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【IBE】变配电所的类型以及设计要求

作者: 浏览:374 时间:2022-10-26

变配电所是电力网中的线路连接点,是用以变换电压、交换功率和汇集、分配电能的设施。它主要由主变压器、配电装置及测量、控制系统等构成,是电网的重要组成部分和电能传输的重要环节,对保证电网安全、经济运行具有举足轻重的作用。本期专题将对变配电所的电气设计进行详细介绍。

(1)变配电所的任务

变配电所是供配电系统的核心,在供配电系统中占有特殊的重要地位。作为各类工厂和民用建筑电能供应的中心,变电所担负着从电力系统受电,经过变压,然后配电的任务;配电所担负着从电力系统受电,然后直接配电的任务。

(2)变配电所的配电设备

变配电所主要由高压配电室、低压配电室、变压器室、电容器室、值班室等组成的。

变配电所布置的主要设备有:6(10)kV成套配电装置,配电变压器,低压配电装置,6(10)kV电容补偿装置,低电容补偿装置,直流电源设备,EPS或UPS电源装置,电动机软启动设备,电动机变频驱动设备,低压电动机群自动再启动装置,同步电动机的励磁装置,微机监控系统子站设备等。

大型装置(或联合装置)变配电所或区域性变电所可能还包括35kV配电装置和35/6.3(10.5)kV变压器。

(3)变电所类型

根据变电所在系统中所处的地位分为枢纽变电所、中间变电所、终端变电所。根据变电所所在电力网的位置分为区域变电所、地方变电所。变电所还可分为户内式、户外式和组合式等三种基本类型。常见变电所有独立式、附设式、露天式、户内式、地下式、杆上式或高台式变电所。

1)总降压变电所

总降压变电所通常是将35~110kV的电源电压降至6~10kV电压,再送至附近的车间变电所或某些6~10kV的高压用电设备。用户是否要设置总降压变电所,是由地区供电电源的电压等级和用户负荷的大小及分布情况而定的。一般来讲,大型用户和某些电源进线电压为35kV及以上的中型用户,设总降压变电所,中小型用户不设总降压变电所。

2)车间变电所

车间变电所按其变压器的安装位置不同,分为以下两类:

车间附设变电所:附设变电所的一面墙或几面墙与车间的墙共用,变压器的大门朝车间外开,按变压器室位于车间的墙内或墙外,进一步又分为内附式和外附式。内附式变电所要占用一定的车间面积,但其在车间内部,故对车间外观没有影响。外附式变电所在车间外部,不占用车间面积,便于车间设备的布局,而且安全性也比内附式变电所要高一些。

车间内变电所:变压器室位于车间内单独房间内。车间内变电所占用了车间内的面积,但它处于负荷中心,因而可以减少线路上的电能损耗和有色金属消耗量。由于设在车间内其安全性要差一些,故适用于负荷较大的多跨厂房内,在大型冶金企业中较多见。

3)露天变电所

变压器安装在车间外面抬高的地面上,变压器上方没有任何遮蔽物的称为露天式变电所;变压器上方设有顶板或挑檐的,则称为半露天变电所。

该类型比较简单经济,通风散热好,但安全可靠性较差。因此只要周围环境条件允许,无腐蚀性、爆炸性气体和粉尘,不靠近易燃易爆的厂房就可以采用,这种形式的变电所在小型用户中较为常见。

4)独立变电所

独立变电所是相对车间附设变电所而言的,是指整个变电所设在与车间有一定距离的单独建筑物内。独立变电所建筑费用较高。

设置独立变电所主要是因为相邻几个车间负荷大,将变电所建到某一车间不适宜;或者由于车间环境的限制,如制药车间、化工车间之间由于管道较多或有腐蚀性气体、易燃易爆气体等环境,必须建立独立变电所;或者中小型企业负荷不太大,建立一个全厂独立变电所,向全厂各车间供电。

5)杆上变电所

变压器装在室外的电杆上,称为杆上变电所。杆上变电所为简单经济,一般用于容量在315kVA及以下的变压器,多用于生活区供电。

6)地下变电所

整个变电所设置在地下,通风散热条件较差,湿度较大,但相对安全,且不影响美观。有些高层建筑、地下工程和矿井采用这种类型的变电所。

7)楼上变电所

整个变电所设置在楼上,适用于高层,要求结构尽可能轻型、安全。其变压器通常采用干式变压器,不少采用成套变电所。

8)移动式变电所

整个变电所装设在可移动的车上,适用于坑道作业及l临时施工现场的供电。

9)成套变电所

成套变电所一般也称为箱式变电所,是由电器制造厂按一定接线方案成套制造、现场装配的变电所,安装或迁移比较方便。

车间变电所、独立变电所、地下变电所和楼上变电所,均属室内型(户内式)变电所。露天(半露天)变电所、杆上变电所,则属室外型(户外式)变电所。移动式变电所和成套变电所,则有室内和室外两种类型。

(4)变配电所选址原则

根据10kV及以下变电所设计规范的规定,变配电所所址的选择应综合考虑以下因素:

1)尽量接近或深入负荷中心,以降低线路的电能损耗和有色金属的消耗量,提高电能质量。

2)进出线方便,尽量靠近电源侧,避免高压线路跨越其他设备和建筑物。

3)设备运输方便,特别是大型设备,如电力变压器、高低压开关柜的运输要方便。

4)不应设在有剧烈振动或高温的场所,不应设在多尘或有腐蚀性气体的场所,不应设在正常积水场所的正下方,且不宜和浴室、厕所或其他经常积水场所相邻,不应设在有爆炸危险环境的正上方或正下方。

5)高层建筑的变配电所,宜设置在地下层或首层。设在地下层时,宜选择在通风、散热条件较好的场所。

6)10kV配电所可与临近的10/0.38kV变电所合建为10/0.38kV变配电所。

7)在无特殊防火要求的多层建筑中,装有可燃性油的电气设备的变配电所,可设置在底层靠外墙部位,但不应设在人员密集场所的上方、下方、贴邻或疏散出口的两旁。

8)不应妨碍工厂或车间的发展,并应适当考虑今后扩建的可能。

(5)变配电所的设置要求

1)便于运行维护与检修。有人值班的变配电所,应设单独的值班室,值班室应尽量靠近高低压配电室,且有门直通。昼夜值班的变配电所,宜设休息室,并有厕所和给水排水设施。变压器、高低压开关柜等电气装置要留有足够的安全净距离和操作维护通道。

2)便于进出线。如果是高压架空进线,则高压配电室宜位于进线侧。变压器低压出线电流较大,一般采用矩形裸母线,因此变压器的安装位置宜靠近低压配电室。低压配电宜位于出线侧。

3)保证运行安全。高低压配电室和电容器的门应朝值班室开,或朝外开。变电所采用双层布置时,变压器应设在底层。高压电容器组较多时应装设在单独的房间内。

所有带电部分离墙和离地的尺寸以及各室维护操作通道的宽度等,均应符合有关规程的要求,以确保运行安全。变配电所应设置防止雨、雪和蛇鼠类小动物从采光窗(通风窗、门、电缆沟等)进入室内的设施。另外,变配电所还应考虑防火、通风等要求。

4)节约土地与建筑费用。当干式变压器具有不低于IP2X的防护外壳时,就可和高低压配电装置设置在同一房间内,而三相油浸式变压器油量超过100kg时应装设在单独的变压器室内。

现代高压开关柜和低压配电屏均为封闭外壳,防护等级不低于IP3X级,两者可以靠近布置。高压开关柜不多于6台时,可与低压配电屏设置在同一房间内,但高压柜与低压屏的间距不得小于2m。