给排水工程高压配电系统设计.doc

给排水工程高压配电系统的设计 本文主要结合工程实际，以10KV为例，对给排水工程中高压配电系统的设计进行论述，主要涉及到一次回路设计、继电保护配置、二次回路设计和综合自动化系统。 一、供电电源电压的选择 给排水工程中，污水处理厂、自来水厂和泵站的计算负荷一般为几百~几千千瓦，一般采用10kV电源供电。当负荷容量过大或输送距离过远，超出10kV线路的输送能力时，则应采用更高电压等级如35kV的电源供电。 下面主要探讨一下10kV线路的输送能力： （1）依据 工业与民用配电设计手册（第三版）表2-4 10kV架空线线路的送电容量为0.2~2MW，供电距离为20~6km；电缆线路的送电容量为5MW，供电距离为6km。 （2）根据电缆载流量计算 截面为400mm2铜芯交联聚乙烯绝缘电力电缆：在空气中敷设时，载流量为713A（30OC），容量约为12.35MW；直埋地敷设时，载流量为444A（25OC），容量约为7.7MW。 （3）电压损失校验：容量约为12.35MW，距离3000米，电压损失约为5%；距离4882米，容量约为7.7MW，为电压损失约为5%。 二、一次回路的设计 高压配电系统一次回路主要涉及配电方式、变配电所主接线、所用电源、配电装置的选择、高压电器的选择等方面。 1、配电方式 根据对供电可靠性的要求、变压器容量及分布、地理环境等情况，高压配电系统宜采用放射式，也可采用树干式、环式及其组合方式。 给排水工程中，用电负荷多为二、三级负荷，多采用双回路放射式、单回路放射式的接线方式。双回路放射式的特点：线路互为备用，用于配电给二级负荷。电源可靠时，可供电给一级负荷。单回路放射式的特点：一般用于配电给二、三级负荷或专用设备，但对二级负荷供电时，尽量要有备用电源。 2、变配电所的电气主接线 10kV配电系统的主接线宜采用单母线、单母线分段、。在给排水工程中，大、中型污水处理厂、净水厂的10kV高压配电系统主接线，主要采用单母线分段，小型污水处理厂、净水厂或泵站可采用单母线不分段。 3、所用电源 10kV配电所所用电源宜引自所内或就近的配电变压器220/380V侧。重要或规模较大的配电所，宜设所用变压器。装设的开关柜内的所用干式变压器的容量不宜超过30kVA。当有两回所用电源时，宜装设备用电源自动投入装置。在给排水工程中，所用电源一般引自所内变压器，在采用高压电机，低压负荷较少的泵站配电设计中，可采用装设在开关柜内的所用干式变压器。 4、配电装置的选择 给排水工程中，高压配电系统主要采用成套高压配电装置，主要使用的高压电器为高压断路器、高压负荷开关和高压负荷开关-熔断器组。以下对常用的配电装置进行简要的介绍。 高压开关柜： 高压开关柜主要有金属封闭开关柜和环网负荷开关柜, 金属封闭开关柜仍以空气绝缘为主，其型式仍为固定式和移出式两种。 移出式开关柜（如KYN28A-12）采用组装结构，产品尺寸精度高，外型美观，且手车小型化，主开关可移至柜外，手车可互换，检修维护方便。 环网负荷开关柜(如SM6)的优、缺点：与金属封闭式开关柜比较，具有体积小、结构相对简单、运行维护工作量少、成本较低等优点，适用于10kV环网供电、双电源供电和终端供电系统，亦可用于箱式变电站。优点：环网负荷开关柜多采用限流熔断器保护变压器，当变压器发生短路时，限流熔断器可在10ms内切除故障，其切断时间远远小于断路器的全开断时间，比用断路器保护油浸变压器更为有效。缺点或局限：由于环网负荷开关柜保护功能简单，不适用于对保护和自动化要求较高的场所。 断路器：目前使用的高压断路器主要有真空断路器和六氟化硫断路器等，由于真空断路器具有体积小、可靠性高，可连续多次操作、开断性能好、灭弧迅速、灭弧室不需检修、运行维护简单、无爆炸危险及噪声低等技术性能，在给排水工程35kV及以下变电所中被广泛应用。六氟化硫断路器多使用在35kV系统中。 由于真空断路器在各种不同类型电路中的操作，都会使电路产生过电压。为了限制操作过电压，真空断路器一般就配置金属氧化物避雷器。 负荷开关：高压负荷开关主要包括隔离负荷开关、通用负荷开关、专用负荷开关、专用负荷开关和特殊用例负荷开关。 高压熔断器：目前常用的高压熔断器分为三种：一般熔断器、后备熔断器及全范围熔断器。 选择高压熔断器熔体时，应保证前后两级熔断器之间、熔断器与电源侧继电保护之间、以及熔断器与负荷侧继电保护之间动作的选择性。 高压熔断器应能在最短的时间内切断故障，以防止熔断时间过长而加剧被保护电器的损坏。 三、继电保护和自动装置 继电保护和自动装置的设计应以合理的运行方式和可能的故障类型为依据，并应满足可靠性、选择性、灵敏性和速动性四项基本要求。供配电系统的继电保护主要有线路保护、变压器保护、电动机保护、母线分段断路器保护等几类，保护配置