中小型工厂变电所主接线方案设计与探讨

李晶

摘要：本文介绍了结合当地实际选取开发区某中小型机械厂工厂供配电系统，按照工厂投入使用实际情况以及实现相应功能之后工厂的计算负荷来确定该机械厂变电站主接线。通过设计相应接线方案，得出装设一台主变压器的接线方案在供电可靠性、安全性、供电质量、经济投资、耗电量等方面都比较优质，但是在灵活方便性和工厂扩建适应性上装设一台主变压器的接线方案稍差一些。

Abstract： This article introduces the selection of the power supply and distribution system of a small and medium-sized machinery factory in the development zone based on local conditions. The main wiring of the substation of the machinery factory is determined according to the actual situation of the factory and the calculated load of the factory after the corresponding functions are implemented. Through the design of the corresponding connection scheme， it is concluded that the connection scheme of installing a main transformer is of high quality in power supply reliability， safety， power supply quality， economic investment and power consumption， but the connection scheme of installing a main transformer is slightly worse in terms of flexibility， convenience and adaptability of factory expansion.

關键词：工厂供电;计算负荷;主变压器

Key words： factory power supply;calculated load;main transformer

中图分类号：TM645                                       文献标识码：A                                  文章编号：1006-4311（2020）23-0236-02

1  概述

工厂供电技术以培养中小型工厂供配电技术方向技能人才需求为参考，面向电力技术方向相关职业，以提高学生职业技能水平和综合能力为宗旨，通过“理论教学-课程设计-现场实习”的教学链条，全面提高学生技能水平和职业素养。主要研究中小型工厂的供配电系统，其实保证在高效率的完成中小型工厂生产需要的同时，提升安全和稳定性，本文阐述课程设计主要是对具有普遍供电特向的中小型即供电电源在10kV及以下的机械厂，根据生产实际设计确定变电所主接线方案。

2  设计要求

按照工厂供电安全、可靠、优质、经济的要求，结合工厂今后生产发展，确定工厂内变电所的位置和型式、选择主变压器;设计变电所主接线方案并选择高低压成套装置及相应开关设备，并且需要确定相应的保护装置如机电保护、防雷和接地装置等。

2.1 相应参数指标

机械厂坐落在铁岭开发区某处，包括8个厂房车间，分别为锻造、锻压、热处理、电镀、锅炉、装配、机修、工具车间。其中锻造、电镀和锅炉房属二级负荷，其余车间均属三级负荷。且Tmax为4600h。按照工厂与当地供电部门签订的供用电协议规定，该厂有两路供电电源，其中一路由附近一条10kV的公用电源干线取得工作电源。该干线的导线牌号为LGJ-150，导线为等边三角形排列，线距为2m;干线后端距离本厂约8km。干线首端所装设的高压断路器（断流容量为500MVA）。此断路器配备有定时限过流保护和电流速断保护;另一路采用高压联络线由临近的单位取得备用电源。已知与本厂高压侧有电气联系的架空线路总长度为75km，电缆线路总长度为20km。按照室当地供电部门要求，每月基本电费按主变压器容量为18元/kVA，动力电费为0.9元/kW·h，照明电费为0.5元/kW·h，工厂最大负荷时的功率因数不得低于0.9。

2.2 负荷计算和无功功率补偿

多组用电设备计算负荷的具体计算方法如下：

主要计算公式有：有功功率（单位kW）

2.3 无功功率补偿方法

在中小型工厂供电系统中，进行无功功率补偿的主要通过以下方法进行：提高功率因数、减小设备容量和减少功率耗损、稳定电压和提高供电质量。由上标可知，该厂380V侧最大负荷时的功率因数是0.77，而供电部门要求该厂10kV进线侧最大负荷时因数不应低于0.90。考虑到主变压器的无功损耗远大于有功损耗，因此380V侧最大负荷时因数应稍大于0.90，暂取0.92来计算380V侧所需无功功率补偿容量：

集中补偿与分散补偿相结合，以分撒补偿为主;高压补偿与低压补偿相结合，以低压补偿为主;调压与降压相结合;并且与配电网建设改造工程同步规划、设计、施工、同步投运。无功补偿的主要作用具体体现在：①提高电压质量;②降低电能损耗;③提高发供电设备运行效率;④减少用户电费支出。（表1）

2.4 变电所主变压器及接线方案选择

变电所的位置要尽可能靠近负荷中心，根据工厂的负荷、电源的基本情况，变电所的主变压器设计方案如下：分别装设一台S9型变压器和二台两台并列运行的S9型变压器，由容量根据式SN.T？叟S30，SN.T为主变压器容量，S30为总的计算负荷。SN.T=1250kVA>S30=883kVA，即选一台型号为S9-1000/10型低损耗电变压器和选择两台S9-630/10型低損耗配电变压器。因为两台并列云顶变压器设备容量计算方法如下：

因此厂区二级负荷所需的备用电源，考虑由高压联络线以来临近单位的电源来供电。根据上述计算得到设计两种主接线方案图如图1所示。

对两种设计方案按照技术指标和经济指标进行对比，供电质量即可靠性和安全性两种方案均能满足要求，前期投资经济指标上看一台主变压器投入明显要低于两台并列运行主变压器投入，同时相应供电系统需要的高低压成套开关装置及二次继电保护装置相应投入也少于两台并列运行的接线方案。这样就会导致后续投入使用之后供电系统折旧费和生产过程中小号的耗电量等都相应减少，但是一台主变的供电灵活性相对差一些，同时对工厂的发展，下一步扩建适应性也会降低。这是二者之间对比的详细分析情况。

3  总结

针对铁岭市开发区某10kV电源供电的小型机械厂，实际工作情况进行变电所主接线方案设计，通过计算负荷确定、补偿及相应技术数据要求提出两种设计方案，进行详细比较之后得出基于工厂现阶段实际生产需要拟选择一台主变的变电所的变电所主接线方案是最优的，无论从经济指标还是技术指标都能实现效益最大化。

参考文献：

[1]李兴楠.某大学校区10kV变电所供配电系统的电气设计[D].吉林大学，2016.

[2]赵辛，王旭.变电站的设计技术问题分析[J].科技创业家，2013（23）：104.

[3]孟祥龙.10（6）kV变电所电气设计研究[D].北京化工大学，2015.