配电设计

基本简介 英文名称：power distribution 中文名称：配电 释义：配电系统由配电变电所（通常是将电网的输电电压降为配电电压）、高压配电线路（即1千伏以上电压）、配电变压器、低压配电线路（1千伏以下电压）以及相应的控制保护设备组成。配电电压通常有35～6千伏和3～1千伏等。 供电方式 交流供电方式 配电系统中常用的交流供电方式有： ①三相三线制。分为三角形接线（用于高压配电 ，三相22伏电动机和照明）和星形接线（用于高压配电 、三相38伏电动机）。 ②三相四线制。用于38/22伏低压动力与照明混合配电 。 ③三相二线一地制。多用于农村配电。 ④三相单线制。常用于电气铁路牵引供电。 ⑤单相二线制。主要供应居民用电。 直流供电方式 配电系统常用的直流供电方式有： ①二线制。用于城市无轨电车、地铁机车、矿山牵引机车等的供电。 ②三线制。供应发电厂、变电所、配电所自用电和二次设备用电，电解和电镀用电。 一次配电网络是从配电变电所引出线到配电变电所（或配电所）入口之间的网络。在中国又称高压配电网络。电压通常为6～1千伏 ，城市多使用1千伏配电。随着城市负荷密度加大，已开始采用2千伏配电方案。由配电变电所引出的一次配电线路的主干部分称为干线。由干线分出的部分称为支线。支线上接有配电变压器。一次配电网络的接线方式有放射式与环式两种。 二次配电网络是由配电变压器次级引出线到用户入户线之间的线路、元件所组成的系统，又称低压配电网络。接线方式除放射式和环式外，城市的重要用户可用双回线接线。用电负荷密度高的市区则采用网格式接线。这种网络由多条一次配电干线供电，通过配电变压器降压后，经低压熔断器与二次配电网相连。由于二次系统中相邻的配电变电器初级接到不同的一次配电干线，可避免因一次配电线故障而导致市中心区停电。 配电线路按结构有架空线路和地下电缆。农村和中小城市可用架空线路，大城市（特别是市中心区）、旅游区、居民小区等应采用地下电缆。 配电种类 电力系统电压等级 电力系统电压等级有22/38V（.4 kV），3kV、6kV、1kV、2kV、35kV、66kV、11kV、22kV、33kV、5kV。随着电机制造工艺的提高，1 kV电动机已批量生产，所以3 kV、6 kV已较少使用，2kV、66kV也很少使用。供电系统以1kV、35kV为主。输配电系统以11kV以上为主。发电厂发电机有6kV与1kV两种，现在以1kV为主，用户均为22/38V（.4kV）低压系统。 根据《城市电力网规定设计规则》规定：输电网为5kV、33kV、22kV、11kV，高压配电网为11kV、66kV，中压配电网为2kV、1kV、6kV，低压配电网为.4kV（22V/38V）。 发电厂发出6kV或1kV电，除发电厂自己用（厂用电）之外，也可以用1kV电压送给发电厂附近用户，1kV供电范围为1km、35 kV为2~5km、66kV为3~1km、11kV为5~15km、22kV为1~3km、33kV为2~6km、5kV为15~85km。 变配电站种类 电力系统各种电压等级均通过电力变压器来转换，电压升高为升压变压器（变电站为升压站），电压降低为降压变压器（变电站为降压站）。一种电压变为另一种电压的选用两个线圈（绕组）的双圈变压器，一种电压变为两种电压的选用三个线圈（绕组）的三圈变压器。 变电站除升压与降压之分外，还以规模大小分为枢纽站，区域站与终端站。枢纽站电压等级一般为三个（三圈变压器），55kV /22kV /11kV。区域站一般也有三个电压等级（三圈变压器），22kV /11kV /35kV或11kV /35kV /1kV。终端站一般直接接到用户，大多数为两个电压等级（两圈变压器）11kV /1kV或35 kV /1kV。用户本身的变电站一般只有两个电压等级（双圈变压器）11kV /1kV、35kV /.4kV、1kV /.4kV，其中以1kV /.4kV为最多。 存在问题 配电设计存在问题 1.选用高级非选择型断路器，是普遍存在的设计不合理因素，当末端发生较大的故障电流时，可能 导致一级或多级断路器非选择性切断，这是急待解决的问题。 2.过多地选用了选择型断路器，甚至仅有几十或百多安培电流的线路，也使用了价格很贵的选择型 断路器。 3.选用了选择型断路器，但其参数整定不正确，如上级短延时过电流脱扣器额定电流太小，甚至小 于下级断路器之瞬时过电流脱扣器额定电流，或上级瞬时过电流脱扣器额定电流太小，都可能破坏选择 性动作。 4.断路器与所供电的线路的参数不匹配。 解决方案 1.电流较大的馈线首端应选用选择型断路器，其整定要求如下： （1）短延时过电流脱扣器电流Iset2不应小于下级最大的断路器的短延时或瞬时过电流脱扣器电流之 1.2~1.3 倍，其延时时间不宜小于.3~.4s。 （2）瞬时过电流脱扣器电流宜尽量选大。 2.中间级保护电器宜采用使用安全、分断能力高、选择性好和维护简单方便的熔断器，上下级的熔体电流比不小于其过电流选择比，即1.6：1。 3.末端回路的保护电器没有选择性要求，可采用非选择型断路器或熔断器，但应满足接地故障能按规定时间内切断之要求。 4.研究开发断路器新品种，具有选择性特点，期望能达到下列要求： （1）对普通断路器的瞬时过电流脱扣器进行改造，将瞬时脱扣改变为具有毫秒级的延时特性。 （2）如可能，最好能具有两级选择性延时，上下级脱扣器额定电流比最好能达到不大于1.6：1，最多不应2：1。 （3）这种断路器壳架额定电流能达到63~4A范围，分断能力达到15~3kA 左右，能满足一般配电线路的大多数需要。 （4）希望能做到物美价廉，便于推广应用，如果能达到和同容量非选择型断路器的价格的1.5~2.倍左右，电气设计师和用户是可以接受的。  系统设计 设计的一般要求 (1)从配电室的规划到完成，大致步骤如下：决定尺寸大小、构造；决定设置地点；决定详细构造；检验、承认建筑图纸；施工；完成建筑验收；配电室设备施工，如照明、空调、火灾报警等；最后验收。 (2)变电所的设计应根据工程发展规划进行，做到远、近期结合，以近期为主，正确处理近期建设与远期发展的关系，适当考虑扩建的可能。变电所的设计，必须从全局出发，统筹兼顾，按照负荷性质、用电容量、工程特点、地区供电条件和环保节能的要求进行综合考虑确定设计方案。 (3)确定配电室的大小及构造，首先要确定配电室的功能(变电用、开关站用、控制用、多功能)，其次决定设置场所。从经济性上考虑，设置场所希望在负荷中心。一般是在主要设备决定之后充分利用剩余的建筑空间，由此可得到大致的建筑设计图，但为了施工还需要详细的结构图，对该图要由电气工程师认可。建筑图完成之后就可施工，对大型配电室要经常检查。 在混凝土基础上埋入接地极应看准时机施工。配电室的建筑部分完工后应会同验收，然后继续进行辅助工程施工直至最后完成。 (4)为保证电气设备的运行安全可靠，设计中所选用的产品一定要符合现行的国家或行业部门的产品标准。随着国家科学技术的不断发展和进步，电气设备和器材等电工产品变化很快，生产厂家很多，电气工程师要在保守和冒进之间进行选择。 对设备选型，优先采用节能的成套设备和定型产品，是贯彻国家关于节约能源和保证设计质量的根本措施。因为生产厂通过本厂的先进设备和熟练工人的技术加工和装配，以及良好的测试条件，能保证成套设备的质量，所以选用成套设备和定型产品一般是经济合理的。 (5)变电所的型式应根据用电负荷的状况和周围环境情况确定。对于负荷较大的建筑物，宜附设变电所或半露天变电所；但负荷分散的建筑群宜设组合式成套变电站；而高层或大型民用建筑内，宜设室内变电所或组合式成套变电站；负荷小而分散的大中城市的居民区，宜设独立变电所；环境允许的中小城镇居民区，当变压器容量在315kVA及以下时，宜设杆上式或高台式变电所。 　　14.1.3位置选择　　1.变电室的设置地点应考虑以下因素 (1)应接近负荷中心，配电距离越短，电力损失和电压降越小，施工费、资材费越省。 (2)供电距离短、供电容易。当已有的建筑物或者埋地物件对施工造成障碍时，应综合考虑供电路线，研究确定配电室的位置。 (3)周围环境好。不应设置在灰尘多的地方、高温潮湿的地方、振动大的机器旁边、设备周围盐害严重或有可能遭到潮水淹及的地方。但在不可避免时，应采用适当措施。另外不能设置在可燃性、腐蚀性气体可能发生和滞留的地方。配电室应避免设在、1、2类场所，否则电气产品应是防爆结构的，或者进行防爆施工。此类地方设置的配电室从地面到一楼楼面的高度宜在6mm以上。 户外箱式变电站和组合式成套变电站的进出线宜采用电缆。配电所宜设辅助生产用房。 (4)设备进出容易。在设备的更新、增加、修理时，车辆应容易出入。 (5)容易扩建。考虑到将来负荷设备的增加、能力的提高，设置场所应留有扩建的可能性。 (6)应尽量避免设置在地基较差的地方，不能避免时，需要改良地基或打桩施工。另外，配电室设置的位置应对其邻接地无影响，对将来的发展没有影响。 (7)变电所不应设在爆炸危险场所以内，不宜与有火灾危险场所毗连，否则应注意防爆和防火。