配電設計的思路概述(10kV為例)

2020-11-29 stone註冊電氣工程師

一、供配電系統的組成

供配電系統由高低壓配電線路,變電站(包括配電站)和用電設備組成。我們往往把35kV及以下電壓等級的電力系統劃為供配電系統,而現在我國電網中有種新的提法,110KV及以下均稱之為配網,即劃為供配電系統之列。

常用的電壓等級分為三大類:1、 110~35 kV適用於大型工業園、化工、冶金等大用電負荷場所的一級配電系統;2、 10~6kV普遍適用於高壓用電設備;3、 0.4~0.22kV主要用於供配電系統的末端,負荷主要包括低壓用電設備、住宅、商業等。

二、 供配電系統簡單可分為:供和配兩部分,前者指系統的供給側,主要強調供電電源穩定可靠,合理有效分配電力資源;後者指系統的分配側,主要是用電設備的合理安排布置。二者的分界點一般即為產權分界點,電源側歸屬供電公司,用戶側為用戶所有。

從電源側電力系統相關設施的設計施工,均需要相應的電力資質單位完成,所以我們電力送變電資質設計的範圍,一般為電源T接到配變低壓設備側出線位置。

三、 具體設計範圍包括:高壓線路(包括電纜或架空)、高壓設備(戶外環網櫃、開關站、高壓分支箱等)、變壓器(電力系統的核心設備)、低壓設備(適用不同場合的各種低壓櫃)、少量低壓線路(一般為主幹線)。

四、 供配電設計的核心,由客戶提供負荷需求,根據不同負荷的性質、數量進行負荷計算。

負荷計算的方法有:單位指標法、需要係數法、利用係數法。一般前期估算時,由於資料不全,常用單位指標法估算負荷需求,比如按面積(住宅30~80W/平、倉儲15~50W/平、商業50~100W/平、工業40~120W/平、等等)、按戶、按人、按樁(充電樁7Kw/樁)等等。需要係數法,一般在負荷數量較大時比較準確,計算方法相對簡單。利用係數法在工業上計算常用,設備差別較大時、數量參差不一時等等,利用係數法比較準確,但規模較大時計算較複雜。在配電側設計時經常使用,供電側設計一般採用需要係數法。

電力系統的供配電設計一般會在相應行業的設計院圖紙基礎上進行優化設計,這是只需要考慮配電總箱數量及負荷需求,根據相應係數計算配變容量、高低壓設備選擇、高低壓線纜型號選擇。

五、 配變形式的選擇(以10kV配變為例):

我們常用的配變形式主要為三種:柱上變、箱式變、配電室。

柱上變又稱之為臺架,一般在負荷較小、城鎮郊區存在較多。優點是投資小、散熱好、施工簡單,缺點是不美觀、噪音較大、運行年限較短、可靠性較低等。400kVA配電容量及以下適用。

箱式變又稱之為預裝式變電站,優點是投資較小、施工方便、可做景觀式等、缺點是散熱較差、容量有所限制,一般不大於800kVA。

配電室是應用最廣泛的一種形式,前些年基本都是配電室。最大的缺點是投資規模大。但優點明確:運行年限長、周邊影響小、容量基本不受限制、可與開關站並用,方便運行維護等等。

六、 設備的選擇(以10kV配變為例):

1、 配變,主要分為油浸變和乾式變,油浸變得過載能力強於乾式變,但要考慮防火及爆炸的影響。柱上變和箱式變基本都是油浸變壓器,少量選擇非晶合金、可調容調壓等特殊變壓器。配電室如果是單獨建築且空間允許,一般也選用油浸變壓器,當配電室設在主體建築內或與其他建築貼臨時,要選用乾式變壓器。油浸變壓器油重超過100kg,即須單獨置一室,而乾式變沒有這個限制,可與高低壓設備靠近並列在一室內。

2、 高壓設備,一般選擇KYN28-12中置櫃,即俗稱的28櫃。如果配變容量較小,一般800kV一下可選擇使用HXGN櫃,即戶內空氣絕緣的環網櫃。戶表工程濟南地區是選用SF6絕緣戶內環網櫃。一般相應配置所用屏、直流屏、負控屏等,小規模高壓設備,可採用PT櫃和壁掛直流箱來滿足交直流電源。另外,為了方便運維且有明顯斷開點,一般配變容量較大時,進線處增加負荷開關。

3、 低壓設備,主要分為兩大類:固定式和抽屜式。固定式以GGD櫃為代表,造價低、構造簡單、穩定耐用,是多年來常用的低壓櫃。抽屜式以MNS櫃為例,方便運維、操作簡單、整齊美觀、是以後的發展方向,但投資較大。

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