供配电系统是工厂的动力命脉。设计不合理,电压不稳、跳闸频繁、线路过热。很多问题的根源在设计阶段——负荷算小了,变压器容量不足;电缆选细了,长期过载发热;保护配合不当,故障时越级跳闸。
工厂供配电设计涉及负荷计算、变压器选型、电缆配线和接地保护等多个环节,每个环节都有据可依。
负荷算大,变压器、电缆、开关全偏大,投资浪费;算小,运行时过载跳闸,生产受影响。
设备功率的确定:连续运行设备(泵、风机、压缩机)铭牌功率就是计算功率。断续运行设备(起重机、电焊机)需换算到统一工作制。季节性设备按实际使用季节考虑。
需要系数法是工厂负荷计算的主要方法。实际运行中所有设备不会同时满载,用需要系数乘以设备总功率得到计算负荷。棉纺织行业统计数据显示,多级负荷相加时需要逐级乘以同时系数,否则变压器计算负荷会偏大。
计算案例:一个车间有30kW风机2台(连续)、22kW压缩机1台(连续)、15kW泵3台(两用一备)、10kW机床5台(断续)。总设备功率162kW,取需要系数0.6,计算负荷约97.2kW。考虑功率因数0.8,视在功率约121.5kVA,变压器容量选160kVA。
变压器容量必须大于计算负荷,同时考虑负载率和未来扩容。负载率一般取0.6-0.8——太低空载损耗大,太高过载风险大。
类型选择:油浸式变压器价格低、过载能力强,适用于室内独立变电所。干式变压器防火性好、占空间小,适用于人员密集场所。车间附房中的变配电所宜采用干式变压器,油浸式需设单独的变压器室。
台数选择:一般工厂选1台,经济性好。重要负荷选2台,一台故障时另一台带全部重要负荷。棉纺织厂相邻车间变电所之间宜设低压联络线,保障检修用电。
接线组别:D,yn11接线组别的三相变压器,单相短路电流值可达Y,yn0接线组别变压器的3倍,对提高断路器单相短路电流动作灵敏度有较大作用。
截面积选择:按载流量选(电缆允许载流量大于计算电流),按电压降选(线路末端电压降不超过5%),按短路热稳定校验,按机械强度校验。
低压配电级数:自变压器低压侧至用电设备之间,低压配电级数不应超过三级。这是控制故障范围和保障选择性保护的关键。
不同场合推荐:室内桥架用YJV交联聚乙烯绝缘电缆,户外直埋用YJV22钢带铠装电缆,移动设备用橡套电缆。电缆不是“粗一点更保险”,过粗浪费投资,按计算电流选型留10%-20%余量即可。
接地型式选择:一个系统只应采用一种接地型式。设有变电所的场所应采用TN-S接地型式(整个系统N线和PE线分开)。TN-C系统中,严禁将保护接地中性导体接入开关电器或隔离。
漏电保护配置:TT或TN-S系统,漏电保护器应装设在电源端和负荷端。TN-C-S系统的负荷端应装设漏电保护器。多级漏电保护时,各级动作电流和时间应满足选择性配合要求。
保护配合:配电系统各级保护要配合好,故障时应该谁近谁跳,不能让上级越级跳闸。最怕末级短路总闸一起跳,全厂停电。不是断路器质量差,是级间配合没做好。


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