摘 要：工厂负荷量较大，而且工艺对电能的要求也较高。文章介绍工厂变电所及一车间低压配电系统的设计，重点对车间进行负荷计算和短路电流计算，变电所主接线，车间配电线路，变电所二次回路，继电保护和车间照明的设计。
关键词：低压配电；继电保护；车间照明
引言
在工厂的供电系统中，大部分供电是由国家电力系统供电完成的，只有少数工厂备有自己的小发电厂并网发电，用电设备能否正常工作直接受供电质量的好坏影响，这对于车间产量、质量将有重要影响[1]。结合国家供电现状，根据厂区各车间的负荷情况、负荷布局以及生产工艺对负荷的要求来进行全厂总降压变电所及配电系统设计。为此解决各部门的用电安全，经济的分配电能问题。
1 工厂配电系统设计
某工厂有两个车间，空压站，锅炉房，水泵站，机修车间及三个仓库组成，厂区布局图如图1所示。
1.1 负荷计算
由于各种用电设备在运行时，其负荷大小是不断变化的，各设备COSφ亦不同，各个用电设备的最大负荷一般不会同时出现，所有设备又不同时工作。在该供电系统设计中采用需要系数法，应用需要系数法将车间或工段的用电设备性质相同的负荷进行归类，计算补偿前变压器母线的计算负荷。
1.2 功率补偿
考虑到该工厂与供电局协商协议里供电部门要求该厂10kV进线最大负荷时功率因数不应低于0.90，结合经济与实际，选择电容器集中补偿。在地区变电所或总降压变电所的母线上接入电容器组，选择此种补偿的优点是电容器的利用率高，能减少电力系统和变电所主变压器及供电线路的无功负载。
1.3 配电所的设置
该工厂的一车间总容量为1008kW，二车间总容量为998kW。一车间及二车间的负荷类型为一级负荷，空压站，锅炉房，水泵站的负荷类型为二级负荷，其他为三级负荷。根据厂区布局图可知，两车间负荷较大，要求较高，在一车间和二车间分别建立独立的车间变电所。锅炉房，机修车间，水泵房空压站分布较集中，且负荷均是二三级，单个容量相对较小，因此这就需要设计一个独立的变电所集中变配电[2]。这三个变电所之间的低压母线分别用联络线进行联络。该厂总配电系统如图2所示。
2 车间变电所的设计
三个配电所从计算上来看是重复的，因此以车间变电所为例进行计算。由于一、二车间的负荷类型相似，而且负荷大小接近，现在以一车间为主进行计算。
2.1 变电所主接线
该车间变电所选用两台变压器，两变压器采用分裂式运行，低压端采用母线分段，两台变压器分别对母线1，2段进行供电，在正常情况下，低压端互不影响，为此增加了系统可靠性。车间变电所的主接线图如图3所示。
本系统由两台主变压器T1、T2及高低压两个汇流排组成。10kV的电能通过变压器T1、T2降为220V/380V电压，为低压单母线负载提供电源。
2.2 短路计算
由于在此系统中，两台变压器为分裂式运行，短路电流计算的方法一般常用的有标幺值法和有名值法，根据此系统的特点，比较适合用有名值法。
2.3 车间配电线路设计
本车间采用动照明合仪的380/220V三相四线制TN-C。车间用电设备较多，排列整齐，且均属于第一、二类负荷。经综合考虑后采用放射式接法。这种接法的优点是：多数情况下，各线路之间相对独立，安全可靠性较高。
2.4 变电所二次回路设计
该车间的二次回路包括控制系统（防跳回路、跳闸回路、合闸回路、事故跳闸）、信号系统（信号回路）、监测系统及继电保护和自动化系统（瓦斯保护回路、过电流保护回路、电流速断回路）等。
2.5 配电系统的保护
为避免供电系统中发生故障，影响非故障部分继续工作，系统设计时必须有相应的自动保护装置，能及时有效的消除故障。在此系统设计中主要应用继电保护。该系统用到的继电保护主要有反时限过电流保护，电流速断保护，瓦斯保护以及防雷保护等[3]。
3 车间照明设计
根据本车间使用环境及加工使用要求，该车间的电光源选择高强度气体放电灯，根据手册ZL13-30，灯具选用带有GGY和NG型光源的混光灯具CXGC204-GN360，且车间灯具布置方案采用矩形均匀布置。
4 结束语
本文针对厂区的情况进行实地分析，主要对其容量较大的一车间进行了低压配电的计算以及变电所配电所的设计。该车间配电所设计选用两台变压器的变电所，两变压器最大运行方式为分裂式运行，并对变电所进行二次回路设计及车间照明设计，其中加入了相应的继电保护，从而提高了配电的可靠性。
参考文献
[1]黄建兵，孟彦京，安光悦.纸机车间供电质量指标与可靠性分析[J].西北轻工业学院学报，2000，03：23-25.
[2]赵志广.浅谈10kV变电所的设计[J].中国高新技术企业，2012，17：131-132.
[3]李春红.浅析10kV变电所继电保护问题[J].城市建设理论研究（电子版），2012（34）：120-122.
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