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基于车间变电所及配电线路设计
作者：张艳龙
来源：《硅谷》2013年第04期
摘要：文中进行了车间变电所及配电线路设计，详细探讨了以下内容：确定车间变电所主变压器型式；车间变电所高低压进出线；变配电所进出线导线和电缆型式的选择；选择电源进线的二次回路方案及整定继电保护。
关键词 车间变电所；主变压器；二次回路；继电保护
中图分类号：TF083 文献标识码：A 文章编号：1671—7597（2013）022-049-2
本次参考了大量的现代工厂的平面设计图对各部分的布局的可用性、经济性的数据，来设计的一份关于标准件厂冷镦车间低压配电系统及车间变电所的规划。 1 确定车间变电所主变压器型式
在选择变压器之前，本着高损耗变压器已被淘汰不予采用的原则，慎重选用了低损耗节能型变压器，如S9系列或S10系列的变压器。
然而，在各种环境下使用具有优势的变压器又有不同。具体可分为以下几种。
1）当供电系统中没有特殊要求或民用建筑变电所时，常常会采用三相油浸自冷电力变压器（S9、S10-M、S11、S11-M等）。
2）在对消防要求较高的场所中，如：高层建筑、地下建筑、发电厂、化工等单位等等，宜采用干式电力变压器（SC、SCZ、SG3、SG10、SC6等）。
3）对电网电压波动较大的情况下，为了改善电能质量，通常会采用有载调压电力变压器（SZ7、SFSZ、SGZ3等）。
4）在多尘、多灰、有腐蚀性气体等严重影响到变压器的安全的场所下，应选择密闭型变压器或防腐型变压器。
在本次设计里，选用的就是S9系列三相油浸自冷电力变压器。
从变电原则来看，在变压器台数和容量确定原则方面，车间变电所和总降压变电所基本相同。减少投资金额、运行费用以及有色金属耗用量，同时还要保证达到电能质量的要求。
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对于二、三级负荷这种情况来说，基于车间变电所变压器台数的选择原则，变电所只需要设置一台变压器就够了，然而，其容量即可根据计算负荷来决定。再者，通过从其他车间的低压线路取得备用的电源，这样做的好处是：在故障的情况下仍可以对必需的二级负荷来持续供电，同时，在负荷极不均匀的轻负荷时，也能达到供电系统持续经济运行的效果。
对一、二级负荷较大的车间来说，可以采用其他的方法，即有两回进线法能用。设置两台变压器，且需要其容量确定和总降压变电所相同即可使用。例如，在负荷分散的情况下，只需要设置两个各有一台变压器的变电所。需要注意的是，在车间变电所中，单台变压器容量最好不能超过1000 kVA。 2 车间变电所高低压进出线
高压出线：像是一段电缆经过由高压开关柜引出，然后再搭配架空配电的线路，那么，这个变配电所高压出线的选择，就只能选这一段来引出电缆。所以，再有全线一致的电缆出线这种情况，应该选择线路的全长较为合适。
高压进线：为专用线路选择时，应选专用线路的全长。当需要从公共干线引至变配电所时，仅仅只选用从公共干线到变配电所的一段引入线即可。一般来说，靠墙安装的高压开关柜，通常柜下进线时都需经电缆来引入。因此，要想架空线进线至变配电所高压侧，按照惯例都需选一段引入电缆。
低压出线：在采用电缆配电时，仍然应该选线路的全长。在进行这一过程时，通常会有以下操作：经一段穿管再由绝缘导线引出，架空配电的线路……所以，选择一段变配电所低压出线时，就选引出的穿墙绝缘导线的那一段长。
而在厂区配电线路或是车间配电线路的设计中，则会考虑使用架空配电线路的那一段长。 3 变配电所进出线导线和电缆型式的选择
高压电缆线：可采用铝芯电缆和铜芯电缆，在特殊要求的场所应采用后者。
低压电缆线：一般采用铝芯电缆和铜芯电缆。在特别重要的或有特殊要求的线路可以采用后者。
明敷电缆一般采用裸铠装电缆和塑料护套电缆或防腐型电缆。在可能会造成明敷在无机械损伤的场所，常使用前者。然而当明敷在具有腐蚀性介质场所的电缆中，应采用后者。 4 选择电源进线的二次回路方案及整定继电保护
1）如图1所示，断路器的控制与信号回路，通常采用手力操动机构。
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WC—控制小母线；WL—灯光指示小母线；WF—闪光信号小母线；WS—信号小母线；WAS—事故音响小母线；WO—合闸小母线；SA—控制开关；KO—合闸接触器；YO—合闸线圈；YR—跳闸线圈；KA—保护装置；QF1～6—断路器辅助触电；GN—绿色指示灯；RD—红色指示灯；ON—合闸；OFF—跳闸。
2）变电所高压侧通常会装有电压互感器—避雷器柜，其中电压骨干其为3个JDZJ-10型，组成△（开口三角）的结线，通过这种方法，来实现电压测量和绝缘监察的同步，其结线图见图2。
3）作为一个备用电源的高压联络线，即能装有三相有功电度表、三相无功电度表和电流表，结线图见图3。高压进线上，亦装有电流表。
根据图可看出：①低压照明线路上装有三相四线有功电度表；②低压并联电容器组线路上，装有无功电度表；③低压侧的动力出线上，均装有有功电度表和无功电度表；④每一回路均装有电流表；⑤低压母线装有电压表。
仪表的安装必需准确度地按照等级规范要求来。 5 车间配电系统接线方案的选择
车间配电系统接线方案的选择原则如下。
1）当在有特殊要求的车间内，用电设备为大容量且负荷性质重要的设备，宜采用放射式配电。
2）在正常环境的车间内，当大部分用电设备为中小容量、且无特殊要求时，宜采用树干式配电。
3）在TN及TT系统接地型式的低压电网中，宜选用Dyn11联结组别的三相变压器作为配电变压器。但由于单相不平衡负荷引起的中性线电流，没有超过变压器低压绕组额定电流的25%时，可以选用Yyn0联结组别的配电变压器。
4）在高层建筑物的场景内，当向各个楼层各配电点供电时，能够采用分区树干式配电；但部分对于较大容量的集中负荷或重要负荷来说，还是得从低压配电室以放射式配电。 5）当用电设备与供电点之间的距离较远时，而又因为批次相距很近、容量很小的次要用电设备，那么可以采用链式配电；但其总容量不宜超过10kW，且每一回露环链设备不宜超过5台，当对容量较小用电设备的插座，采用链式配电时，每一条环链回路的设备数量可根据实际情况，作出适当增加或者减少。
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6）根据生产要求，平行的生产流水线或互为备用的生产机组，宜由不同的回路配电；反之，宜由同一回路配电的自然就是由同一生产流水线的各用电设备。
车间低压配电系统主接线的选择：首先，选择它的位置时应当尽量靠近负荷中心。又因为配电是起到接收以及分配电能的作用，所以配电所一般为单母线制。最后，可以根据负荷的类型或者是进出线数目来考虑将母线来如何进行分段。 参考文献
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