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变电站
低压配电
系统
设计
思考
马翠杰
/变电站低压配电系统设计思考马翠杰李郑辉(山东湖润电力设计有限责任公司)摘要:社会高速发展,人们对电力需求量随之增加,电网建设规模日益扩大,做好供配电系统合理设计工作是非常重要的。电能成为当前人们工作、生活中不可或缺的一部分,供配电中断可能会直接影响人们日常生活,同时给电力企业和国家带来严重经济损失,因此,相关部门应确保电力供配电系统正常运行。基于此,本文从变电站低压配电系统角度出发,进一步探究变电站低压配电系统设计方案,提出对应的设计思路。关键词:变电站;低压配电系统;系统设计 引言对于变电站来说,主要负责一定区域内正常供电,变电站中含有不同类型的变压器设备。近几年,随着时代快速发展,变电站引进各种先进的设备和供电系统,更好地满足人们日常用电需求。从目前情况来说,当前部分变电站在实施设备管理中,虽然已经采用增容处理,但是在变电站低压配电系统处理方面调整不到位,使得变电站内部低压配电系统在数量和容量方面都达不到人们的使用需求。并且,变电站低压配电系统比较落后,已经不被当前社会所接受,内部回路设计比较老旧,不能实现对用电线路的安全保护,即便根据负荷变化对系统内部结构适当调整,但是柜体内部和低压配电系统位置比较紧张,电气安全距离不满足相关要求,无法保证电力系统安全运行。基于此,相关部门应结合设备用电工艺要求,对变压站低压配电系统更新设计,从而保障变电站运行的稳定性与安全性。变电站基本概述变电站是由变压器、开关等构件形成的对变压器进行调整的场所,通过各种组装设备和电力系统,起到切断、连接、调整电压的效果。变电站是电力供应系统中不可或缺的一部分,其建设意义就是把发电站传递的电能输送到各个位置。在电能传输中,要想减少能源消耗,变电站将会让电压不断上升,转变成高压电,并且在将电能输送给周围用户时,将电压下降处理,控制在标准电压值范畴内 。通常情况下,要想保证变电站内部结构的完整性,通常由电气设备、电源系统、通信系统、防雷系统等部分组成。其中,电气设备中包含一次电气设备、二次电气设备。一次电气设备指的是用于生产、传输电能的设备,二次电气设备则可以对一次电气设备运行过程进行管控与保护;电源系统中包含交流系统、直流系统以及逆变系统等;通信系统中包含光端机、光纤配线架、音频配线架等;防雷接地系统则是由防雷系统、接地系统等两部分组成。在变电站运行过程中,各个系统相互作用和影响,从而发挥变电站自身功能。变电站低压配电系统设计()设计总体思路变电站低压配电系统是电力系统中不可或缺的一部分,通常由电气设备、配电网络等部分组成,其由电力系统提供电能,通过对电能传递、保护,把电能安全且稳定地传递到各个用电设备中。变电站中低压配电系统设计包含变压器二次母线、低压进线、无功补偿、低压开关柜等部分,在对变电站低压配电系统设计过程中,总体设计思路有以下几点:第一,重点分析用户实际需求,确定线路数量及规格;第二,结合现场实际情况,确定低压柜类型,合理设计安装思路;第三,对低压室结合柜体功能灵活设计,制定合理的设计方案,保证馈线单位设计工作快速完成;第四,通过对变压器容量参数的分析,确定母线以及无功补偿容量,并对其保护参数科学计算。()局部设计在对低压配电设备布局设计过程中,设计重点就是保证后期操作、检修的便利性。低压配电系统中各个通道具有最小宽度要求,在对固定屏设计过程中,电气技术与经济 技术与应用 /屏幕前操作通道应大于 ,屏后操作通道应大于 ,屏后维护通道应大于 。结合变电站低压配电系统尺 寸 要 求,其宽 度为 ,长 度 为 ,根据现场实际情况科学设计,把柜体尺寸设定在 之内,柜后净距设计为 ,柜前净距设计为 。从科学设计角度出发,提高低压配电安装的方便性,需要在低压室西部位置设有宽度为 、高度为 的门 。变电站低压室结构图见图 。图 变电站低压室结构图()功能设计在低压进线柜设计过程中,要求和变压器二次侧充分连接,尽可能减少密集母线数量,通过现场勘查,变压器二次侧中心和低压室西部之间距离保持在 左右。结合变电站主铝母线出线方向,保证母排安装质量,可以将 柜设计成母线出线柜,同时在柜顶位置安装柜顶母线转接箱。对于变电站无功电容补偿一般采取变压器低压侧集中补偿方式,完成电容补偿柜的设计工作。由于变电站承载周围电力输送功能,要想保证电缆连接顺利,需要将变电柜设计成外围大容量出线柜。要想监测变电站运行状况,每个机柜上可安装数字多功能仪表,可监测三相电流、三相电压、有功功率和无功功率等,同时具有远程通信系统,各个回路配有电流表,便于相关人员现场检查。针对电容补偿柜,出于对变电站内部大功率设备用电情况的思考,需要在内部安装动态自动补偿装置,并在电容器组的作用下,实现精准补偿。()低压柜柜型分析家用低压柜包括 、等;国外品牌机柜类型包括 .和 。根据馈线类型,可以划分成三种类型,固定柜、抽屉柜、固定间隔拔线柜。其中,固定柜的优点是连接稳定,组装接线便利,投入成本少,不足在于故障频繁发生,保护力度不足,输出电路数量比较少,需要占据较大的空间。对于抽屉柜来说,展现出故障范围小、故障电路更换高效、保护能力强、输出电路多、占用空间小等优势,不足在于散热功能差、故障发生率高、成本多等。这两种机柜在变电站使用多年后,发现它们的维护率和故障率相对偏高。通过对市场勘察,整合抽屉柜优势,并在抽屉柜现有缺点上进行调整,值得使用的柜体类型有 、等。通过对固定间隔柜调查分析,其优势有以下几个方面:第一,这种柜体类型可以把配电回路设计为纵横分离的结构,把设备安装在比较独立的空间中,让主母线系统、配电系统、功能单元等保持相互分离的状态,让低压柜在检修、维护过程中更加安全,减少大面积故障问题发生 。第二,这种柜体类型联锁操作更加方便。开关柜前面设计的每个功能单元门都配有一个扩展操作手柄,用于打开和关闭门。手柄与机械联锁完全连接,每个功能单元的断路器通电情况下室门无法打开,让柜体更加安全。每个房间门可根据实际需要安装测量设备、灯具等,操作比较方便。因为大多数活动部件都是断路器,所以可以减少连接器接触问题的发生。第三,这种类型的机柜配备插入式塑壳断路器,因为它自己的固定底座和移动式自匹配插头模式有效地解决抽屉柜中插头问题,即便是让室门保持开启运转状态,也不会出现带电设备外露现象,真正做到合理分隔。()固定间隔插拔柜单元组成设计在固定间隔插入式机柜单元设计中,选择 机柜类型。该柜体包括塑壳断路器和框架断路器,均为西门子产品。柜体总高度为 ,有效高度为 ,单元标准间隔高度为 。对于每个间隔安装的各种开关,必须从上到下、从左到右预留一定空间,给后续开关运行和维护工作开展提供便利条件。根据西门子 塑壳断路器产品样本以及西门子 框架断路器产品样例等相关要求,塑壳开关的外围间隙应大于 ,框架开关的外围间距不得小于 。在查阅固定间隔插入式低压柜的数据后,一般 单元可以安装开关 ,单元可安装开关 ,个单元可安装开关 高 ,.个单元可安装开关 高 ,台机组可安装开关 高 ,对于框架的 断路器,一般占据 电气技术与经济 技术与应用/个单元,高度约为 。在对机柜单位间隔设计过程中,重点思考上述因素,保证机柜功能得到充分发挥。低压固定间隔柜见图 。图 低压固定间隔柜()无功补偿量计算对于变压器无功补偿来说,涉及的内容有两个,第一个是变压器负载无功功率,第二个是变压器无功功率。在变压器负载无功功率方面,因为负荷自然功率小,不符合供电部门运行标准。为了改变这种状况,应安装电容器调整功率因数。在变压器无功功率方面,因为变压器自身由线圈组成,变压器中无功功率比较高,需要做好电容补偿。补偿量和变压器尺寸之间存在一定的关联性,在不知道用户电气设备具体参数的情况下,需要根据变压器容量估算电容器的补偿量。在补偿量方面,变压器容量通常为 。如果是无功补偿,其系数中间值为 .时,电容补偿计算结果为 。()变压器二次母线计算在变压器选择过程中,选用型号为 的油变压器,低压侧电压为 ,高压侧电压为 。根据公式 (.)计算,二次额定电流 (.).。考虑到变压器允许短时过载运行,实际母线电流应乘以过载系数(.)进行计算 。当系数为 .时,母线的计算电流 .,因此密集母线应为 ,满足估算手册中变压器容量约为母线容量两倍的要求。结束语总而言之,变电站和低压配电系统作为电力系统中重要内容之一,在电力系统运行发展中起到了关键性作用。在当前社会快速发展下,能源日益紧张,环境不断恶化,节能降耗成为推动社会发展的核心目标。当前,变电站低压配电系统是完成节能降耗发展目标的关键,在对其科学设计中,应做好规范选择,对部分供电数据如短路电流、负荷等精准计算,结合系统设计情况,优化设计方案,在达到节能降耗目标的同时,让电力系统运行更加安全。参考文献 吕明,刘俊,杨涛,等.数据中心低压配电系统设计研究 中国管理信息化,():-.赵广镇.两用一备冷水机组的供配电系统设计问题及其对策 现代建筑电气,():-,.黄文彪.针对高层建筑电气设计中低压配电系统安全性分析 居舍,():-,.凌云.合肥地铁站房低压配电设计分析 工程建设与设计,():-.(收稿日期:2 0 2 2-1 0-2 4)电气技术与经济 技术与应用