对厂用电设计的解析

摘 要：电力系统是国民经济正常发展的重要保证，供电系统是机械厂的重要组成部分，它直接影响整个机械厂的安全与经济运行，是联系变电所和机械厂生产的中间环节，起着变换和分配电能的作用。电气主接线的拟定直接关系着全厂电气设备的选择、配电装置的布置、继电保护和自动装置的确定，是机械厂电气部分投资大小的决定性因素。

关键词：电力系统；用户配电设计；继电保护

中图分类号：TM623 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2014）2-0113-02

1 对厂用电接线的基本要求

厂用电气接线由高压电器通过连接线，按其功能要求组成分配电能的电路，成为传输强电流，高电压的网络。是电气部分的主要结构，是电力系统网络结构的重要组成部分，它直接影响运行的可靠性，灵活性并对电器选择，配电装置布置，继电保护，自动装置和控制方式的拟定都有决定性的关系。因此，正确、合理的设计，必须综合各方面因素来确定。厂用电接线除应满足正常运行安全、可靠、灵活、经济和检修，维护方便等一般要求。

此外，在供电工作中，应合理地处理局部和全局，当前和长远等关系，即要照顾局部和当前的利益，又要有全局的观点，能顾全大局，适应发展。

2 厂用电接线的设计原则和接线形式

在厂用电设计时首先必须坚持其设计原则与主接线的设计原则保持一致，同时满足在正常运行方式下的安全、灵活、可靠、经济、检修及方便维护等一般要求。其次要积极慎重地采用新设备和新技术，使厂用电接线具备一定的可行性、先进性。最后，在设计厂用电接线时还应对以下问题进行分析和论证。

根据实际情况提出两种主接线方案：

方案一：如图1所示，采用单母线隔离开关分段接线；

方案二：如图2所示，采用双母线隔离开关分段接线。

3 变压器的选择

3.1 主变压器及厂用变压器的选择

①选择主变压器形式时，应考虑以下问题：相数、绕组数与结构、绕组接线组别、调压方式、冷却方式。

②根据原始资料计算所得：采用一台主变压器，根据原始资料分析，厂用负荷为10 454 kW，取电压等级为35 kV，向厂用变电所供电时负荷容量为10 454/0.9=11 616 kVA，根据总负荷容量再留有一定的裕度，查《电气工程设计手册》得变压器型号为：Vs%=6.5。

各车间用变压器的确定，由负荷容量1 419/0.93=1 526 kVA查《电气工程设计手册》得变压器型号：型Vs%=4.5。

3.2 备用电源变压器的选择

备用电源由于是10 kV线路，所以直接接到10 kV线路母线上，送到各个车间，通过各个车间变压器降压，而为各个车间生产所用，所以10 kV备用电源上不需要主变压器。

4 继电保护的配置

4.1 输电线路保护

输电线路的微机型继电保护由于具有功能强、维护调试方便等一系列优点，自问世以来更是在国内外电力系统中得到广泛应用。在电力系统继电保护中输电线路保护起到了举足轻重的作用，随着现代各类大型厂矿、企业规模的不断扩大，对输电线路的微机保护功能也提出了更新更高的要求，同时输电线路保护本身具备的复杂功能和逻辑关系，使线路微机型继电保护在这一领域获得了广泛应用。

4.2 变压器保护

①瓦斯保护一般分为重瓦斯和轻瓦斯两类，是反应油浸式变压器内部故障和油面降低的主要保护。当变压器发生匝间和层间短路、套管内部故障、铁芯未接地故障、绕组内部断线及绝缘老化和油面降低等故障均能灵敏动作。当变压器内部发生故障后，电弧将绝缘材料分解产生大量气体，同时也使局部温度快速升高，导致变压器油气化和膨胀，其强烈程度随主变内部故障的严重程度不同而不同。当故障轻微时，一定量的气体汇集于继电器内，这时轻瓦斯动作，发出信号；当故障严重时，一定量的油流冲向继电器的档板，这时重瓦斯动作，迅速将主变各侧断路器跳闸。②差动保护用于反应变压器内部相间短路、高压侧单相接地短路和匝间短路故障。③后备保护主要反应变压器外部短路故障。根据变压器的容量和在电力系统中的作用，可采用：过电流保护、复合电压起动的过电流保护、负序电流保护、阻抗保护、零序电流保护动作于跳闸。

4.3 母线保护

4.3.1 母线保护的基本要求

母线是电力系统组成的重要设备，母线保护是电力系统继电保护的重要部分。母线故障在电力系统中是非常严重的故障，它直接影响母线上连接的所有设备的安全可靠运行，可导致大面积停电事故或设备的严重损坏，对于整个系统的危害极大，当母线保护动作时，母线上所有开关将全部跳开。随着电力系统技术的发展，电压等级不断升高，在提高母线保护的可靠性同时，对母线保护的快速性、灵敏性、选择性的要求也越来越高。

4.3.2 母线保护的配置

①差动保护，母线差动保护原理是母线保护的一种最常用的保护原理，原理所依据的是基尔霍夫电流定律。母线差动保护即为母线比率电流差动保护。它运用TA断线及复合电压两种闭锁差动回路。大差动启动时瞬间将母线分段开关断开，小差动启动时根据母线保护的选择元件跳开被选择母线的相关支路开关。

②差动保护起动元件的配置，其起动元件由三部分组成：分段母线或双母线的大差动电流越限起动元件；母线线电压突变量起动元件。它们在一起组成或门起动逻辑，当满足其中一个条件时，起动元件就动作同时起动母线差动保护。

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