碼頭10kV線路改造

黃 琦

（海南八所港務有限責任公司，海南海口 572600）

1 負荷計算

海南八所港三泊位設備負荷調查情況：MQ10-30 門機有4臺，每臺裝機容量為250 kW；泵站1 座臺，裝機容量為40 kW；修理車間的裝機總容量為100 kW；照明容量為100 kW；其他為80 kW。合計1320 kW。

本設計按需要系數法計算：Kx為平均值，取0.3，即考慮一臺電氣設備中電動機不同時運行，也考慮了多臺電氣設備之間的不同時運行。功率因數在未提高之前取0.75。即cosφ=0.75，tgφ=0.88。

（1）低壓側的計算負荷：Pjs2=Kx·∑P=0.3×1320=396 kW；Qjs2=Pjs2.tgφ=396×0.88=348.48348.482）1/2=527.50 kV·A。

（2）變壓器有功和無功損耗：ΔPB=0.02Sjs2=0.02×527.5=10.55 kW；ΔQB=0.08Sjs2=0.08×527.5=42.2 kVar。

（3）高壓側計算負荷：Pjs1=Pjs2+ΔPB=396+10.55=406.55 kW；Qjs1=Qjs2+ΔQB=348.48 +42.2=390.68（406.552＋390.682）1/2=563.84 kV·A。

因為三泊位的負荷只有二級負荷，所以變電所用一臺變壓器SB≥Sjs，即選一臺S11-630/10/0.4 Yn-11，630 kVA≥Sjs。

2 短路電流計算

確定基準值，取基準容量S=100 MV·A，本線路架空線長6 km，電纜長1 km。

（1）計算短路電路中電抗標幺值。

電力系統(tǒng)（Sdl=300 MV·A）。XD=Sj/Sdl=100÷300=0.33。

架空線路L-1（X0=0.4 Ω/km）。100/10.52=2.17。

電纜線路L-2（X0=0.0.08 Ω/km）。1×100/10.52=0.072。

電力變壓器（UK%=7.5）。XB=Ud%Sj/100Se=4.5×100×106/（100×1000×103）=4.5。

繪制等效電路圖，標出短路計算點（圖1）。

圖1 等效電路

（2）計算d-1 點的短路電路總電抗標幺值、三相短路電流和短路容量。

三相短路電流周期分量有效值IJ=Sj/（3）1/2·Upj=100÷［（3）1/2×

（3）計算d-2 點的短路電路總電抗標幺值、三相短路電流和短路容量。

三相短路容量計算見表1。

表1 三相短路的容量

3 電氣選擇

高壓斷路器選用ZN63A-12-400A-25KA 高壓真空斷路器，校驗情況見表2。

由表2 可知，ZN63A-12-400A-25KA 真空斷路器滿足要求。

（1）高壓隔離開關選擇。根據高壓側計算電流32.59 A，電壓等級10 kV，選擇GN9-12/200 開關。

（2）高壓電纜。先按經濟電流密度選擇，再校驗其他條件。查表得設年最大利用小時為5000 h 以上Jji=2.00 A/mm2，高壓側計算電流為Ijs=Sjs1/（3）1/2·Ue=563.84/［（3）1/2×10］=32.59 A，經濟截面為Sji=Ijs/Jji=16.30 mm2。所以，應選擇VV22-3×25 mm2型電纜。

表2 校驗情況

（3）高壓母線選擇。高壓側單相額定電流為Ie=Sjs1/［（3）1/2·Ue］/（3）1/2=563.8/［（3）1/2×10］/（3）1/2=18.84 A。選擇TMY-50×5 銅母板。

（4）低壓母線選擇。低壓側單相額定電流為Ie=Sjs/［（3）1/2·Ue］/（3）1/2=470.95，選擇TMY-3×（80×8）+2×（60×6）銅母板。

（5）低壓自動空氣開關。低壓側計算電流為Ie=Sjs/［（3）1/2·Ue］=814.74A，選擇CW1-2000/3，1250AH 型抽出式欠壓延時脫扣斷路器。

4 繼電保護

本港區(qū)供電的線路一般不很長，電壓不很高，為10 kV，裝機容量也不大，因此，本方案采用帶時限的過電流保護，采用感應式電流繼電器。保護裝置的接線方式采用三相三繼電器式接線，由于兩相兩繼電器式比前一種方式少用了一個繼電器，簡單經濟，只是不能保護單相短路故障，實際應用較為廣泛（圖2）。這種反時限的過電流保護使用的繼電器數量大為減少，因而投資也少、接線簡單，同時也可實現(xiàn)電流速斷保護，更加簡單、經濟。由于其觸點容量大，可直接接通跳閘線圈，而且相當適于交流操作。另外，在電力變壓器上也應用裝有繼電保護措施，其接線與線路繼電保護大同小異，只是在油浸式電力變壓器中有一種特殊的保護，即瓦斯保護。它是利用變壓器內部的絕緣油和其他絕緣材料受熱分解而產生氣體（瓦斯）的變化情況來反映變壓器的內部是否發(fā)生故障。這是一種先進且又靈敏的保護方法，在對油浸式電力變壓器的保護上運用廣泛。

5 功率補償

解決功率因素的問題，可以說是港口電力工作者一項非常重要的事情。根據規(guī)定，港口企業(yè)高壓平均功率因數不得低于0.9，低壓平均功率因數不得低于0.85。海南八所港作業(yè)負荷變動大，功率因數相對比較低，主要通過采取人工補償措施。

人工補償措施主要通過安裝移相電容器。這是一種無功功率的補償方式，并聯(lián)補償電容器組的總容量應滿足無功功率補償值要求。串聯(lián)組數根據電網和電容器的額定電壓確定。當電容器的額定電壓低于電力網的額定電壓時，可將電容器或電容器組串接，然后接成星形、三角形。并聯(lián)補償電容器組應裝設放電阻或放電電抗以及適合于切斷電容電流的斷路器。本港平均功率因數為0.75，按規(guī)定應補償到0.9，除了在合理使用變壓器、電動機等設備，提高自然功率因數外，還裝置了無功補償設備，即移相電容器。配電所的無功補償設備安裝在負荷側，采用的是△接法，并聯(lián)在負荷側，小燈泡是其放電電阻。

圖2 接線方式

6 結束語

本方案通過相關部門評審，應用于海南八所港三泊位10 kV線路改造，改造完成后，已穩(wěn)定運行6 年，達到了預期設計目的。