浅谈10kV供电系统的设备选择

浅谈10kV供电系统的设备选择

【摘 要】根据作者在水利工程供配电系统设计工作经验，本文列举了供配电系统设备选择方式及设备校验项目。通过工程实例说明一般设备的选择过程。

【关键词】电气主接线；设备选择；设备校验

1.前言

目前我国三相交流电网的额定电压分为0.22、0.38、0.66、3、6、10、35、63、110、220、330、500、750、1000kV。对于本文作者涉及的中小型用电用户一般所需容量不大于1000kVA，通常设置将10kV电压降为0.38kV电压的供电系统，为厂区范围内设备供电。供电系统的设计内容包括主接线型式选择、变配电设备选择等。

2.电气主接线

根据用电负荷供电可靠性及中断供电在政治上、经济上所造成的损失或影响程度，确定用电负荷的等级，进而确定电源引接情况。

用电负荷为二级负荷的供电系统，宜由两回线路供电。对于用电负荷容量不大供电系统采用一回线路供电，并设置一路柴油发电机组作为备用电源。主接线主变10kV侧均采用线路—变压器组单元接线，0.4kV侧采用单母线接线或分段母线。对于线路—变压器接线型式简单清晰、高压配电设备少，运行可靠、经济。当主变压器或供电线路发生故障时推出运行，只需要低压侧转移负荷，将负荷切换到备用电源回路，即可保证负荷供电的可靠性。

3.变配电设备的选择

3.1变压器容量选择

变压器容量应满足全部用电设备总计算负荷的需要，即

3.2设备压降计算

变压器容量初步确定后，要根据用电设备的负荷及距离计算线路压降。压降计算目的主要是为了选择电缆截面，当负荷距离供电中心距离过远，压降过大，设备电压已经不满足设备的启动所需的电压或正常运行电压，此时可以适当增大设备电缆截面减小线路压降，当增大截面不能满足要求或电缆截面增大过大时可以适当增加变压器容量。

3.3电气设备的选择与效验

电气设备的选择是供配电系统设计的主要内容之一，在选择时应根据供配电系统的实际情况，按照有关设计规范的规定，在保证系统安全可靠的前提下，争取做到技术先进、经济合理、节约能源等目的。

电气设备的选择应从以下几个方面入手：

（1）按设备工作的环境条件选择如海拔、温度、湿度、户内/户外等。

（2）按正常工作状态选择，包括电压、电流、频率、开断电流等。

（3）按短路状态效验动稳定和热稳定。

各电气设备进行选择和效验的项目见表3-1

4.工程实例

4.1负荷统计

某泵站内用电负荷如下表4-1

4.2变压器容量选择

由上表可知全部的用电负荷有功功率为：

此处的全部用电负荷应为泵站内同时运行的所有设备的最大功率和。

根据有功无功的关系计算全部用电负荷无功功率（功率因数按0.9计）：

可得全部负荷的视在功率：

根据ST≥SC，变压器容量选择400kVA。

4.3水泵压降计算

由负荷统计表可知，此泵站内主要负荷为水泵，故计算最大负荷水泵的启动电压降及正常运行电压降，只要最大负荷能满足压降效验，那么泵站内其他负荷均能满足压降要求。（具体过程不再列举）。

4.4短路电流计算

采用标么值方法进行计算，首先根据基准电抗和基准电压计算出各元件的标么电抗，再根据系统图化简计算出各电源至短路点的直联电抗，并归算为计算电抗，利用公式计算短路电流值和短路容量。但是实际上工程中往往系统参数、送电线路参数无法提供，故此时可取高压侧系统短路容量为无穷大。在《工业与民

用配电设计手册》中已给出部分10（6）/0.4kV变压器低压侧短路电流值，查表可知400kVA变压器在高压侧系统短路容量为无穷大前提下变压器低压侧三相短路电流为13.53kA。同步电动机在短路计算中，按同步发电机处理，可按有限电源容量考虑。故考虑到3台同步电机的反馈电流1.71kA，最后得到变压器低压侧三相短路电流为15.24kA。

计算出三相短路电流后即可验证选择的电气设备参数是否合理、设备是否经济安全。

5.总结

供配电系统为工程运行设备提供动力，合理的选择供配电系统中的电气设备为工程的可靠运行提供了安全保障。根据各条件对电气设备的校验能保障电气设备的选型合理，并做到技术先进、经济合理、节约能源等目的。

参考文献：

[1] 工业与民用配电设计手册 中国电力出版社.

[2] 配电实用技术 机械工业出版社.

[3] 水电站机电设计手册 电气一次 水利电力出版社.

[4] 电力工程 机械工业出版社.