對廠用電設計的解析

喬華　吳紅建

摘 要：電力系統是國民經濟正常發展的重要保證，供電系統是機械廠的重要組成部分，它直接影響整個機械廠的安全與經濟運行，是聯系變電所和機械廠生產的中間環節，起著變換和分配電能的作用。電氣主接線的擬定直接關系著全廠電氣設備的選擇、配電裝置的布置、繼電保護和自動裝置的確定，是機械廠電氣部分投資大小的決定性因素。

關鍵詞：電力系統；用戶配電設計；繼電保護

中圖分類號：TM623 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2014）2-0113-02

1 對廠用電接線的基本要求

廠用電氣接線由高壓電器通過連接線，按其功能要求組成分配電能的電路，成為傳輸強電流，高電壓的網絡。是電氣部分的主要結構，是電力系統網絡結構的重要組成部分，它直接影響運行的可靠性，靈活性并對電器選擇，配電裝置布置，繼電保護，自動裝置和控制方式的擬定都有決定性的關系。因此，正確、合理的設計，必須綜合各方面因素來確定。廠用電接線除應滿足正常運行安全、可靠、靈活、經濟和檢修，維護方便等一般要求。

此外，在供電工作中，應合理地處理局部和全局，當前和長遠等關系，即要照顧局部和當前的利益，又要有全局的觀點，能顧全大局，適應發展。

2 廠用電接線的設計原則和接線形式

在廠用電設計時首先必須堅持其設計原則與主接線的設計原則保持一致，同時滿足在正常運行方式下的安全、靈活、可靠、經濟、檢修及方便維護等一般要求。其次要積極慎重地采用新設備和新技術，使廠用電接線具備一定的可行性、先進性。最后，在設計廠用電接線時還應對以下問題進行分析和論證。

根據實際情況提出兩種主接線方案：

方案一：如圖1所示，采用單母線隔離開關分段接線；

方案二：如圖2所示，采用雙母線隔離開關分段接線。

3 變壓器的選擇

3.1 主變壓器及廠用變壓器的選擇

①選擇主變壓器形式時，應考慮以下問題：相數、繞組數與結構、繞組接線組別、調壓方式、冷卻方式。

②根據原始資料計算所得：采用一臺主變壓器，根據原始資料分析，廠用負荷為10 454 kW，取電壓等級為35 kV，向廠用變電所供電時負荷容量為10 454/0.9=11 616 kVA，根據總負荷容量再留有一定的裕度，查《電氣工程設計手冊》得變壓器型號為：Vs%=6.5。

各車間用變壓器的確定，由負荷容量1 419/0.93=1 526 kVA查《電氣工程設計手冊》得變壓器型號：型Vs%=4.5。

3.2 備用電源變壓器的選擇

備用電源由于是10 kV線路，所以直接接到10 kV線路母線上，送到各個車間，通過各個車間變壓器降壓，而為各個車間生產所用，所以10 kV備用電源上不需要主變壓器。

4 繼電保護的配置

4.1 輸電線路保護

輸電線路的微機型繼電保護由于具有功能強、維護調試方便等一系列優點，自問世以來更是在國內外電力系統中得到廣泛應用。在電力系統繼電保護中輸電線路保護起到了舉足輕重的作用，隨著現代各類大型廠礦、企業規模的不斷擴大，對輸電線路的微機保護功能也提出了更新更高的要求，同時輸電線路保護本身具備的復雜功能和邏輯關系，使線路微機型繼電保護在這一領域獲得了廣泛應用。

4.2 變壓器保護

①瓦斯保護一般分為重瓦斯和輕瓦斯兩類，是反應油浸式變壓器內部故障和油面降低的主要保護。當變壓器發生匝間和層間短路、套管內部故障、鐵芯未接地故障、繞組內部斷線及絕緣老化和油面降低等故障均能靈敏動作。當變壓器內部發生故障后，電弧將絕緣材料分解產生大量氣體，同時也使局部溫度快速升高，導致變壓器油氣化和膨脹，其強烈程度隨主變內部故障的嚴重程度不同而不同。當故障輕微時，一定量的氣體匯集于繼電器內，這時輕瓦斯動作，發出信號；當故障嚴重時，一定量的油流沖向繼電器的檔板，這時重瓦斯動作，迅速將主變各側斷路器跳閘。②差動保護用于反應變壓器內部相間短路、高壓側單相接地短路和匝間短路故障。③后備保護主要反應變壓器外部短路故障。根據變壓器的容量和在電力系統中的作用，可采用：過電流保護、復合電壓起動的過電流保護、負序電流保護、阻抗保護、零序電流保護動作于跳閘。

4.3 母線保護

4.3.1 母線保護的基本要求

母線是電力系統組成的重要設備，母線保護是電力系統繼電保護的重要部分。母線故障在電力系統中是非常嚴重的故障，它直接影響母線上連接的所有設備的安全可靠運行，可導致大面積停電事故或設備的嚴重損壞，對于整個系統的危害極大，當母線保護動作時，母線上所有開關將全部跳開。隨著電力系統技術的發展，電壓等級不斷升高，在提高母線保護的可靠性同時，對母線保護的快速性、靈敏性、選擇性的要求也越來越高。

4.3.2 母線保護的配置

①差動保護，母線差動保護原理是母線保護的一種最常用的保護原理，原理所依據的是基爾霍夫電流定律。母線差動保護即為母線比率電流差動保護。它運用TA斷線及復合電壓兩種閉鎖差動回路。大差動啟動時瞬間將母線分段開關斷開，小差動啟動時根據母線保護的選擇元件跳開被選擇母線的相關支路開關。

②差動保護起動元件的配置，其起動元件由三部分組成：分段母線或雙母線的大差動電流越限起動元件；母線線電壓突變量起動元件。它們在一起組成或門起動邏輯，當滿足其中一個條件時，起動元件就動作同時起動母線差動保護。

參考文獻：

[1] 景星.電力設備壽命周期費用管理[J].電力設備管理，2009，37（61）：146-147.

[2] 任倞劼.繼電保護技術對電網運行的影響分析[J].國家電網，2013，（18）：74-75.

[3] 李青芯，汪德星，孫宏斌，等.變電站狀態估計的工程實踐與效益分析[J].電力系統保護與控制，2012，（12）.