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收藏词条   编辑词条 变配电所设计

创建时间:2008-08-02

变配电所设计(design of substation and distribution station)

设计范围包括总降压变电所、配电所和车间变电所。

总降压变电所  将来自电力系统的高电压降压成厂区配电电压的设施。其设计内容包括位置选择、主结线确定、结构与布置、主要设备选择、控制方式、主变压器的运输与检修和消防。

位置选择  总降压变电所要尽量接近工厂的负荷中心,并要考虑进出线的方便和主变压器的运输。为减少污染尽可能配置在工厂的上风向。电源进线通常都用架空线,因此在总图布置上要留出架空线路的走廊位置。此外,在布置上还不应妨碍工厂的发展,根据需要考虑留有扩建的可能性。

主结线确定  主结线根据负荷容量的大小、负荷性质、电源条件、主变压器容量与台数和进出线回路数等条件确定。主结线要力求简单、运行可靠、操作方便、设备数量少且便于检修,需要时还要考虑扩建的可能性。

结构与布置  一般设计成独立式,其构筑物包括高压配电装置、主变压器装置、主控制室、蓄电池及其通风和调酸间、自用电变压器室及其他辅助间等。

高压配电装置可设计成屋外式或屋内式,要根据周围的环境条件决定。屋外式适用于正常环境的110~220kV配电装置,屋内式适用于所有6~35kV配电装置及位于空气污秽、有腐蚀性气体及导电粉尘、可燃尘埃较多的地区或沿海严重盐雾地区,或用地面积受限制的110kV配电装置。对于220kV配电装置,若采用六氟化硫全封闭组合电器,因装置体积小,可采用屋内布置。当采用单体开关设备时,由于间距大、占地多,土建造价高,较少采用屋内布置。

主变压器一般为屋外安装,在空气严重污秽地区,主变压器的外绝缘要加强。一次电压为35kV或110kV的主变压器或在严重污秽地区以及用地面积受限制时,也可设计成屋内安装。

主控制室是全变电所的控制和监视中心,要位于运行方便、操作电缆最短和便于观察屋内外主要设备的地方,尽可能有良好的朝向。控制室内一般安装有控制屏、中央信号屏、直流电源屏、交流配电屏、继电器屏和电度表屏等,所有屏面布置要求监视、调试方便r力求紧凑,并注意美观、整齐,既要考虑近期的需要,又要考虑远期的发展。屏上要设有经常监视的仪表和清晰的模拟系统线。

蓄电池间及其通风和调酸间是为采用固定式铅酸蓄电池而设置的,若采用免维护的铅酸蓄电池或镉镍电池,因无酸雾逸出,不需设专用房间。

有些冶金工厂的功率因数是全厂集中补偿的,补偿设备安装在总降压变电所内,因此要设置单独的电容器室,室内要有良好的通风条件。

主要设备选择  主变压器一般选用三相、强迫油循环风冷的变压器。由于供电电网在运行时有电压偏移,变压器需要分接头,用分接开关来进行调节,分接开关有无励磁调压及有载调压两种,视电压偏移的情况选定。

断路器有多油、少油、真空、六氟化硫单体式和六氟化硫全封闭组合电器等类型。设计中采用最多的是少油断路器,多油断路器已很少选用,真空断路器及六氟化硫单体式断路器因其结构及维护简单,又适合于频繁操作,采用日趋增多。六氟化硫全封闭组合电器具有体积小、能防止大气污染、安全方便、维护简单、运行安全可靠等优点,是变电所小型化的理想高压配电装置,但价格昂贵。

6~35kV的配电装置,设计上要优先选用成套柜,只有在额定电流大、短路电流大而超出成套柜的最大限定值时,才考虑采用装配式的配电间隔。

控制方式  总降压变电所的控制方式,按控制地点分为在配电装置上就地控制、在主控制室内集中控制,或在工厂能源中心远方控制等。按控制线路的原理分为强电控制、弱电控制、一对一控制、选线控制、计算机监控、巡回检测和远动(遥控、遥测和遥信)控制等。

主变压器的运输与检修  设计总降压变电所时,要考虑主变压器的运输与检修,在布置上要设置公路或铁路以搬运主变压器,对容量特大的变压器,还要考虑不超过运输部门限定的外形尺寸及桥梁的允许荷载。当变压器就地抽芯检查和干燥时,布置上要留有一定的位置。变电所内一般不设固定的油处理设施和固定油罐。油处理设施通常设置在工厂的电修部门,那里备有一定数量的移动油罐,用来贮存更换用的新油和换下来的废油。就地检修主变压器可将所需的油罐和油净化设备等临时运至现场使用。

消防 主控制室、蓄电池间和电容器室,宜采用化学或其他适合于电气设备的灭火措施。对户外油浸电力变压器,要根据其重要性,火灾危害程度和环境条件等,采取距离分割、防火隔墙、化学灭火设施、事故排油设施和水喷雾灭火系统等任一种或数种防火措施。

配电所 自电力系统或工厂总降压变电所受电,以相同的电压向厂区各用户配电的设施。配电所的主结线根据车间生产工艺及负荷性质来确定,其位置尽量接近负荷中心,并考虑进出线的方便,需要时要考虑留有扩建的可能性。

配电所一般设计成独立式,其构筑物包括高压配电装置、控制室、自用电变压器室及其他辅助间。为方便生产而在技术经济上又合理时,配电所也可附设在用电负荷集中的某一车间旁,并兼作该车间的车间变电所。

高压配电装置一般为屋内式并尽量选用成套开关柜。

控制室是配电所的监控中心,其要求与总降压变电所的主控室相同。控制电源一般采用直流镉镍电池成套设备,可安装在控制室内。

控制方式一般采用强电控制的集中控制或就地控制。较重要的回路集中在控制室内控制,其余回路在开关柜上就地控制。对较小的配电所,也可全部在高压开关柜上就地控制。

车间变电所 将来自总降压变电所或配电所较高的配电电压降至车间用电设备所需电压的设施。

车间变电所的位置尽量接近大容量用电设备,要考虑进出线方便并不妨碍车间的发展。一般由高压配电设备、变压器和低压配电设备等组成。高低压配电设备多采用屋内式成套装置。配电变压器采用屋内式或屋外式,要根据环境条件及变压器型式确定,在技术经济合理且能满足防火要求时,也可以采用干式变压器。

车间变电所的结构有外附式、内附式、车间内部式、独立式和组合式等。(1)外附式设置在车间外墙外侧,变压器室门向户外开,适用于车间的主要负荷在厂房边沿,或虽在厂房中间但其周围或外墙内无法设置变配电装置的情况。(2)内附式设置在车间外墙内侧,变压器室门向户外开,适用于车间的主要负荷在厂房边沿,或虽在厂房中间但外墙为允许设置变配电装置的情况。(3)车间内部式设置在厂房中间,变压器室门开向车间内,适用于负荷大的多跨厂房且厂房中间允许设置变配电设备的情况;(4)独立式为一独立建筑物,适用于对几个车间的供电,其负荷中心不在某个车间,或由于防爆原因不能设车间内附式或外附式变配电设备的情况;(5)组合式为由设备制造厂成套供货的独立箱式变配电装置,可直接放置在户外或车间内部,不需要建筑物。

变压器室一般采用自然通风,有敞开式及封闭式两种。敞开式一般用金属网门,封闭式为金属实体门,门上开通风百叶窗。封闭式又分低式及高式,高式为将变压器楼板抬高,以利变压器的后部通风。车间内外附式及独立式均不设贮油池,车间内部式如采用油浸变压器,则在其下部应设贮油池。

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