变配电系统（共12篇）
变配电系统 篇1
做好发电厂的检修管理是保证发电设备安全、经济运行的重要措施之一, 也是设备全过程管理中的重要环节。某发电厂处于沿海地区, 属于亚热带季风气候, 发电量达。在设备的检修与维护工作中尤其是对电气设备的绝缘仍存在着一些问题。
由于发电厂中的许多状态参数难以自动采集, 需人工巡检, 本文结合实际工作遇到的情况, 以某发电厂为例, 针对具体的设备变压器、开关和变频器, 提出相应的维护和检修措施。
1 变压器的维护与检修
变压器是利用电磁互感应, 对交流电压、电流和阻抗进行变换的器件, 在交流电流通过初级线圈时, 铁芯中便产生交流磁通, 使次级线圈中感应出电压。
1.1 变压器的维护
电力变压器的故障可分为两种:一种是内部故障;一种是外部故障。内部故障出现在变压器油箱的内部, 主要是:各相绕组之间发生的相间短路、绕组或引出线通过外壳发生的接地故障、绕组的线匝之间发生的匝间短路等。外部故障出现在变压器油箱外部, 主要是在绝缘套管及其引出线上发生的, 包括绝缘套管闪络或破碎而发生的接地。
1.2 变压器的检修
油式变压器的检修根据检修目标可分为恢复性检修和改造性检修。恢复性检修主要是消除已知缺陷, 按原规格对某些零部件进行更换、处理渗漏等, 属于彻底检查;改造型检修除开上述几类检修以外, 还要对组件或重绕线圈等进行更新。在实际检修中, 应结合变压器的结构点、运行和出现症状来决定采用哪一类检修。油式变压器需要检查分接开关油位是否有异常升高、降低。当怀疑有载调压开关油室渗漏时, 应停止有载调压开关动作, 调正油位, 可以根据油色谱的变化趋势进行跟踪分析和判断。另外由于有载调压开关绝缘支架材质不良, 分接引线受力所造成的触头接触不良, 分接开关拒动, 或内部放电情况, 需要更换静触头绝缘支架。
温度是影响干式变压器工作特性和使用寿命的主要因素, 因此维护人员需要将工作重点放在超温报警设备工作情况的监测、维护风机自动控制系统运行状况的监测、和跳闸设备运行状况的监测上。虽然干式变压器有防潮的特性, 但是空气中的尘埃会被吸附其绕组表面, 这样导致气工频沿面闪络电压降低, 位于沿海地区的发电厂受气候和地理环境影响, 尘埃处于潮湿的环境中会有污染。所以, 需要着重对变压器进行定期除尘, 检查是否有放电现象。
2 开关的故障检修
2.1 高压开关
GIS组合电气由于长时间的运行, 会出现进线PT短路、进线CT绝缘盒击穿和液压系统的故障, 会导致氮气泄漏和油泄漏。一般是由于稳压器工作缸的活塞环老化、稳压器与蓄电筒之间的单向阀密封不严、二级阀泄漏造成的, 通常采用更换密封件来解决。在拆卸和打压的过程应注意, 要确定压力释放完全后才能进行操作, 因为压力值最高达到30MPa, 以免对安全造成危害。
运行中的GIS设备应严格对六氟化硫气体的监督, 并保障设备机械的特性和红外测温的正常。应按照相关规定对设备进行SF6气体水份的测定试验, 同时在补气和更换吸附剂的过程中严格采取措施防止气体水份含量上升。巡视人员进入GIS室巡视之前, 应开启室内通风设备, 通风20分钟, 并观察SF6气体泄漏报警系统的显示数据, 确认含氧量及SF6气体浓度正常后方可进入;另外工作人员还要对通风设施进行定期检查, 确保良好的通风。
真空断路器容易出现电气故障、机械故障和真空度下降出现的故障。电气故障一个是分合闸线圈烧毁, 由于高压柜前后门没有关到位, 操作手柄不在“工作”位置上造成的;另一个是储能电机故障, 通常是电机的质量问题或限位开关出现问题。机械故障主要是开关不能分合, 断路器不能储能, 主要是销钉断裂、轴承变位、机械互锁装置等因素造成, 对这些机械的维修需厂家来配合处理。真空度下降出现的故障可以通过定期试验和检查做出准确的判断, 主要检查绝缘强度、相间及断口的交流耐压。
2.2 低压开关
低压开关最常出现的问题是合闸线圈烧坏及其他部件的损坏, 这是由于在发生跳闸事故时, 未及时将开关上的复位按钮按下、或没有进行远方遥控操作。因此操作人员必须遵循送电的要求, 对现场进行检查后才能送电。另外电子元件的老化和损坏或导致开关误动和误投。抽屉式断路器有一点需要注意, 即在摇进摇出时开关必须到位, 否则是不能进行操作的。
3 变频器的维护与检修
高压变频器具有串联叠加性, 即采用多台单相三电平逆变器串联连接, 输出可变频变压的高压交流电。变频器由变压器柜、功率柜、控制柜组成。
3.1 日常维护检查
在变频器运行的过程中, 需要通过多设备的外部观察获得设备的当前运行状况。变频器对安装环境的温度要求是-5℃致40℃。当环境温度增高时, 变频器故障发生的频率就越高, 变频器使用寿命就会降低, 因此夏季是变频器发生故障的多发期。所以变频器安装环境的温度成为高压变频器维护中需要注意的重点, 需要对变频器内部的灰尘进行定期清理, 以此保证冷却风路的通畅。运行设备的周边温度要在正常范围之内, 以25℃为最佳;检查变频器的实际电流、电压以及频率等各项数据是否在正常范围之内;观察变频器的显示面板上的显示数据是否清晰且完整, 变频器是否出现了故障报警现象;利用专用的测温仪器进行检测, 检查温度有没有超出可承受的范围, 并检测有没有异味;定期查看变频器的风扇在正常运转的基础上, 散热风道是否畅通;检查变频器的交流输入电压, 看其是否超出了最大承受值, 一般情况下其最大值为418V, 一旦主电路外加输入电压超出最大值, 无论变频器是否运行, 都将会对电路板造成严重伤害。
在日常维护中, 从安装到运行都需要注意节能环保。变频器不安装在有震动的设备上;变频器内部和背面的结构要考虑冷却效果, 安装方向要有限制, 单元型在盘内、挂在墙上的都取纵向位, 尽量垂直安装。变频器输入端连接一个空气开关, 保护电流不能太大, 防止变频器发生短路时烧毁, 同时注意不可把“N”端接地。控制线不能太长, 如果需要超过2m则需选用屏蔽线, 保持地线接地良好。
3.2 故障处理
变频器发生光纤故障时, 首先要检查光纤头、光纤是否有损伤, 其次查看是否需要更换变频器模块。发生驱动故障时, 这是由于带有电压的变频模块之间绝缘不好而造成放电, 因此需要查看两个模块之间有没有放电痕迹。负荷问题会引起变频器出现过载现象, 这时需要对负荷电机摇绝缘、负荷风机或水泵盘车进行检查, 查看变频器高压连接部分是否有放电现象。如果都运行良好, 原因可能是变频器模块有一个没有输出, 造成了一相缺相。处理的方法是将变频器各个模块的出线打开, 用万用表测量出线单个模块的输出电压, 比较看哪个没有正常输出, 测量时做好安全保护, 以防发生触电事故。
在变频器减速过压时, 在设置减速时间时需依据情况调大, 并查看变频器模块的输入输出电压线是否有松动。另外一个原因是变频器滤网堵塞, 所以对变频器滤网的清扫要每周进行, 如果因滤网堵塞引起单元模块过热, 可以在变频器旁可设1~2个路数。在实际操作中要注意, 1到2个模块过热报警是轻故障, 只发信不跳闸, 将变频器负载处理降为0就可以复归报警。如果有超过两个以上的模块报过热则是重故障, 变频器会直接跳闸并联跳高压开关。
4 结语
保证变配电的设备安全、可靠运行, 提供正常供电, 是电气运行和维修人员的一项重要工作职责。文章主要从变压器、开关和变频器三个设备出发, 具体探讨做好日常维护和检修的措施。要认真做好设备的维护保养工作, 并及时发现设备发生的异常现象, 做出正确的分析判断, 以科学合理的方法排除并解决故障。
参考文献
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变配电系统 篇2
摘 要：介绍一种在10/0.4KV配电系统中，加装智能电力仪表和变配电监控系统，对于主要回路的电压、电流、频率、功率因数、有功电能等电参量和开关信号进行实时采集；经组网远传至后台，从而实现对低压配电系统的电力状态实时监控和能耗监测。关键词：变配电监控系统；Acrel-3000 型；RS485通讯；能耗监测
0 概述
上海华山医院病房楼是一幢医用建筑,建筑面积约为2万平方米。根据配电系统管理和能耗监测的要求，需要对楼内的高压进线、低压配出线和各楼层内配电箱进行电力监控，以保证用电的安全、高效。
Acrel-3000型低压智能配电系统，利用现代电子技术、计算机技术、网络技术和现场总线技术的最新发展，对变配电系统进行分散数据采集和集中监控管理。对配电系统的二次设备进行组网，通过计算机和通讯网络，将分散的现场设备连接为一个有机的整体，实现远程监控和集中管理。配电监控系统构成
本系统采用分层分布式计算机网络结构即现场设备层、网络通讯层和站控管理层如图1所示。
图1 系统拓扑结构
现场设备主要的设备为：多功能网络电力仪表、开关量、模拟量采集模块和智能断路器等。这些装置分别对应相应的一次设备安装在电气柜内，这些装置均采用RS485通讯接口，通过现场MODBUS总线组网通讯，实现数据现场采集。
网络通讯层主要为：通讯服务器，其主要功能为把分散在现场采集装置集中采集，同时远传至站控层，完成现场层和站控层之间的数据交互。
站控管理层：设有高性能工业计算机、显示器、UPS电源、打印机、报警蜂鸣器等设备。监控系统安装在计算机上，集中采集显示现场设备运行状况，以人机交互的形式显示给用户，同时用户可以通过系统软件发送指令至现场设备，实现远程遥控功能。
以上网络仪表均采用RS485接口和MODBUS-RTU通讯协议，RS485采用屏蔽线传输，一般都采用二根连线，接线简单方便；通讯接口是半双工通信即通信的双方都可以接收、发送数据但是在同一时刻只能发送或接收数据，数据最高传输速率为10Mbps。RS-485接口是采用平衡驱动器和差分接收器的组合，抗噪声干扰能力增强，总线上允许连接多达32个设备，最大传输距离为1.2km。监控系统的主要功能
电力监控计算机通过现场设备和通信系统提供的传输通道，完成对各回路电力参数的数据采集，信息经分析、处理，以报表等多种形式供值班员参考，使值班员能够便捷的掌握供电系统的运行状况，包括相关设备的运行状况。2.1 运行信息与保护信息采集
系统采集来自智能测控单元装置送来的参数，所有信息低压主进、母联和出线的遥测信号。包括每个回路的电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数、频率、有功电能、无功电能和各种告警信息等。2.2 人机操作界面
系统提供简单、易用、良好的用户使用界面。可按照配电所显示配电系统设备状态及相应实时运行参数。
系统软件提供功能齐全的图形编辑软件，用户可以根据实际情况和以往习惯自行定各种图元图形及设备在各种状态下的显示方式。
包括如下功能特征：
全图形方式编辑的图形画面具有多种显示特性，用户可以非常直观、方便地编辑、定位、查看有关信息和内容。
提供画面管理工具，可联想相关调用、重要画面快速调用、画面文件索引选择、事故自动调用画面。
提供多种数值显示手段，数值可用棒图显示、曲线显示，并可根据数值状态和系统状态由用户根据需要和习惯自行定义闪烁、变色及置上特殊符号以便区分包括遥测在内的各种数据的正常、越上限、越下限等情况。
屏幕显示：中文液晶显示，可选择图形颜色、闪烁、动画等手段充分表示工况图及操作画面、配电系统实用参数表格、各类操作票及报表、事故及故障报警显示、测控及保护单元运行工况显示等电力运行状况；画面显示响应时间1s。见图2。
图2 配电系统图
2.3 统计分析、报表、打印
时、日、月、年用电量统计；用户自定义报表格式和计算方法；所有报表的定时打印、召唤打印、和事件记录打印；数据库实时和历史记录保留2年以上；对各电气设备和系统运行参数进行汇总统计，并根据用户要求生成各类报表，包括：分时、日、月、季度和年度报表；见图3。
图3 电参量汇总表
各设备参数和最值统计报表；全系统运行统计报表等对于事件记录、报警和数据报表，可设置为定时和根据需要的召唤打印。
能源统计报表及打印，对能源消耗进行汇总统计，并根据用户要求生成各类报表，包括：分时、日、月、季度和年度报表；能耗统计报表，日、月、年的有功/无功电能的统计，并按用户常规格式输出电能报表，实现人工抄表到自动报表，可设置为定时和根据需要的召唤打印，见图4。
图4 电能报表
2.4 历史记录与趋势分析
系统收集各监测控制与管理装置的实时数据并存储在一个开放式数据库中予以保存，系统可保存长时段（多年）的历史记录。系统可以标准和设定文件格式随时调用和打印上述历史数据。
根据历史数据记录可进行各参数的年度、月度和日变化和实时数据趋势分析，进行分类和综合比较分析，为业务流程优化和设备设施使用优化提供依据，见图5。
图5 电流趋势曲线图
2.5 系统安全
本系统软件设置多达几百种密码分区和密级设置，为系统管理员、工程师、值长、一般值班操作人员等提供分级密码，并对所有操作自动进行带时标事件记录，可建立良好的反事故措施，见图6。
图6 用户权限管理
2.6 故障分析与设备维护管理
系统依据带时标的事件记录和波形记录可进行故障和事件的成因分析；另外，系统统计开关等设备的状态参数和累积寿命参数，可据此提出设备维护预告；见图7。
图7 事件记录
2.7 保护信息管理
管理保护定值和保护动作信息，提供有关查询。2.8 其他功能
其它日常管理，如运行记录及交接班记录管理，设备运行状态、缺陷、维修记录管理、规章制度等。管理功能满足用户要求，适用、方便、资源共享。各种文档能存储、检索、编辑、显示、打印。2.9 系统自诊断功能
本系统软件能在线诊断各软件和硬件的运行工况，当发现异常及故障时能及时显示和打印报警信息，并在运行工况图上用不同颜色区分显示。
由于本系统设备有冗余配置，当系统发生软、硬件故障时，能自动切换到备用系统设备上运行。结束语
随着社会的快速发展，用户对供配电自动化和智能化的要求越来越高，实现配电室的无人职守已经成为未来配电自动化发展的一个方向；ACREL-3000型变配电监控系统是解决供配电高质量运行的良好方案，运行表明，系统可靠、安全、稳定，并降低了设备运行成本，提高配电自动化质量。
参考文献：
任致程、周中编著 电力电测数字仪表原理与应用指南 中国电力出版社 2007.4 作者简介：
变配电系统 篇3
关键词：住宅小区；变配电；设计；负荷
中图分类号：TU994 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2016）17-0022-02
随着我国城市化进程的不断推进，住宅小区迅速发展，规模日益扩大，电力作为住宅小区日常生活中必不可少的一部分，为了提高住宅小区用电安全可靠性和舒适实用性，住宅小区变配电设计工作就显得极其迫切重要。在对住宅小区变配电系统进行设计的过程中，结合笔者的设计实践经验及体会，简要阐述住宅小区10 kV变配电系统设计的特点、电源外进线方案、用电负荷计算、变压器的配置以及变配电室设置等方面内容。
1 住宅小区变配电的特点
在探讨之前，先深入了解住宅小区变配电的四个特点，如下：
①通常需供电的面积较大，范围较广；
②用电性质多样化，如住宅、商业、办公、幼儿园及相应的公共配套设备等；
②对供电安全性，可靠性，环保性，经济合理性要求比较高；
④各地供电模式和住宅设计规范因地区的差异也各不相同。
2 变配电系统设计
2.1 10 kV电源外进线方案
2.1.1 供电方式
根据《中国南方电网有限责任公司“十二五”110 kV及以下配电网规划编制技术规定》，住宅小区应采用主供+环网供电方式，其相对于采用一路电源进线投资有所加大，但是，当主供进线回路发生故障，由环网进线回路进行供电，从而大大提高了小区用电的可靠性。
2.1.2 供电电压等级
根据各技术规范和标准，供电电压等级的确定跟住宅小区总容量有着密切关系，为了描述清晰明了，总结供电电压等级确定，见表1。
住宅小区容量常见的在100 ～40 000 kVA之间，故相应采用10 kV专线供电或10 kV专变供电的多些。
2.2 小区用电负荷计算和变压器的配置
2.2.1 小区用电负荷计算
①需要系数法。
在初步设计阶段，可采用需要系数法确定变压器容量、台数以及其他高低压配电设施，根据小区用电设备的额定容量，负荷特性和行业特点在实际用电负荷下的需要系数求出计算负荷，同时考虑用电设备使用时的各种损耗等因素，以及国家规定应达到的功率因数值和实际自然功率因数，来确定变压器容量。其公式是：
Sc=Pc/cosφ=K∑p∑（PeKx）/cosφ
式中，Sc为视在功率（kVA）；
Pc为有功计算负荷（kW）；
Kx为需要系数；
cosφ为平均功率因数；
Pe为设备容量（kW）；
K∑p为有功功率同时系数。
②用电负荷密度法。
在方案设计阶段，为确定供电方案和变压器的容量及台数，用电负荷密度法最为广泛采用。小区住宅、商业以及公共服务设施用电容量的确定应综合考虑所在的城市的性质、社会经济、气候、民族、习俗及家庭能源使用的种类。采用用电负荷密度法时，在计算过程中，其单位指标负荷或密度不宜小于的数值，见表2。
不仅需根据表2，另外还需考虑每个客户类型需要系数才能计算出实际小区总容量，需要的系数根据中华人民共和国行业标准《住宅建筑电气设计规范》归纳参考，见表3。
2.2.2 变压器的配置
①小区用电负荷根据总计算负荷及功率因数确定，有了用电负荷，并结合以下几点配置原则确定变压器的大小和台数。
住宅小区内公用配电变压器，应采用“小容量，多布点”的原则，满足电压质量和可靠性条件下，应因地制宜。单台油浸式变压器容量选择不应超过630 kVA，单台干式变压器的容量不应超过1 250 kVA。另外，公用配电变压器的长期工作负载率不宜大于80%。
②住宅小区配套的商场、超市、会所、幼儿园及学校等采用独立回路供电，按照电价类别独立安装电表计费，用电容量在100 kW及以上时，应独立设置专变供电。
③住宅小区地下室照明、电梯、抽水、消防、公共景观及照明等公用设施可由小区公用变供电，如设备的单台容量超过100 kW及以上时，应设置小区专用变供电。
④变压器的容量及台数应满足用电负荷对高可靠性的要求。对于重要电力客户或有一、二级负荷的客户，选择两台或多台变压器供电；对于季节性负荷或昼夜负荷变化较大客户宜采用经济运行方式，可选择两台或多台变压器供电。当装有两台及以上变壓器时，当断开一台时，其余变压器容量应满足一级负荷或二级负荷的全部用电。
2.3 变配电室设置
确定了住宅小区负荷及选定了变压器后，需要确定变配电室的位置，实际设计中需要注意以下问题：
①符合供电半径要求，尽可能靠近用电负荷中心或大容量设备处，如小区泵房等。变配电室至低压用户进线处距离不宜大于250 m，这样既保证电能质量，又降低电压损耗，节约一次投资和常年运行费用。
②需考虑变压器等相关设备的搬运及消防抢修通道。
③考虑高低压进出线方便和通风采光等问题，应设于建筑物靠外墙侧，不得位于卫生间、浴室及其他经常积水场所的正下方或贴临。
④充分考虑变配电室对住户住宅噪音，热量的影响。
⑤避开建筑物的伸缩缝、沉淀缝，避免积水沿其他渠道淹渍变配电室的可能。
⑥中小型住宅小区宜设1～2个变配电室，大型住宅小区设多个变配电室；对一、二级负荷设置备用电源配电房，设置发电机房。
3 设计体会
①大中型住宅小区在最初投资建设时，通常会先设置施工临变用电，在临变设计10 kV外进线时，我们可考虑长远点，尽可能按能满足长久用电容量和位置预留临变10 kV外进线电力大小和确定其地址，当变配电室建好后，临变拆除，但10 kV外进线可作为住宅小区供配电其中一路电源，尤其是对于10 kV外进线接线点相对比较远的工程更要考虑，节约总投资成本，降低损耗。
②住宅小区10 kV变配电设计在满足安全性、可靠性基础上，也要考虑经济性，很多细节通过设计可实现，如变配电室布置时，在满足设计规范前提下，高压中心电房设置在距10 kV外进线接线点近的位置，缩短10 kV外进线长度；低压出线柜尽可能靠近负荷密集的地方，减少低压出线电缆数量；变压器尽可能摆放在与其连接低压母线槽的低压配电柜的适当位置，以降低成本。
③进行设计时，不但要依据国家标准和规范，同时要多了解熟悉工程所属地方颁布的规范，大多数的地区会根据规范结合各自的不同情况、特点颁布地方住宅的设计规范，其用电指标规定一般略高于国家规定的标准，设计前一定要深入学习掌握。
④为了方便后期小区负荷调整，增容等改造工程，变配电房在允许情况下可预留适当位置，低压出线回路预留1/4备用回路。
⑤为符合电网建设、改造和发展规划要求，需预留配网自动化，智能化通讯接口。
4 结 语
在保证变配电设计安全可靠的前提下，住宅小区10 kV变配电设计应根据国家、地区不同的技术规范要求，充分考虑其特征需求，设计更优化的变配电系统方案，从而满足居民对居住环境的舒适、安全、方便、环保和经济实用等方面的需求。
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广电变配电系统地设计与探讨 篇4
1 广电用电的特点
广播电视中心在具体工作开展的过程中,用电有着自身的特点。为了保证其中的变配电系统设计方案的有效性,需要对广电用电的特点进行充分的了解。这些特点主要包括如下几方面。(1)单相负荷非常多。在某些三相网络工作的过程中,当相关设备处于超负荷的工作状态时,很容易产生一系列的安全问题。(2)由于广电中心主要运用的是非线性负荷,具体的工作过程中可能会存在谐波的问题,需要对相电流进行有效地控制。(3)工艺流程多,经常采用过电压的保护方式。(4)对于防电措施的要求非常高。
2 广电变配电系统的设计
为了提高广电中心整体的工作效率,消除用电过程中的安全隐患,需要对其中的变配电系统进行合理地设计。具体的设计内容主要包括如下几方面。(1)系统中选取可以自动切换的电源,供电高压选择为10kV。设置三台变压器,其中的一台用来照明,为大负荷的电器设备工作供电,一台作为变压器的动力负荷来源,最后一台可以专门为广电演播室供电。为了提高系统资源的利用率,避免电力资源的浪费,可以将前两台的变压器开关设置为母联的方式。(2)为了保证变配电系统运行的可靠性,应该采取放射式的供电方式。同时,在系统中增加了备用电源,保证了系统运行中供电的充足性。(3)根据广电中心不同部门的用电情况,变配电系统中配置专用的配电箱,保证工艺用电、大功率用电器用电、照明用电等可以持续进行。同时,配电箱在安装的过程中根据实际需要可以分为终端型和区域型,为区域供电提供了可靠的保障。在区域供电的过程中,为了减少线损率,出现的回路设计为三相回路。在每一条的回路上增加一定数量的终端箱,并对相关线路的数量进行有效地控制。回路出线一般不超过10条,回路电流也应该控制在合理的范围内,可以设置为15A左右。为了方便以后的操作,设计时给回路增加了一定的余量。除此之外,变配电系统接地的方式采用了TN-S方式。这种接地方式的安全系数高,可以有效避免雷电事故的发生,为广电中心相关设备的正常工作带来了可靠的保障。
3 变配电系统设计中电气设备的相关内容
电气设备对于变配电系统的正常工作有着显著的影响,决定着广电变配电系统运行的高效性。因此,在变配电系统具体的设计过程中,需要对电气设备的正常使用予以充分地考虑。主要体现在如下几方面内容。(1)高压控制柜设计时内部安装了真空断路器,能够实现真空的快速灭弧。这种装置的绝缘效果好,体积小、使用寿命长,可以提高变配电系统的运行效率。控制电流选取的是直流电源。在进线柜设计的过程中,为了增强开关的作用效果,可以采用定时限过电流的方式,并设置温度装置,达到电流速断的目的。高压控制柜通过这样的设计方式,提高了设备的安全性能,保证了变配电系统的可靠性。(2)在低电压配电柜工作的过程中,进线开关选用智能型脱扣器。这种装置工作中控制效果非常好,能够快速地反映出电流值的大小。当系统发生故障时,智能型脱扣器将会及时发出报警信号,缩短动作时间,提高了系统故障排除的工作效率。同时,采用智能开关也可以对系统中的短路、接地等故障信息进行及时判断,并做出相关应答。这种断路器的应用范围较广,通过设定反时限电流保护值及可靠的时间限定,可以增强系统运行的安全性。在短路延时动作电流反时限保护值的设定过程中,电流大小的设置需要结合广电中心实际的概况。一般情况下,时间设置为0.1s,电流设置为3500A,降低变配电系统运行中故障的发生率。
4 结语
广电变配电系统设计时需要考虑各方面的影响因素,采取有效的方式完善设计方案,为系统运行效果的增强提供可靠的保障。由于变配电系统设计时涉及的内容非常多,设计人员应该结合广电中心的实际概况明确系统的整体架构,保证最终设计出的系统能够达到预期的效果。文中通过对变配电系统设计中具体相关内容的分析和探讨,为相关的研究工作带来了可靠的参考依据。
摘要：为了提高广电变配电系统的运行效率,增强系统的安全性能,需要优化广电变配电系统的设计方案,提高系统资源的利用效率。这种系统在具体的设计过程中,必须考虑各方面的影响因素,使系统在具体的工作过程中能够达到预期的效果。同时,针对设计过程中存在的问题,设计人员应该采取有效的方式消除这些问题所产生的影响,促进广电事业更好地发展。
关键词：广电,变配电系统,系统资源
参考文献
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变配电常识教案 篇5
教学目标：让学生了解发电-输电-变电-配电-用电这些环节关系和技术要求以及安全要求
知识目标：重点是变配电所工作职责有哪些
技能目标：能根据供电线路电线杆和绝缘子准确判断供电等级
教学过程：从夏天电压低这一问题引导到变压器这个设备，从变压器到配电站再到变电站。最后用讲解方式让学生了解发电--输电--变电--配电--用电这些环节关系和技术要求以及安全要求。然后带领学生参观校园供电线路和变压器房以及宿舍配电房。重点强调参观时安全问题，引导学生就我校供电线路和变配电设施结合所学知识提些看法，并参与讨论。
【相关知识】
一．发电和供电任务
1．发电厂
发电厂是将一次能源（如水力、火力、风力、原子能等）转换成二次能源（电能）的场所。我国目前主要以火力和水力发电为主，近年来在原子能发电能力上也有很大提高，相继建成了广东大亚湾、浙江秦山等核电站。
2．电力网
电力网是电力系统的有机组成部分，它包括变电所、配电所及各种电压等级的电力线路。
变电所与配电所是为了实现电能的经济输送和满足用电设备对供电质量的要求，需要对发电机的端电压进行多次变换。变电所是接受电能、变换电压和分配电能的场所，可分为升压变电所和降压变电所两大类。配电所不具有电压变换能力。
电力线路是输送电能的通道。由于发电厂与电能用户相距较远，所以要用各种不同电压等级的电力线路将发电厂、变电所与电能用户之间联系起来，使电能输送到用户。一般将发电厂生产的电能直接分配给用户或由降压变电所分配给用户的10kV及以下的电力线路称为配电线路，而把电压在35kV及以上的高压电力线路称为送电线路。
我国电网电压等级
电力网的电压等级比较多，从输电的角度来讲，电压越高则输送的距离就越远，传输的容量越大，但电压越高，要求绝缘水平也相应提高，因而造价也越高。目前，我国根据国民经济发展的需要，技术经济上的合理性及电机电器制造工业的水平等因素，由国家颁布制定了我国电力网的电压等级主要有0.22、0.38、3、6、10、35、110、220、330、550kV等10级。其中电网电压在1kV及以上的称为高压，1kV以下的电压称为低压。
二、变、配电所的任务
变电所的任务：担负着从电力系统受电，变换电压分配电能的任务
配电所的任务：担负着从电力系统受电，然后直接分配电能的任务
三、工厂变配电所的类型
1、变配电所的类型
用户变配电所按功能分：
35～110/10kV总降压变电所 10kV配电所 10/0.38kV（车间）变电所 35/0.38kV直降变电所
2、用户变配电所按安装位置分： 车间内变电所
建筑物 附设变电所 独立变电所 室内变电所的几种型式
楼上变电所、地下变电所、露天变电所、杆上变电所
四、变配电所所址的选择
1、变配电所所址选择的一般原则： 1)靠近负荷中心,以减少电压损耗、电能损耗及有色金属消耗量；
2)进出线方便;
3)靠近电源侧;
4)设备运输方便;
5)不宜设在有剧烈震动和高温的场所;
6)不宜设在多尘和有腐蚀性气体的场所;
7)不宜设在厕所、浴室或其他经常积水的场所的正下方，且不宜 与上述场所相贴邻；
8)不应设在有爆炸危险环境、火灾危险环境的正上方或正下方，当与有爆炸或火灾危险环境的建筑物毗连时，应符合国家的有关 标准； 9）不应设在地势低洼和可能积水的场所。
五．．电力用户
电力用户也称电力负荷。在电力系统中，一切消费电能的用电设备均称为电力用户。电力用户按其用途可分为：动力用电设备、工艺用电设备、电热用电设备、照明用电设备等，它们分别将电能转换为机械能、热能和光能等不同形式，适应生产和生活的需要。
1．一级负荷
指中断供电将造成人身伤亡者，造成重大政治影响和经济损失，或造成公共场所秩序严重混乱的电力负荷，属于一级负荷。如国家级的大会堂、国际候机厅、医院手术室、省级以上体育场（馆）等建筑的电力负荷。对于某些特等建筑，如重要的交通枢纽、重要的通信枢纽、国宾馆、国家级及承担重大国事活动的会堂、国家级大型体育中心，以及经常用于重要国际活动的大量人员集中的公共场所等的一级负荷，为特别重要负荷。一级负荷应由两个电源供电，一用一备，当一个电源发生故障时，另一个电源应不致同时受到损坏。一级负荷中的特别重要负荷，除上述两个电源外，还必须增设应急电源。为保证对特别重要负荷的供电，禁止将其他负荷接入应急供电系统。
常用的应急电源可有以下几种：独立于正常电源的发电机组、供电网络中有效地独立于正常电源的专门馈电线路、蓄电池。
2．二级负荷
当中断供电将造成较大政治影响、较大经济损失或将造成公共场所秩序混乱的电力负荷，属于二级负荷。如省部级的办公楼、甲等电影院、市级体育场馆、高层普通住宅、高层宿舍等建筑的照明负荷。对于二级负荷，要求采用两个电源供电，一用一备，两个电源应做到当发生电力变压器故障或线路常见故障时不致中断供电（或中断供电后能迅速恢复）。在负荷较小或地区供电条件困难时，二级负荷可由一路6KV及以上的专用架空线供电。
3．三级负荷
变配电系统 篇6
关键词：10 kV配电网线路;变配电安装技术;措施;运行效果;变压器
中图分类号：TM64 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2016）26-0110-02
当前人们生产生活中对于电力的应用程度较高，对于电力的要求也在逐渐的提升。保证电力运行安全，提高供电质量，是电力运行过程中的重要工作目标。10 kV配电网线路在日常的使用当中，直接面向众多客户，为人们提供了最为直接的服务。10 kV配电网线路变配电安装技术，能够有效保护电力，保障电力运行安全，是电力系统良好运行的重要基础，对于人们正常使用电力进行生产生活具有重要意义。想要保证10 kV配电网络的运行安全，需要有效安装10 kV配电网线路变配电技术。
1 变压器的安装
变压器是10 kV配电网线路中的重要设备，对于配电网线路的正常运行具有十分重要的意义，它的安装将会直接影响到10 kV配电网线路的实际使用效果。根据变压器的容量选择不同的安装方法，在进行具体安装的过程中，需要先进行分析，针对一些容量较小的可以进行整体安装，而如果是容量较大的变压器则需要进行相应的解体，将其置于施工现场之后再重新安装。
1.1 变压器的运输
在对变压器进行安装时，需要注意到一定的问题，主要是变压器的搬运。在搬运变压器时，需要将对搬运路径进行全面了解，并对运输车厢进行处理。
搬运变压器的过程中，需要对变压器进行起吊，在起吊时，需要对变压器的油箱顶部进行控制，用绳索套住油箱壁的吊耳，在将其吊起来一部分之后，还需要暂停一会，确定不会有损害情况发生之后，在继续进行起吊工作。在运输车厢之中设立相应的枕木，并用绳索进行固定，从而能够有效避免颠簸。控制车速，减少变压器的滑动情况[1]。
1.2 具体的安装措施
变压器的安装需要遵循一定的顺序，严格按照相关的程序和标准进行。明确变压器各个设备的安装位置，将变压器的入室方向进行确定，将三步塔和吊链，设置出良好的临时轨道，并在吊链的作用下，将变压器推送到当前的变压室内，进行下一步的具体操作。
在室内进行变压器的调度是较为困难的，因而需要事先确定好具体的安装位置，按照安装图纸进行变压器的推进，变压器和墙体的距离。变压器的推进需要按照一定的顺序，宽面推进保证低压侧在外，而窄面推进时则需要油枕侧朝外。选择合适的地下材料，是有效减少地线被腐蚀问题发生的良好前提。变压器的顶部施工，需要使用梯子，当安装工作完成之后，还需要进行相应的调试工作，主要是针对变压器的引线、接地线、油浸变压器和变压器油系统的油门进行全面检查，保证这些部位都能够正常运行。变压器的安装图，如图1所示。
2 配电柜的安装
在10 kV配电网线路系统中发挥重要作用的另一设备就是配电柜。配电柜按照规格进行区分，通常有高压配电柜和低压配电柜两种，高压配电柜是实际运用过程中的常用设备，能够有效的接收和分配电能。配电柜的安装措施主要有以下方面。
2.1 基础型钢的埋设
配电柜在进行整体安装工作之前，需要进行一定的准备工作，主要是埋设基础型钢。确定型钢中心线，是埋设型钢的核心工作之一。明确型钢中心线之后，按照设计图纸的要求进行安装。设计图纸中对基础型钢的埋设有详细规定，按照标准进行安装，能够保证安装的高度符合要求，同时还能够继续进行下一步的标记工作，并且做好固定施工[2]。
2.2 配电柜的搬运和检测
与变压器相似，配电柜同样需要进行搬运，在搬运配电柜的过程中，需要选择一个良好的天气，避免在阴雨天进行搬运施工，这样能够有效避免配电柜遭到潮湿等问题的影响。同时因为配电柜的中心部位较高，在进行搬运的过程中，一定要秉承着平稳的原则。
如果运输条件较为简陋，可以对一些重要且易受损害的部件进行拆卸，单独进行装运。配电柜运输到现场之后，还需要进行检查，主要针对配电柜的型号和规格。配电柜的附属设施和文件都需要保持良好的完整性[3]。
2.3 安装过程中的具体步骤
配电柜在进行安装之前，需保证型钢混凝土的浇筑工作已经完成。配电柜的安装需要按照图纸要求进行，针对其中出现的和实际状况不一致的问题，要及时进行对照，找到合适的解决办法。
将第一个配电柜的位置作为标准，进行后续的安装，如果后期配电柜的安装位置不够合适，可以进行相应的微调，直到达到整齐排列、均匀适中的效果。配电柜需要使用螺栓进行固定，如果现场环境不适合使用螺栓的时候，则采用焊接的方法[4]。
3 附属设备的安装
10 kV配电网线路变配电安装技术涉及到多个机械设备的安装，除却变压器和配电柜等基础设施以外，还有一些附属设备的安装需要给予充分重视。
10 kV配电网线路的安装中，主要的附属设备主要包括吸湿器、接地装置、避雷以及一些导线。接地装置在配电网线路的安装中需要引起注意，重点是需要保证底线系统、配电网的外壳、变压器的低压侧接地电以及高压侧的避雷装置之间进行有效的连接，从而有效保证10 kV配电网线路设备的正常安装。
吸湿器能够有效过滤空气，为变压器的储油柜之中提供大量的控制，在进行吸湿器的安装时，需要使用橡胶垫，但是在实际的运作过程中，则需要将橡胶垫进行去除[5]。避雷装置是保证配电网线路顺利发挥功能的重要措施，能够将变压器遭受雷击的概率进行有效降低，需严格按照相关规范进行安装。
避雷装置的安装，需要保证在进行低落保险之后，同时还需要使用和变压器同步投切的方法。导线在进行安装的时候，接线柱通常使用的都是铝制和铜制的螺杆螺帽，因而铜铝相接的情况容易发生，由此在安装过程中，需要避免螺杆和螺母直接相连的情况发生。过渡板和铜铝线夹在进行导线安装时也能够发挥良好的作用[6]。
4 结 语
10 kV配电网线路变配电安装技术在实际应用当中，主要包括变压器的安装、配电柜的安装以及一些其他附属设备的安装。变压器和配电柜在进行安装的过程中，需要将搬运工作做好，保证这两项重要设备在进行安装之前具有良好的完整性。
配电网线路在日常的生产生活中占据重要地位，对人们的日常生活具有十分重要的影响，保证10 kV配电网线路变配电安装技术的安装效果，能够有效促进该项技术充分发挥良好作用。
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变配电系统 篇7
1.1 66k V变配电系统中综合自动化系统的设备配置
表1为66k V变配电系统中综合自动化系统的设备配置情况, 变电站的建设规模为:66k V进线2回, 设保护及测控。66k V侧为分段接线。主变压器为40兆伏安2台。10k V侧为单母分段接线。二次设备采用微机保护及微机监控主控室内集中组屏、分模块布置、保护与测控模块分开, 保护、测控单元采用与一次设备一对一的分布结构。保护及测控装置的数量可根据功能需求进行增减。
1.2 10k V变配电系统中综合自动化系统的设备配置
表2为10k V变配电系统中综合自动化系统的设备配置情况, 变电站的建设规模为:10k V双电源进线, 设有备用电源投功能, 单母接线;10k V变压器出线4回。保护测控装置及备用电源自投装置安装在高压开关柜上。
2 综合自动化系统对保护测控装置的配置要求
综合自动化系统要求采用满足世界先进的IEC61850标准的继电保护设备。满足IEC61850标准的继电保护设备具备世界统一的软硬件设计标准及通讯标准, 系统功能强大, 运行稳定可靠, 通用性强, 在不增加保护装置的情况下可根据用户需求增加很多功能, 在系统升级或改造时其优势更为明显。
保护配置原则:全部保护开关设独立的断路器操作回路, 并应配置独立的操作箱, 所有保护及安全自动装置 (备用出口) 都应有单独启动软硬压板及出口硬压板, 非电量保护跳闸及信号应有单独启动及出口硬压板。软压板应能远方及当地后台机实现控制投、退功能。所有保护装置具备防跳功能、防跳能灵活投退。保护与测控模块分开, 保护、测控单元采用与一次设备一对一的分布结构。
测控装置电源与遥信电源分开, 设单独空开, 遥控出口至少8路。出口接点容量:允许长期接通220V, 5A。遥测精度电流电压0.2级, 有功无功0.5级。遥信分辨率小于2ms。
3 监控后台系统
3.1 硬件配置
当地站的计算机主机、显示器、通讯管理机、交换机、逆变电源、打印机、报警音响等的要求, 根据其功能需求进行配置。
3.2 站内通讯网
站内通讯网采用分层分布式结构, 当地后台机和通信处理机、保护管理机及带以太网接口的智能模块之间采用双以太网络接口通信, 模块之间遵循国际上标准的TCP/IP通信协议;间隔内各智能模块采用以太网通信方式, 支持TCP/IP通信协议。站级通信装置采用双主处理器配置, 一主一备, 热备用, 双机自动切换。模块通过以太网与变电站监控系统通信或与支持网络通信方式的上级调度主站通信, 通讯速率:19200bps, 通讯电缆:屏蔽双绞线。
3.3 计算机监控系统监视范围
计算机监控系统监视范围包括所用变及主变温度、控制室温度、火灾报警总信号等环境信息。并具有与智能电度表、交直流电源控制系统、小电流接地选线装置等智能装置通讯的功能, 计算机监控系统能实现电容器无功电压自动调整, 并能与防误主机实现通讯。
3.4 数据通讯与处理功能
后台监控系统采用PC机作为硬件平台, 具有较强的数据通讯和处理能力。本系统采用以太网与各通信处理装置相连, 具有较高的通讯连接的可靠性、抗干扰能力、数据缓冲处理能力, 也保证了各通信处理装置的独立性。各通道采用广为流行的TCP/IP通信协议, 保证了通讯技术的先进性、通用性。同时也可通过串行口与各通信处理装置通讯。可外接隔离保护器, 并能与防误主机实现通讯。
(1) 数据采集功能
数据采集是SCADA与电力系统监视和控制对象的直接接口。它通过与各通信处理装置的通讯实现对电网实时运行信息采集, 将实时数据提供给各应用服务的实时数据库, 并按照应用所下达的指令实现对变电站的监控功能。数据采集作为系统数据源的关键地位, 要求其具有高度的可靠性和强大的信息处理能力。能够接收处理不同格式的遥测量、遥信量和电度量, 并处理为系统要求统一格式;能够接收处理站内装置记录的SOE事件信息;能实现对通讯处理装置的遥控、遥调等下行信息;能实现对通讯处理装置的对钟或接收时钟。
(2) 数据处理功能:以通信单元为单位分类组织实时数据。
(3) 遥测量 (模拟量) 处理:可处理带符号二进制数, 实时统计最大值、最小值、平均值等, 模拟量人工置数, 完成连续模拟量输出记录, 遥测类曲线。
(4) 遥信量 (数字量) 处理:实时统计动作次数, 变压器档位遥信信号转变为遥测量上屏和画面显示, 开关量人工置数及挂接地线, 开关动作次数统计。
(5) 电度量 (脉冲累计量) :接收并处理通讯上传发送的实测脉冲计数值, 操作人工设置电度量, 能按峰、谷、平时段处理电度量, 峰谷时段可定义选择。
(6) 统计计算功:根据用户提供的各种公式进行计算, 如功率总加等。
(7) 事件顺序记录 (SOE) 、保护动作、告警事项:各事项顺序记录以毫秒级时标记录线路开关或继电保护的动作状态并传送至后台监控系统。后台机将接收到的事项顺序记录保存在历史事件库中。本系统提供的历史事件浏览工具可用来按照时间顺序显示或打印事件顺序记录, 供操作人员按照设备动作的顺序分析系统的事故。
系统具有完善的报警机制, 事故时可自动调图、随机打印、声光或语音报警等, 并可保存事故信息并随时打印存档。报警确认功能 (可选) , 系统出现报警信息后, 调度员需进行人工确认, 以表示已发现该报警, 确认后的报警不再显示。
3.5 数据库功能
实时数据库:实时数据库保存从各个间隔采集上来的实时数, 其保存的实时值在每次系统扫描周期之后被刷新, 在实时数据库中保存遥测量、遥信量、脉冲量计量、计算量等。实时监视各种测量值和状态量的值对各计算组均具有查找, 修改及删除数据的功能, 各操作均在线进行, 不影响系统运行每一遥信、遥测量均可进行人工屏蔽或设置, 一经人工设置后, 就不再接受实时数据, 直到人工撤除设置, 设置是与实时量以颜色区分实时数据库具有查找、修改功能。
历史数据库:所有历史数据库保存在系统管理机上, 并保存数据的一致性。历史数据库保存各遥测量的曲线值、整定值和各种统计量, 事件顺序记录等。
3.6 人机界面功能
(1) 画面类型
变电站接线图、棒形图、表形图、饼形图、负荷曲线图、频率曲线图、I、P、Q、U曲线图 (历史/实时) 、网络潮流图、地理位置图、系统配置图、常用数据表以及用户自定义各类画面等。图形制作简单, 提供专门用于电力系统使用的专用图形工具板绘制各种图形;提供移动拷贝、删除图元功能, 改变颜色, 改变图元宽度大小功能;提供改变文字字体、颜色功能, 提供移动字符功能。在线完成增加、修改、删除画面而不影响系统运行。
(2) 显示内容
遥测 (I、P、Q、U、COS) 、遥信 (开关、刀闸、保护信号、变压器挡位信号等) 、电度量、频率、温度、系统实时数据和状态、计算处理量 (功率总加, 电度量累计值) 等。
(3) 监视功能
系统配置画面可直观显示系统各模块运行状态和网络通讯状态, 如用图形方式显示自动化系统各设备的配置和连接, 并应用不同的颜色表示出设备状态的变化等。通信单元信息原码监视, 显示报文格式数据。以通信单元为单位分类组织的远动信息监视:遥测、遥信、电度、通道、通信配置。站内的SOE数据和通道事项。站内的保护动作事项、告警事项、故障时的扰动数据。
(4) 各项操作
调图方式有热键、关联按钮、图名等多种方式。可以在线进行报表数据修改。可以在线修改实时数据库和历史数据库。操作员执行的所有操作都严格受到权限的控制, 没有相应操作权限的操作员无法执行相应的操作。系统提供的主要操作员操作有:挂牌操作, 遥控操作, 主变分接头的升降操作, 人工置数, 保护定值查看与修改, 保护的投退。
(5) 遥控和操作闭锁
对断路器分合正确控制;对有载调压变压器分接头进行升降调节;对其他可控点进行控制 (电动刀闸等) ;控制时具有防误闭锁功能 (如接地刀没拉开时不能合闸) ;操作使用对话框进行, 安全可靠;控制功能可增加监督认可功能;每个操作步骤系统自动记录。
(6) 报表、打印功能
操作员可交互式定义各种格式的报表, 具有灵活的报表处理功能, 可进行表格内的各种数学运算, 运算公式可在线设置和修改;可在报表上对报表数据进行修改。定时打印日、月报表;召唤打印实时和历史报表;随机打印各种事项, 如SOE, 保护动作和告警事项等;召唤打印历史事项和系统事项。
结语
一个现代化的工厂, 要确保其自动化生产线的安全稳定运行, 它的用电质量和用电安全是何等重要。工厂变配电系统中的综合自动化系统是确保工厂的用电质量和用电安全的守护神。工厂的变配电系统好比一个人, 综合自动化系统是它的大脑, 其它设备是五脏六腑和四肢, 大脑每时每刻都在指挥和监视着五脏六腑和四肢的安全稳定工作, 因此, 综合自动化系统运行的稳定性直接影响到用电质量和用电安全, 而且综合自动化的资金占用量只是整个变配电系统的百分之几, 性价比很高。目前工厂变配电系统中采用高端综合自动化系统正逐步被广大用户接受和认可。
摘要：本文针对66kV和10kV的工厂变配电系统中综合自动化系统的最新配置方案, 采用实际应用中的典型案例来进行描述。并对综合自动化系统的要求及监控系统的主要功能进行描述。
关键词：变配电,综合自动化,继电保护,监控,用电安全
参考文献
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[2]吴松丽.工厂变配电所综合自动化系统的设计与应用[J].硫磷设计与粉体工程, 2002.
建筑变配电系统安全可靠性分析 篇8
一般来说,配电系统的安全性和可靠性是配电系统设计中需要重点考虑的两个重要方面。
1 电源的安全
电源的安全关系到建筑的安全,我们的供配电系统从设计上来看,就是由大往小进行分配,但是要分配得好,达到安全和可靠的要求,往往需要我们下点功夫。当出现线路短路故障时,相应的开关器件是否能及时有效地断开,从而避免故障进一步扩大,或是避免因短路而引发火灾?当发生短路时,开关器件是否能耐受线路中出现的短路电流,而不至于引起开关器件的爆炸,导致一系列的故障?简而言之,配电系统的故障不要引发恶性事故;建筑中的其他方面的事故,也不会影响到配电系统,造成连带的事故。例如配电系统中用于消防的电缆和开关,不能因为建筑中的火灾而过早失去其应有的功能。
例如北京市规划委员会和北京市消防局联合发文《关于切实加强高层建筑消防用电设备配电线路设计工作的通知》,就是针对2011年5月24日,北京朝阳区某酒店强电电缆竖井地上19层~21层处由于非消防强电电缆故障导致起火的事故。由于非消防电缆线路没有与消防用电设备的配电线路分开敷设,起火时消防用电设备的配电线路受损,导致消防电梯及防排烟系统无法正常工作,给人员逃生、消防救援造成困难。这也充分反映出用于消防设施的电缆,其耐火的重要性,一定要选择满足耐火温度和时间要求的电缆。同时线缆的敷设也关系到配电系统的安全,一定要严格按照规范的要求来敷设。
对于开关电器,应该有足够的短路容量,设计选用时,应对其短路容量提出明确的要求。通常计算变配电室低压母线段处的短路电流值,若变压器为1 000k VA,变压器的Uk值为6%时,则其短路电流值约为24k A。我们常用的变压器,从630k VA~2 000k VA,一般Uk值在6%,记住了1 000k VA的短路电流,对于其它容量的变压器,则很容易立即得出答案。经验公式为:
变压器容量(k VA)÷[1.732×400V×Uk(%)]
若系统中有大容量的电机设备,配电系统的短路电流计算中,还应考虑大容量电机的反电势。若距离变配电所距离较近,总的短路电流则需考虑其影响。
除了计算首段的短路电流外,对于末段的短路电流也需要计算,用以复核保护器件的灵敏度是否能满足要求。
对于大型公共建筑,其特点是在同层或相邻层有多个变配电室,水平敷设的高压电缆要穿越数个防火分区到达变配电室。而对于超高限建筑,其特点是在建筑的上部有数个变配电室,高压电缆需要从地下室经竖井引至上面的各变配电室。高压电缆的安全问题尤其值得重视。作为供电的源头,一旦出问题,低压部分考虑再好也无济于事。
从大型公共建筑和超限高层建筑的供配电来看,基本上还是以每个变配电室供电的范围来考虑正常的配电设计,但是对于有柴油发电机作为备用电源的情况,则必须慎重考虑。因为根据我国的规范,柴油发电机不让设置在楼上,从楼下一直供电上去,其安全性就越发显得重要了。不管是采用低压供电还是高压供电,其保护器件和线缆的安全性是重中之重。
2 配电系统的可靠性
配电系统的安全和可靠性有明显的区别,又是相互关联的。从可靠性方面来分析,两路或两路以上市电,如图1所示,已经能够满足一般重要建筑的供电。
两路市电向建筑物供电,平时两段母线分列运行,重要的负荷通常采用从不同母线段各引一路电源,通过ATS互投,来确保供电的可靠性。这种配电方式能够满足建筑中一级负荷的供电要求。对于两路或者多路市电的安全可靠性问题,供电公司向建筑提供的市电,不可能保证供电的可靠性;而作为设计人员,更无法保证其供电的可靠性。因此,对于诸如超高层建筑的重要建筑,尤其是超限高层建筑,或是一些高级星级宾馆及重要建筑,则需要设置柴油发电机组作为市电的备用电源。设置柴油发电机组,根据建筑内供电的负荷容量和供电的距离,由设计人员来决定是采用低压柴油发电机组,还是高压柴油发电机组以及发电机组的功率和台数。设有柴油发电机组的供配电系统,从供电的可靠性方面来讲,则比仅有两路或多路市电供电要更为可靠,如图2所示。
从图1和图2中可以看出,重要负荷以及消防负荷,由两个专用的回路供电,除消防规范要求在末端互投外,其他重要负荷并没有明确要求在末端互投。当I段母线停电(不管是故障还是停电检修),自然可由Ⅱ段母线供电。它可以通过ATS的切换,也可以通过低压母联开关的闭合,并断开1#主进线断路器,确保重要用电负荷的供电。图2中,重要负荷由两个专用回路供电,当Ⅰ段母线故障或停电检修,Ⅱ段上的电源经过第Ⅲ段母线,向重要负荷供电。若第Ⅱ段母线也无电时,则满足了两个市电均无电的条件,柴油发电机启动,向第Ⅲ段母线供电,ATS自动转换到柴油发电机供电侧。这种配电方式,既考虑了市电电源的情况,也考虑了电缆的可靠性。因为我们所设置的ATS,
一般是在负荷的末端,也就是两条电缆均延伸到了负荷的末端。所以说,不管是电源还是电缆的故障,均能较好地保证供电的可靠性。
备用柴油发电机组的启动条件,对于超限高层建筑,可以在一路市电停电的情况下就启动,作为热备份,并不一定非要两路市电均无电时才启动柴油发电机,这可以大大缩短备用电源投入供电的时间。我国的一些超限高层建筑,有的是由国际招标、国外设计师中标的项目。国际上,尤其是北美地区,正常的做法如图3所示。
在北美电气设计中,正常电源与柴油发电机组的母线段是截然分开的。每个ATS内均有电压感应装置,不管哪路电源或电缆出现故障,均可启动柴油发电机组,向电源或电缆出现故障的ATS供电,确保负荷持续供电。他们的设计,一般不是将ATS设置在负荷的末端,而是在适当的安全地方设置较大容量的ATS。一般容量在数百安培,甚至1 000多安培。
两种做法,对启动柴油发电机组的条件有所不同,另外在末端负荷处,北美的做法是只有一根电缆。其实这种做法也是比较实用的,因为电缆一旦在梯架、槽盒、托盘或金属导管中敷设完毕,一般故障率非常低。先决条件是所选用的电缆能够满足各种环境的要求。
如何保障配电系统的安全可靠,以下几方面值得我们重视:
1)注意用电负荷时刻处于良好的运行状态,机电设备的检修和维护保养;
2)临时用电的严格管理和操作;
3)配电系统的保护安全可靠。
对于配电系统的安全性,需要考虑以下几点:
(1)不至于自身引发火灾,危及人员和建筑的安全;
(2)不易受到外界的影响,正常电源故障不要影响到消防和重要负荷的供电;
(3)消防用电缆应满足耐火温度及其所供电负荷持续运行时间的要求;
(4)防止电气火灾,因为电气火灾占总的火灾数量近1/4,而其中又有近60%是电气线路火灾。
对于配电系统的可靠性则是:
(1)市电+油机(或是规范中认可的可作为应急电源的设备或装置);
(2)尽量缩小故障面,级间可选择性保护配合。
对于市电加油机的方式,在图2中已经表示,而对于级间可选择性保护配合,则需要我们予以足够的重视。下面根据当前的技术以及工程实际的情况,对配电系统级间可选择性保护配合做一分析。级间选择性保护配合是控制故障面的有效手段,也是提高供电可靠性的有效方式。图4所示为一个回路上的三级断路器(见图5左侧)的A/S曲线。一般我们也是要求配电的级数不宜过多,二、三级配电是最为常见的。
当三个断路器组成一个配电系统时,若将三个断路器的A/S曲线放在一个坐标图上,我们会发现在电流较小的时候,三个断路器的曲线完全分开,而且有一定的距离;但是在电流大的地方,也就是图中水平线段处,三个断路器的曲线基本重合。一旦在负荷侧出现短路,短路电流达到曲线水平段这么大时,这时看哪个断路器更为灵敏,最灵敏的则有可能先动作,极有可能出现越级断开的现象。许多年以前的做法是将上一级断路器的设置比下一级断路器大两级以上,从而达到上下级断路器瞬动保护的选择性,但这种做法造成有色金属消耗过大。
现在的技术,可将这三个断路器的动作时间做出适当的调整就能有效的达到有选择性,例如对最末级的断路器,其动作时间可调整为0.1s,甚至是瞬动,中间一级的断路器动作时间可为0.2s;最上一级的断路器可调整为0.4s,从时间上拉开。从图6我们可以看出,调整后的三级断路器曲线情况,达到了较好的选择性配合。
2008年北京奥运会之前,北京市政府2008重点工程办公室组织了供电专家对各奥运场馆配电系统进行审查,配电系统的可选择性级间保护配合就是其中的一个重要审查环节。通过对各级之间动作时间的调整,从10k V高压一直往下各级的动作时间做出规定,达到了很好的效果。经过专家组的仔细审查,有相当一部分的场馆的配电系统在设计阶段就做得较好。这可以充分证明,我们的设计人员只要花点时间认真地对选择性保护配合进行分析和验算,能达到很好的效果。奥运期间一些场馆的分支线路并不是完全不出问题,但是故障面均限定在最小的范围内(动作时间配合还包括下级ATS、上级联络开关、特别重要负荷摘除ATS,两路电源各带一套系统,互为备份)。广州亚运会之前,北京市电气设计委员会和情报网的一批曾经参与过奥运会电气设计和审查的人员,为亚运会的配电系统安全可靠性进行了咨询,重点也是配电系统的级间保护配合,为亚运会的胜利举办奠定了基础和可靠的保障。
3 结束语
这种对配电系统中断路器参数进行科学调整的做法,是配电系统安全可靠设计的重要环节,它比采用其他方式更为科学、实用和可靠。奥运会期间各比赛场馆的配电系统审查,绝大部分是利用某知名品牌企业提供的软件进行的。目前这些软件,有相当的厂家均能无偿提供或免费下载。采用这种方式对配电系统级间保护配合做出预先的调整和设置,不会发生任何的额外费用。利用这些软件可以有效协助设计人员进行复杂的电气装置计算,使复杂的电气系统计算更准确和高效,能优化设备选择,快速得出可靠的结果,帮助设计人员根据需求正确选择断路器,确保电气系统的质量以及人员和设备的安全。
另外这种软件就是一个根据电气保护装置脱扣曲线的辅助设计工具,它可以使设计人员随时做出相应的调整,更直观地看到所设计的系统各级之间能否达到良好的选择性配合。相信各企业的相关软件将会给设计人员在配电系统设计中带来极大的方便,同时提高配电系统的安全和可靠性。
总之,配电系统的安全和可靠性,是我们电气设计人员始终需要予以充分重视的,只有做到安全可靠,才能使我们的建筑更安全;也只有这样,才能进一步推动电气行业的技术进步。
摘要：配电系统的安全可靠性,是建筑配电系统设计中非常重要的方面。只有做好了配电系统的级间可选择性保护配合,才有可能使配电系统在运行中遇到相应的故障时,能够将故障面限定在一定的范围内,不使其扩大。
工厂变配电系统的防雷与接地研究 篇9
1 工厂变配电系统所在的厂房防雷接地技术要点分析
因为工厂变配电系统处于厂房之内, 所以其防雷性能的高低主要取决于厂房自身的防雷性能, 因此对工厂变配电系统进行防雷接地时, 首先就需要对其所在厂房进行防雷接地工作的开展。这就需要严格按照有关标准加强对厂房及其内部的电子电器设备在防雷接地时的等电位连接, 且严禁采取独立接地的方式, 通过等电位连接, 能有效的把厂房内的人工和自然接地体以及室内的电气设备装置外露可导电的金属部分进行可靠连接。在出现雷电情况下, 会导致雷电电流较大, 雷电电流经过的地方形成的对地电压较高而最终形成过电压, 这就会导致电子电器设备以及人员由于处于大地电位而出现旁侧闪烁的情况, 最终引发人员和设备触电事故。所以只有采取等电位连接的方式对工厂变配电系统的厂房进行防雷接地。在具体的防雷接地工作中, 我们还应紧密结合厂房的防雷需要, 结合厂房所在地的地质条件、气象条件和环境等因素, 针对性的对防雷装置进行确定, 并确保其安装方案的经济性和合理性, 最终确保其具有良好的防雷接地效果。常见的厂房建筑防雷接地主要是利用厂房自身的建筑结构与降雷网之间进行有机的结合, 在厂房建筑物的地下埋设钢筋砼基础结构, 并将其作为接地体, 并在房屋顶部安装网状接闪器和避雷带, 再到厂房的梁柱和楼板以及周边墙体的主钢筋作为其引下线, 最后把网状接闪器和接地体钢筋网络以及引下线进行电气连接之后形成避雷器。此外, 还需要在厂房的楼板和梁柱钢筋均预留一定的接头, 从而更好地便于与室外地线之间的连接, 从而更好地对电气设备进行接地。
2 工厂变配电系统的线路进行防雷接地的设计技术要点分析
在对厂房作为防雷接地设计工作的同时, 还应对工厂变配电系统的线路进行防雷接地, 因为这一工作的开展也将会对整个系统的防雷接地效果带来影响。一般而言, 厂房的防雷接地系统中包含了避雷带和避雷针以及避雷网的引线下以及接地网络组成, 所以为了预防由于厂房遭受雷击而出现安全事故, 在对厂房进行防雷接地设计的基础上, 还应在其系统线路中加强防雷接地设计。这主要是因为外部的防雷系统难以排除系统线路遭受来自雷电波和感应雷的影响, 所以需要加强对系统线路的防雷接地设计。在对工厂变配电系统线路进行防雷接地设计时, 应紧密结合线路负荷特点、电压等级、整个工厂变配电系统的运行方式和所在地的雷电活动特点, 切实加强对其经济性和技术性的综合论证, 确保所采取的防雷方式科学而又合理, 从而更好地对系统线路进行防雷。为了满足工厂生产的需要, 应在变电站电源的进线端设置一定距离的避雷线, 在雷电活动较为强烈的区域内, 其所有架空线路均需要设置相应的避雷线和避雷装置。在工厂变配电系统的线路中, 应在其终端处进行阀式避雷器的安装, 再将其与电缆终端的金属屏蔽端和避雷器以及铠装等连接在接地装置上, 能有效的促进其电气性能的提升。而在对低压配电线路进行防雷时, 还应在变压器的低压侧出口处进行低压避雷装置以及跌落式熔断器的安装, 并对变压器低压侧进行接地处理, 同时分支线的终端和干线终端均需要进行重复接地, 若线路较长且需要重复接地时, 其接地处至少需要三处, 同时所采用的防雷接地装置接地的电阻必须在4Ω以内, 而重复接地装置接地的电阻则应在10Ω之内。而对于中性点接地低压配电系统, 则应在电源处对其进行接地。此外, 为了有效的预防雷电波顺着线路进入工厂变配电系统之中, 还应对进户线内的绝缘子的铁角进行接地处理, 且其接地电阻应在30Ω之内, 从而更好地确保其防雷接地的科学性。
3 工厂变配电系统的室内设备进行防雷接地的设计技术要点分析
在工厂变配电系统中, 室内设备的防雷接地也是重点所在。所以为了做好这一工作, 就需要考虑到感应雷与闪电电流和闪电高频电磁场生产的过电压以及过电流给室内设备带来的危害。尽可能地预防雷电波的侵入以及反击给室内设备带来的危害, 所以在工厂变配电系统中对室内进行防雷接地时, 就需要在其电源进线端做好防雷接地工作, 并在机房和设备端口做好避雷器的安装, 并将其外壳和金属屏以及底座槽钢等连用螺栓进行可靠的连接和焊接, 从而确保其良好的电气连接, 最终与室外的接地网可靠连接, 从而有效的确保室内设备的防雷接地效果。
4 结束语
综上所述, 为了确保工厂生产任务得以高效的实施, 我们必须切实强化厂房、线路和设备的防雷接地设计, 才能更好地确保整个工厂变配电系统安全高效的运行。
参考文献
变配电系统 篇10
一般居住小区的用电负荷计算, 需考虑以下几点内容:商业用电、住户用电、消防用电、居住公共用电 (包括楼梯间、门厅、住宅楼电梯、架空层照明、地下车库用电、生活水泵以及居住区配套居委会和物业管理、老人活动室等) 、整体用电等。另外, 按照电价用电负荷又可分为:居民生活用电 (包括居民住宅用电、楼梯间、门厅、架空层的照明) 、非居民照明用电 (路灯照明) 、商业用电 (经营性) 、非工业用电 (包括电梯、人防地下室、地下车库、生活水泵以及居住区配套居委会和物业管理、老年活动室等用电) 等。
1.1 住宅用电
居民住宅用电负荷为建设居住小区供电网的根本依据。住宅的用电负荷预测点在于居民投入家电种类与数量的不确定, 用电设施投入的时间不确定性。直接影响着这2个不确定性因素包含:国家经济的发展水平与社会的文明程度, 居民人均收入, 地域及文化生活、习惯与消费理念, 所处地域的气候环境因素, 电力给予情况与能源策略等。
为了方便计算, 亦结合当下我国居住建设水准及百姓生活水平的提升与发展, 普遍依照《住宅设计规范》 (GB50096—1999) 里的规定采用上限值计算。如表1所示。
居住小区在电气设计时, 依提高型, 60 W/m2衡量居民的用电负荷, 假设每户建筑面积在75 m2及以下, 那么设计容量应5.0 k W左右;假设每户建筑面积在100 m2及以下, 那么设计容量应6.0 k W左右;假设每户建筑面积在100 m2以上的, 那么设计容量应8 k W左右。相对整个单元及整栋住宅楼的负荷计算考虑同时使用系数Kx, 该系数规范中没有给出, 一般以《建筑电气专业设计技术措施》中的规定选取。
表2中的居住空间指的是卧室与起居室 (厅) 及餐厅空间等。使用面积为每套住户门里独自的使用面积, 在计算住户的用电总容量时, 宜采取需要系数法:按照接在同一相电源上的户数计算, 参照以上综述推荐值展开计算, 如表2所示, 计算时应选取最不利的一相并采取插入法展开计算。
1.2 居民住宅公共用电
居住楼公共的用电负荷包含架空层、门厅及楼梯间等公用照明;供居住楼使用的生活水泵、电梯以及供居住楼地下车库的用电。公用照明可依据照度需求采取单位面积的安装功率法展开设计。正常状况下可依照度30～75lx, 即依4.0～10 W/m2 (荧光灯) 来计算。其计算总容量要依需求系数法计算, 在照明面积<500m2需要系数取1.0～0.9;面积在500～3 000 m2时, 取0.9～0.7;面积>3 000 m2时, 取0.7～0.5。供居住楼使用的电梯分直流电梯与交流电梯2种, 其中单台电梯的设备容量应为电动机额定功率加上别的附属电器之和 (比如轿厢照明、排气扇等) , 当其为直流电梯时, 设备容量应依拖动直流发电机的交流电动机限定功率计算。在向多台电梯供电之时, 其计算总容量应当算进同时工作系数。
居住区使用的生活水泵, 均当计入住宅楼电气负荷计算。供水系统采纳的为集中给水泵时, 其计算容量应当为一切给水泵 (包含变频泵) 额定功率之和 (备用泵不算) 。供水系统采纳分散式 (一幢与几幢分别设置) 时, 其计算总容量为应计入同时工作系数Kx。正常情形下1～5台泵Kx取1～0.8, >5台时Kx取0.8～0.6。住宅楼设有地下车库时, 地下室的风机、照明及排水泵等应当计入住宅用电负荷。其计算容量宜依现实安装设备容量计算并且计入同时工作系数。正常情形下地下层的用电容量大约为20～30 W/m2左右 (包含风机、照明、排水泵等) , 同时工作系数为0.7～0.85之间。居住小区一般皆设置物管、居委会及老人活动中心等配套用房, 其用电应计入住宅楼负荷正常情形下用电, 容量大约为30～70 W/m2。
1.3 商业用电
居住小区广泛设置有商场、店铺、俱乐部及学校与诊所等公共建设, 其用电容量应当依实际安装设备的容量计算并且计入同时工作系数。在方案及扩初阶段可以采纳单位指标法计算。正常情形下店铺依60～80 W/m2, 诊所依60～80 W/m2, 学校依40～60 W/m2, 娱乐场所依80～100 W/m2, 商场依80～120 W/m2。以上均包含动力、照明、空调综合的用电指标。
1.4 消防用电
居住小区依据其建筑范围、高低以及建筑物内的功能与设置有相应的消防用电设备。它的用电容量需依有关专业给予的设备容量展开计算。尤其为高层住宅楼的电梯正常兼作消防电梯。所以其用电除计入住宅用电负荷外, 还应计入消防用电负荷。
1.5 整体用电
居住小区整体用电包含道路照明、景观与广告照明, 还有动力设备用电。其用电容量和小区的范围及景观照明与动力设置的要求相关。施工图设计需依实际设备容量来计算, 并考虑恰当的需要系数。方案与扩初设计时于正常情形下 (不包含别墅型小区) 可依建筑面积衡量, 建筑面积在2万m2以下, 为20～30 k W;于2～6万m2, 为30～60 k W;于6～10万m2, 为60～100 k W。
2 小区配电系统设计
对居住小区的供电设计, 应本着超前规划原则, 为以后将增加的用电设备保留相应的负荷容量, 这样可避免供电设备不间断式的更新, 降低重复投资带来的浪费及给用户带来的用电不便。
2.1 住户线路系统
无专业电工维护的住宅电气线路与有专业维修工的企事业单位的电气线路不同, 加上居民不懂电气维修的安全知识, 极易产生电气事故。所以, 居住区电气线路设计当吸取以往经验, 面对未来需求, 达到安全性、可持续发展性, 以达到住宅的功用性及舒适性需求。当下居民对电的需要愈来愈高, 高档大功率的电器逐步进入一般百姓家庭, 对住宅的电气线路设计, 当由以往的温饱型过渡至现今小康智能型, 在重视电气线路安全性的同时, 为长远负荷增长预留充分的容量。由于住宅暗配的电气线路为难以更换与增加的, 故需一步到位, 以满足长远负荷需求。所以针对昔日住宅电气设计要求中存在的问题与《住宅设计规范》 (GB0096—1999) 中的规定“电气线路当采纳符合安全与防火需求的敷设形式配线, 导线当采取铜芯线, 每套的住宅进户导线截面不应<10 mm2, 分支的回路截面亦不应<2.5 mm2。”依据以上基准的最低需求, 在进行住宅小区设计时, 应依照户型面积大小, 对于用电负荷是单相8 k W的, 那么住宅入户的线径, 不应<16 mm2的铜芯导线;对于用电负荷为单相6 k W的, 那么住宅入户的线径为≮10 mm2的铜芯导线;其分支回路采取2.5～4 mm2的铜芯导线。
2.2 住户配电系统
以往我国每户住宅里照明与插座分支的回路数过小, 并且有的甚至为照明与插座共用一个回路。因为分支回路少, 导致每个回路所带负荷加大, 事实上等于减少了线路与截面, 因而致使电气线路的长期过载, 导线绝缘下降, 线路温升增大, 造成电气线路的事故增多。
增加分支回路的数量, 等于降低了回路阻抗, 如此对于减少住宅的谐波电压, 降低谐波危害非常有利。并且, 住宅设计足够多的分支回路数量, 便能够有条件地把发生谐波的、非线性负荷电器与对谐波的敏感电器分回路供电。这样, 非线性的负荷谐波电流在其分支回路阻抗产生的谐波电压便不可能危及到另一回路上的敏感电器。分支回路的数量增多, 当一路线展开检修与因故障跳闸之时, 其停电范围缩小, 给家庭生活带来的不便亦减少。
当今通用设计, 在住户室内设配电箱, 并依照照明、空调、插座等, 分回路设置。其中空调、照明回路采取空气开关, 对于柜式空调、浴霸、插座应采用漏电断路器。其优点为:照明不通过漏电开关, 其空调安装于2.4 m之上, 人体正常不接触, 插座通过不同家用电器配电, 浴霸安置于卫生间, 因环境潮湿, 其漏电可能性比较大, 若一旦发生漏电, 开关便会脱扣, 以保证用电安全。
2.3 居住小区配电外线设计
(1) 变压器容量确定:在建筑配电设计时, 变压器容量依照小区的范围 (建筑面积) 进行确定。
变压器的总容量=a+b+c。
式中, a为居民总用量:按50 VA/m2计, 此部分包含居民户用电量、小区居住建筑中公共照明或建筑物里各类辅助的动力用电容量 (比如小高层中的排烟机、电梯、污水泵、排风机等用电量) 与居民区里必须的小型配套建筑 (如居委会、商店、幼儿园、车库等用电量) ;b为较大型公共建筑用量:依照60～70 VA/m2计 (比如多功能活动场所、商场等用电量) ;c为住宅小区里的广场、娱乐设施、喷泉、院区照明等用电量, 依实际用电情形计算。例如:小区居住与配套建筑面积为12万m2, 公建面积为1.68万m2, 小区里设有一个较大型的广场, 广场里有喷泉、院区照明等等。
上述3项计算:a=50VA×120000=6000k VA;b=65VA×16800=1 092 k VA;c估算为300 k VA。
整个小区变压器的总容量=6 000+1 092+300=7 392 k VA, 加上预留10%的容量, 实际上整个小区变压器的总容量为7 392×1.1=8 130 k VA。
3 变电所的确定
居住小区能否设置高压开闭所以及设置多少变电所, 应依据当地的供电部门供电方案要求, 与用电容量及负荷性质以及所在环境与节能等因素进行设计。正常由变电所至用电负荷的低压线路供电的半径不应超出250 m。在供电的计算容量超出500 k W、供电的距离超出250 m时, 应增设变电所。
依据当下我国大多供电部门的要求, 居住用户用电应采取一户一表计费方法, 电源直接接进小区的变电所低压配电系统。小区变电所高低压配电房应当独立设置并且由供电部门担当维护管理, 小区变电所低压系统可以提供一路三相400 A与380 V/220 V的低压电源, 并且经设于小区变电所以外专用的低压计量箱后提供住宅公共用电。在住宅公共的用电容量超出400 A与有容量极大的商业用电 (>100 k W) 之时, 应当设置带商业或局部公共用电专用的变电所。专用变电所的高压电源从小区变高压系统专用的回路提供, 并且于小区变电所以外设置高压配电间, 采取高供高计方法。
小区变电所内的变压器容量与台数须依据小区住户用电与住宅公共的用电计算容量来确定, 正常计算容量超出630 k VA, 应采取2台变压器。单台变压器容量不宜超出1 600 k VA。专用的变内变压器的容量与台数应当依据商业用电及公建用电整体与消防用电计算的容量来确定。当有一级与二级负荷之时, 应当考虑用柴油发电机组作为备用电源, 并且做好和市电高低开关连锁的设计, 禁止与市电并联。由于专用变采取高供高计的方法, 相对其低压的配电系统中局部住宅的公共用电负荷, 可采取专用回路, 并且经专用计量装置进行“表下除度”的方式来区别非商业用的电量。一样, 对于不安置专用变时, 居住小区的变中少量商业用电 (商铺) 经过当地供电部门的同意亦可采取“表下除度”与一户一表方法, 分别计费。总之, 居住小区的变配电系统既需达到建筑电气的设计规范要求, 又需达到当地供电部门对小区住户用电管理中的特别要求。
4 变电所的选址
配电室与变压器室组成配电房。高、低压进出统一规划均采取电缆并且敷设于电缆沟与电缆保护管里。配电房适宜靠近用电负荷中心设置。从小区物业管理角度来考虑, 居住小区变配电所应当设置于小区会所及专门管理用房内。从小区的建筑特征方面考虑, 也就是住宅群、楼栋间的间距比较大且分布分散。可在小区中心会所内设置高压总配电房, 来分区、分片设置低压配电房。在条件不允许时, 也可设户外箱式变电站, 但应当注意对居住小区总体环境的影响以及电力变压器噪音对居住小区用户的影响。
参考文献
[1]北京市建筑设计研究院6E1工作室.居住小区电气设计.2009.7
[2]住宅设计规范
浅谈矿井变配电设备的检测调试 篇11
关键词：隐患排查；变配电设备；检测；调试
中图分类号：TM642 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2015）24-0097-02
根据《煤矿安全规程》第四百四十二条规定，井下变配电设备供电线路不得少于两回路。井下变配电设备性能的优劣，能否满足安全、可靠供电的要求，直接关系到煤矿生产和安全。因此，对井下变配电设备的维护、检测、调试，确保安全、可靠运行更为重要。
1 变配电设备安全、可靠运行的意义
随着煤矿机械化水平的提高，电力供给已成为生产、安全管理的重中之重。一方面，如果没有电力，不但生产不能进行，而且通风设备、排水设备也不能运行，直接造成井下恶劣的安全环境（瓦斯积聚、水位上升）；另一方面，正因为有电力设备的存在，如果维护不当，就有可能产生人体触电、电火花、设备燃烧、甚至引起瓦斯、煤尘爆炸等重大事故。检测发现变配电设备存在的缺陷，将其及时处理，调试好这些设备，使其达到保护装置动作灵敏可靠，是防止电气事故发生或扩大的有效措施。
矿井变配电设备主要有：变压器、高低压配电装置、电缆。
①变压器是动力设备运行的“心脏”，井下使用的是矿用干式变压器，变压器线圈、铁芯、套管等均装于隔爆外壳内，在没有绝缘油的散热和绝缘的条件下，易发生高温、绝缘击穿等故障。当一台变压器发生故障后，将失去备用电源，如另一台再发生故障，将造成极大的安全威胁。所以对变压器进行预防性检测是必要的。
②高低压配电装置是对所属设备作控制、保护用。不但能按照生产工作的要求进行停送电操作，而且还能自动地快速切除所保护范围的设备故障或人身触电事故，从而防止事故的扩大。自动保护装置能否动作灵敏可靠，除了装置本身完好，将其调试完好来满足保护要求更为重要。
③电缆是电力传输的“大动脉”，由于井下环境的因素，极易发生漏电、短路、燃烧甚至引起瓦斯、煤尘爆炸等重大事故。
电缆有终端接头，还可能有中间接头，这些接头都是故障易发点。并且井下条件恶劣，时常有可能被外力损伤产生隐患。要发现这些隐患，必须经过检测检验，将损伤的薄弱点找出来，并有计划地维修完好。特别是高压电缆，其绝缘电阻、耐压和泄漏电流都有严格的要求。因此，《煤矿安全规程》第490条规定：除新安装外，每年应进行一次泄漏电流和耐压试验。
2 井下变配电设备的检测与调试
2.1 矿用干式变压器检测
2.1.1 绕组直流电阻检测
绕组直流电阻检测使用“直流电阻测试仪”，测试时将各连线和接地线接好，分别测试出变压器三相绕组的直流电阻值，通过计算，线间的三相不平衡系数应≤2%。当不平衡系数>2%时，可能出现的原因：高压焊接点虚焊或分接开关接触不良；低压接线端子松动，致使接触电阻增大，引起接线端子发热，时间越长就会越严重，可能致使某一接线端子被烧断而缺相，从而使电动机因缺相而被烧毁。通过检测发现变压器三相直流电阻不平衡系数超标时，应立即通知管理方将接线端子进行处理，以避免因变压器缺相带来的经济损失。
2.1.2 绕组的绝缘电阻、吸收比检测
选用2 500 V兆欧表，先将变压器绕组短路接地放电，然后将绝缘套管表面清理干净；测试时将仪表的E端与低压绕组连接并接地，L端与高压绕组连接，屏蔽端接绝缘套管，分别读取并记录15 s和60 s时的测量值，计算出吸收比60 s/15 s，做完测试应充分放电。
2.1.3 交流耐压试验
交流耐压试验是检查变压器主绝缘强度的有效方法，使用“交流试验装置”，升压后，待电压达到24 kV持续1 min无异常现象为合格。如果在升压过程中出现异常现象时应立即停止升压，查明原因处理后再进行试验，以避免损坏变压器或仪器。
2.2 矿用高爆真空开关检测
2.2.1 交流耐压试验
交流耐压试验是断路器主回路对地、相间及断口的耐压，将断路器在分、合闸状态下分别进行，耐压试验前应进行绝缘电阻检测。
断路器的主回路对地指在合闸状态下，主回路与设备外壳之间的耐压；相间指在合闸状态下，将断路器的任一相接地，对另外两相进行升压，观察是否能满足要求；断口指在分闸状态下，将断路器的出线端接地，对进线端进行升压。如合闸耐压不能满足，可能是其他辅助配件有受潮或油污现象；如断口（分闸）耐压不能满足，可能是真空管受损漏气，再用真空度测试仪确认后，可以更换真空管。
2.2.2 导电回路电阻检测
导电回路电阻检测使用“回路电阻测试仪”，其原理是在主回路两端施加不小于100 A的电流，来检测整个回路是否接触良好，如果主回路电阻>120 μΩ，说明断路器动静触头或其它接触部位接触不良，应进一步检查，以便整改完善。
2.2.3 耐压试验和变比检测
对电流互感器、电压互感器、过电压保护器都要分别认真检查试验，耐压试验和变比检测是必不可少的。
2.2.4 断路器触头的调试
断路器触头是开关装置的中心，其分合性能的优劣直接关系到开关的功能。检测开关触头的性能用“机械特性测试仪”，触头分闸开距、合闸超行程，分、合闸速度，三相分、合闸同期都有严格的要求。
2.2.5 开关的继电保护装置调试
继电保护装置是开关的核心部件，直接关系到矿井供电的安全，确保装置的动作灵敏可靠。矿用真空开关采用微机综合保护装置，对该装置的调试应使用具有三相电流、电压输出，三相角差120 °，带零序电压输出的“微机综合保护测试仪”。调试时将装置的电流、电压互感器的二次侧断开，用仪器的电流、电压信号模拟装置的信号进行调试。然后还应在恢复电流互感器二次连线后用大电流发生器在一次侧通以相应的整定电流，检测动作是否灵敏可靠。
对于控制、保护双屏蔽电缆线路的真空开关，还应检测电缆绝缘保护特性。电缆监视线与接地线间的直流回路电阻值，当小于0.8 kΩ时（用可调电阻调节），不应动作，大于1.5 kΩ时应可靠动作。电缆监视线与接地线间的绝缘电阻值，大于5.5 kΩ时不应动作，小于3 kΩ时应可靠动作。
2.3 矿用高压电缆检测
电缆主绝缘的耐压试验使用 “直流高压发生器”，耐压试验前应进行绝缘电阻检测。特别提示，在井下做电缆的耐压试验时，要确保被试电缆周围的瓦斯浓度<1%，在有可能被击穿的地点，应有瓦检员实时监测瓦斯浓度。还应注意：电缆相当于一个大电容，通以高电压后必须充分放电，确认放电完毕后方可靠近试品拆线进行下一项工作。
3 变配电设备检测的效果
笔者从事检测调试工作十多年，在检测矿井配电设备的过程中，每年都要为矿井排查出许多设备隐患，不管是变压器的绝缘下降、接线桩头松动，还是电缆损伤或开关保护失灵，都能将故障发现于萌芽状态，并让矿方有计划地安排处理完好。
某次，矿方发现某台变压器并没超负荷运行，经检测发现线圈直流电阻三相误差大，判断是内部接线端子松动，经吊芯检查发现导电片与接线柱连接处严重烧坏，处理后运行良好。
通过总结我们认识到，每年坚持做设备预防性试验的矿井与不做的，设备故障率少得多。为了设备的安全可靠运行，为了煤矿的安全生产并减少安全事故，加强设备的检测检验、维修、调试是必要的手段。
参考文献：
变配电系统 篇12
南水北调工程师促进我国水资源优化配置, 促进区域协调发展的重要战略性工程, 其对缓解我国北方缺水现状, 解决水资源短缺对北方城市建设的制约问题有着重要的意义, 随着其全面进入实际应用阶段, 其对北方经济的发展和产业结构的优化都发挥着重要的作用。如下图所示, 南水北调工程跨度大, 传输距离远, 需要经过多级泵站的加压提水处理, 因此做好针对泵站的变配电系统的继电保护工作, 提高其机组等电气设备运行的可靠性和稳定性, 对保证南水北调的正常运营有着重要的意义。本文主要针对变配电系统中的继电保护应用进行简要的分析和阐述。
2继电保护的简介
2.1继电保护的概念及原理
在电力系统运行过程中, 经常会发生各种故障及异常状况, 其不仅会对电力系统中发电机、变压器、线路等电气元件造成损坏, 更会影响整个电力系统运行的稳定性, 因此需要使用带触点的继电器在最短时间内自动将故障设备或故障区域进行切除, 避免其对其他设备正常运行的影响, 这就是电力系统的继电保护。
电力系统在故障和正常运行状态下, 其部分电气量存在明显的差异, 继电保护装置就是对这些电气量进行实时监测, 从而判断电力系统是否发生故障, 故障是否在保护区内, 根据监测电气量的不同, 继电保护可以分为电压保护、电流保护、阻抗保护等多种不同类型。
2.2继电保护的作用
继电保护装置在电力系统的正常稳定运行中发挥着重要的积极作用, 一是反应电气设备的故障, 自动、迅速、有选择地将故障元件从电力系统中切除, 避免故障元件的进一步损坏, 同时保证无故障部分迅速恢复正常运行;二是反应电气设备的不正常运行状态, 根据维护要求, 发出警告信号或直接动作跳闸;三是实现对电力系统的自动化远程控制。
2.3继电保护的基本要求
为了实现对电力系统的相关保护工作, 继电保护装置必须在技术上满足选择性、速动性、灵敏性以及可靠性四个基本要求。
(1) 选择性即当电力系统中的电气设备或输电线路发生故障时, 继电保护仅将故障设备或故障区域从电力系统中切除。
(2) 速动性即继电保护装置应在尽可能短的时间内将系统内的故障切除, 避免电气设备长时间运行于故障引起大电流和低电压下, 减少故障对设备损坏。
(3) 灵敏性即继电保护装置对保护范围内的各种故障以及不正常运行状态的反应能力, 在系统最大允许方式下三相短路仍能正常动作, 在系统最小运行方式下经过渡电阻的单相短路也能可靠动作。
(4) 可靠性:安全性和信赖性是可靠性的主要内容, 其中安全性是指在未发生故障或异常时, 继电保护装置要保证可靠不动作, 即不发生误动;而信赖性是指在保护范围内发生故障或异常时, 继电保护应能可靠动作, 即不发生拒动。
3变配电系统中继电保护的配置和应用
在变配电系统中, 通常根据被保护对象的不同, 配置有输电线路保护、变压器保护以及母线保护等多种不同的继电保护形式, 下面分别对其进行描述:
3.1输电线路保护
输电线路保护时变配电系统中的重要继电保护形式, 通常根据不同电压等级以及保护要求的不同, 配置有电流保护、阻抗保护以及重合闸等继电保护装置, 对变配电系统中的输电线路形成了全面的保护。
3.1.1电流保护
电流保护是反应于变配电系统故障时电流幅值增大而动作的继电保护形式, 通常根据保护需要, 多配置三段式电流保护形式。
第一段是电流速断保护, 其是反应于电流增大而瞬时动作的电流保护形式, 能在很短的时间内切除线路故障, 从而减少故障的持续时间, 能够有效地避免故障的扩大;第二段是限时电流速断保护, 其以一定的时限切除本线路上速断保护范围外的故障, 作为电流速断保护的后备保护, 当速断保护发生拒动时以较短的时间及时切除故障;第三段是定时限过电流保护, 其既是本线路主保护拒动的近后备保护, 同时也是下级线路保护拒动的远后备保护, 以一定的时限切除故障以保证电流保护的选择性和可靠性。具体的三段式电流保护接线图的设计如图1所示。
3.1.2阻抗保护
阻抗保护又称距离保护, 其同时利用电力系统中故障时的电压电流值, 通过其比值反映故障点到保护装置的距离, 进而判断是否在保护范围内。与电流保护相比, 阻抗保护灵敏度更高, 受电网运行方式变化的影响更小, 保护范围更加稳定可靠性, 但由于需要同时测量系统电压电流值, 原理较为复杂, 导致阻抗保护接线构成复杂, 保护装置自身的可靠性不足。
3.1.3自动重合闸
通常情况下, 输电线路发生的多为瞬时性故障, 因此为了提高输电线路运行的可靠性, 需要配置自动重合闸对断路器进行重合闸, 以缩短输电线路停电时间, 提高电力系统并列运行稳定性, 纠正瞬时故障或断路器故障引起的误动作。
3.2变压器保护
变压器作为变配电系统的核心电气设备, 为了保证变配电系统的可靠稳定运行, 需要为其配置变压器保护, 通常选择瓦斯保护作为其主保护。瓦斯保护主要由气体继电器、测温装置以及安全气道等组成, 具有监测通信、保护控制等多种功能。变压器瓦斯保护具有轻瓦斯、重瓦斯两种保护形式, 当变压器内部出现轻微故障或异常状况时, 触发轻瓦斯保护, 发出异常信号;而当变压器内部出现严重故障时, 触发重瓦斯保护, 直接跳开变压器断路器, 以避免变压器遭受进一步损坏。
4变配电系统中继电保护存在的问题
4.1保护频繁跳闸问题
电流速断保护是变配电系统中普遍配置的过电流保护之一, 其一般利用系统最大允许方式下的三相短路电流进行整定, 但受限于灵敏度要求, 通常动作值选择较低, 特别当变电站中线路较长, 线路中配电变压器较多时, 整定值可能更低。此时当配电变压器投入时, 产生的励磁电流值将超过速断保护的整定动作值, 从而造成运行中保护的频繁跳闸。
4.2短路电流过大问题
随着电网规模的不断扩大, 电力系统的容量不断增长, 短路电流也随之水涨船高。当变配电系统出口处发生短路时将产生额定值数百倍的短路电流, 使电流互感器瞬间过饱和, 使互感器的线性变比被破坏, 可能造成保护的拒动现象。
4.3二次回路问题
变配电系统集成有多种继电保护形式, 涉及二次回路数量较多, 接线较为复杂, 是故障的高发区, 并且由于巡检时不易引起重视, 因而接线故障时有发生, 对继电保护的正常运行造成较大的影响, 成为变配电系统中重要的安全隐患。
5变配电系统中继电保护的发展趋势和方向
5.1智能化
计算机技术与信息技术的发展促进了继电保护的智能化, 随着神经网络、模糊逻辑、遗传算法等理论开始在继电保护领域得到应用, 智能化成为变配电系统中继电保护的重要发展趋势, 为继电保护的发展指明了方向。
5.2网络化
随着网络的不断普及以及互联网技术的快速发展, 网络化已成为继电保护系统的重要发展方向, 通过继电保护设备与互联网的结合, 将实际中分散的设备在网络中重新聚集, 使得对继电保护装置的统一管理更加便捷。
5.3自适应
自适应继电保护是近年来的新兴概念, 其能够对电力系统的运行状态实时监测, 并根据其变化随时对定制、特性等进行调整, 以保证继电保护的最佳工作状态, 从而针对电力系统可能出现种种情况, 最大限度地发挥继电保护的性能。
6结束语
本文主要针对南水北调工程沿途泵站中变配电系统的继电保护进行了简要的阐述, 并对其应用和发展趋势进行了分析和探究, 相信随着相关技术的不断发展完善, 变配电系统的可靠性将进一步提高, 从而有效保证南水北调工程的正常运行。
摘要：随着南水北调工程全面进入实际应用阶段, 其在缓解我国华北和西北地区的水资源短缺中发挥着重要的战略意义, 通过跨流域的水资源调配, 实现了南北方经济、社会、资源的合理配置。由于南水北调距离较远, 沿途经过多级泵站提水, 为了保证南水北调的正常运行以及水资源的正常供应, 提高沿途泵站中电气设备的供配电可靠性十分必要。本文主要针对南水北调沿途泵站中的变配电系统中的继电保护及其应用进行简要的分析和阐述。
关键词：变配电系统,继电保护,南水北调
参考文献
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[2]刘瑞庭.分析10k V配电系统继电保护的有关问题[J].广东科技, 2010 (22) .