘 要：本文根据某化工厂产生实际，针对该工厂电力配电电力供应使用需求，就该厂车间变电所及配电线路方面进行全面设计，可以为变电所的生产安全和供电可靠性提供技术参考。

关键词：化工厂；变电所；配电线路

中图分类号：TM75 文献标识码：A

变电所是将电能进行转换、变换电压并实行重新分配的环节，是供配电系统的重要组成部分，它直接影响整个电力系统的安全与经济运行。本次设计是针对某化工厂车间变电所及低压配电系统的设计。其中主要对全厂的实际负荷进行了分析计算，并对供电方案进行了确定。同时着重对变电所内电气设备进行选择，对车间配电线路进行了安全载流量的选择计算和校验，特别对电力设备的继电保护方面进行计算和整定。

1 化工厂车间负荷的分析与计算

负荷计算是根据已知的工厂用电设备的安装容量确定、预期不变的最大假想负荷，这也是工厂电力系统供电线路导线的截面积、变压器容量、开关电器和互感器等额定参数确定的主要依据。确定负荷的计算方法，主要有需要系数法、二项式法，需要系数法是普遍采用的计算负荷的基本方法，二项式法应用局限很大，但确定设备台数教少而容量差别悬殊的分支干线的计算负荷时，比较的合理，而且方便。在化工厂车间设计中，由于化工厂车间设备台数较多、设备容量都相差不大，一次一般采用需要系数法，计算分析内容包括负荷的分析和总负荷的计算两项内容。

2 变电所变压器和主结线方案的选择

对于变电所变压器的选择，应该根据该工厂的负荷性质和生产过程工作实际需要，以及电源供电实际确定。在本文中变电所的主变压器采用如下方案：

采用10kV系统单电源向本工厂供电方式。装设两台主变压器： 型式也采用S11，每台主变压器容量按式SN·T=500kVA>SJS/2选择，由于本工厂负荷性质一部分为一级负荷，一部分为二级负荷。考虑本工厂一级负荷问题，可以采用备用发电机备自投方式来满足负荷需要。因此备用发电机容量按式SN·T=1000kVA>SJS选择，因此选主变压器为S11-500/10节能型配电变压器两台，主变压器的联结组别均采用Δyn0。

3 变电所一次设备的选择校验

（1）变压器绕组的连接方式。电力系统采用的绕组连接方式只有星形三角形，高、中、低三侧绕组如何组合要根据具体工程来确定。我国110kV及以上电压，变压器绕组都采用星形连接，35kV亦采用星形连接，其中性点多通过消弧线圈接地，35kV以下电压，变压器绕组都采用三角形连接。

（2）冷却方式的选择。主变压器一般采用的冷却方式有自然风冷却，强迫油循环风冷却，强迫油循环水冷却。本次设计选择的是小容量变压器，故采用自然风冷却。

（3）调压方式的选择。变压器的电压调整是用分接开关切换变压器的分接头，从而改变变压器变比来实现的。切换方式有两种：无激励调压，调整范围通常在±5%以内；另一种是有载调压，调整范围可达30%。化工厂车间变电所对主变压器的调压范围要求不大，一般在5%以内，而且不要向系统传输功率，只要求变压器使副边电压保持一定范围即可，因此采用无载调压便可解决，因此选用无载调压变压器。故本次设计选用主变的调压方式为无载调压。

（4）设备的校验。设备的校验主要是对高压设备侧一次设备、低压设备侧一次设备按照技术参数进行选择校验，确保设备的可靠性。

（5）高低压母线的选择。10kV进线采用LGJ—35钢芯铝绞线架设，母线桥选择软母线连接，考虑小动物在设备接线端子之间发生短路影响，型号为JKLYJ—10kV—35绝缘导线； 380V母线选LMY-4（80×6.3）即相母线尺寸为80mm×6.3mm。

4 变电所进出线的选择

（1）10kV电缆的选择。由主变压器10kV侧进线采用电缆方式连接，型号采用YJV22—3×35mm2。敷设方式为电缆沟敷设。由于该电缆长度小于20m，因此不考虑经济电流密度问题，但需要对所选的电缆进行短路电流热效应计算进行校验。

（2）380V低压出线的选择。380V低压出线主要是通过对于配电室至主变低压侧的一段引入电缆的选择校验之后，对馈电给制冷车间的线路、馈电给供气、供水站的线路、馈电给锅炉车间的线路、馈电给供气站、污水处理车间的线路、馈电给松香树脂车间的线路、馈电给聚合车间的线路、馈电给松香车间的线路、馈电给松油醇车间的线路、馈电给机修车间的线路以及馈电给厂区照明的等全面的配电线路进行选择。

5 变电所二次回路方案的选择与继电保护的整定

（1）高压断路器的操动机构与信号回路方案。断路器采用手力操动机构，由于操作显示机构简单，在化工厂配电设计中所选用的真空断路器具有机械分、合闸指示及储能指示。

（2）主变压器的继电保护装置。对于装设定时限过电流保护，由于本设计所选用的真空断路器本体具有三段式保护功能，即短路速断保护+过流延时保护+通电瞬间防涌闭锁功能，且各相关参数可供调整。因此只需要进行计算出过电流保护动作的整定值，对于满足选择性要求按时间元件进行整定即可。对于电流速断保护的装设，主要是包括速断电流的整定、电流速断保护灵敏系数的检验以及动作时间的整定等计算分析内容。

（3）线路开关的继电保护装置整定。对于定时限过电流保护的装设，本设计10kV侧馈线选用真空断路器开关控制。短路速断保护为主保护，过电流保护为后备保护方式。对于速断保护的装设，装设速断保护主要是确定速断电流的整定，同时明确保护范围的检验，并确定动作时间的整定。

结语

随着国民经济的快速稳定发展，电力设备和相关产品的生产开发日新月异，在这种形势下确保工矿企业供配电系统的安全运行，不仅有利于推动企业的生产发展与经济效益提高，对于实现生产自动化和工业现代化也具有十分重要的意义。

参考文献

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