城市集中供热工程中供配电系统的设计探析.doc

1、1城市集中供热工程中供配电系统的设计探析摘要：城市集中供热作为一项重要的基础设施，在城市建设中具有举足轻重的作用，对城市建设有着非常重要的意义。因此集中供热供配电系统的可靠性和实用性在大中型的集中供热工程运行中起到重要的作用。文章结合集中供热工程设计经验，分析了供热配电设计方案的优缺点。 关键词：集中供热工程；供配电系统；蓄水池泵房；移动；检修电源 中图分类号：TU995 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2013）29-0102-02 1 热源厂变电所 1.1 变电所变配电方案选择（以设计过的某热源厂用电负荷为例） 热源厂用电负荷为二级用电负荷，由两路 10kV 市电线路供给。两

2、路电源同时工作（均应满足热源厂全部电力负荷） ，互为备用。 1.1.1 热源厂负荷计算及低压变压器的选择： 用电负荷计算采用需要系数法：需要系数：0.85；功率因数：0.80 工程计算负荷： 其中：10kV 有功功率：7395kW 10kV 无功功率：5546.3kVAR 10kV 视在功率：9243.8kVA 20.4kV 有功功率：2572kW 0.4kV 无功功率：1929kVAR 0.4kV 视在功率：3215kVA 1.1.2 变压器的选择： 方案一： 根据计算，共设置两台 10/0.4/0.23kV400kVA 变压器和两台10/0.4/0.23kV1600kVA 变压器。 两台

3、10/0.4/0.23kV400kVA 变压器购买费用大约为 15 万元；两台 10/0.4/0.23kV1600kVA 变压器购买费用大约为 38 万元。方案一总购买费用约为 53 万元。 方案二： 根据计算，共设置两台 10/0.4/0.23kV2000kVA 变压器。两台10/0.4/0.23kV2000kVA 变压器购买费用大约为 50 万元。 由于热源厂供热不是全年供热，沈阳地区供热天数为 151 天，仅占全年 41%天，其他均为非采暖期，非采暖期变电所供配电主要用于日常供电及设备维护和检修。 方案一在供热时，两台 10/0.4/0.23kV400kVA 变压器和两台10/0.4/0

4、.23kV1600kVA 变压器，均全部投入运行。非采暖期两台10/0.4/0.23kV1600kVA 变压器停止运行，两台 10/0.4/0.23kV400kVA 变压器投入运行，供给热源厂照明、检修设备及厂区内蓄水池泵房、厂区道路照明等电力负荷。此方案两台 10/0.4/0.23kV400kVA 变压器基本能3达到非采暖期满负荷运行，其中一台变压器出现故障时，另一台变压器能满足主要用电设备供电，保证非采暖期用电的可靠性。此方案其缺点是变电所占地面积比方案二要大些，初投资也比方案二要高些。 方案二在供热时，两台 10/0.4/0.23kV2000kVA 变压器均全部投入运行。非采暖期一台 1

5、0/0.4/0.23kV2000kVA 变压器停止运行，另一台10/0.4/0.23kV2000kVA 变压器投入运行，供给热源厂照明、检修设备及厂区内蓄水池泵房、厂区道路照明等电力负荷。由于非采暖期没有太多的用电负荷，所以一台 10/0.4/0.23kV2000kVA 变压器不能达到满负荷运行。其缺点是运行不经济，非采暖期变压器出现故障，热源厂内将全部停电，不能保证用电的可靠性。同时变压器的年运行费用还比方案一要高。 综上所述选择方案一更适合热源厂供配电的要求。从配电变压器经济使用期 20 年来看，方案一不论从供配电可靠性，还是从长远运行费用上将更优于方案二。 1.2 变电所供配电系统选择

6、10kV 高压配电系统为中性点不接地系统，两路 10kV 高压电源引入并同时工作，互为备用。采用分段单母线接线方式，设置高压母线联络柜联络。高压母线联络柜二次操作线作电气闭锁，双路 10kV 电源正常情况下，保证不能合上高压母联断路器，两段母线分别由两个工作电源供电。当一路工作电源发生故障被切除后，高压母联断路器自动合闸，由另一路工作电源供给变配电所的全部负荷。当停电电源恢复供电时，手动断开高压母联断路器，然后使恢复供电的高压进线断路器合闸，高压配电4系统恢复两路电源供电。高压配电系统采用放射式的配电方式。 0.4kV 低压配电系统为中性点直接接地系统。非采暖配电系统与采暖配电系统分开自成体系

7、。两个配电系统均采用按本系统变压器分段单母线接线方式，设置低压母线联络柜联络。正常时低压母联断路器分闸，变压器分列运行。当其中某一台变压器发生故障或停电时，手动切除系统部分不重要负荷后，合闸低压母联断路器，不停电或不故障的变压器负载主要负荷用电。当停电电源恢复供电时，手动使低压母联断路器分闸，然后使恢复供电的低压进线断路器合闸，低压配电系统恢复两路电源供电。低压侧采用放射式和树干式相结合的配电方式。 1.3 变电所操作系统 操作系统分为交流操作和直流操作，虽然直流操作比交流操作要增加一些投资，但对于建设整个热源厂投资是非常少的。所以笔者认为操作系统宜采用直流操作，提供可靠直流电源。这样将为控制

8、、保护装置、分合闸回路提供可靠保证。 2 热源厂主厂房配电系统 10kV、0.4kV 电源均以电缆方式由变电所高低压配电室引至主厂房电气控制室，经电气控制柜再分配至用电 设备。 （1）热源厂循环水泵一般都在 3 台以上，从工作经验来看，每台循环水泵的供电电源应由变电所不同段的高低压段引来，这样变电所高低压段不论哪一段有故障，都不能影响其他段供电的循环水泵正常运行，为循环水泵可靠运行提供保证。 5（2）热源厂锅炉系统有引风机、鼓风机、炉排电机和分层给煤电机组成。锅炉系统用电设备的电源宜由变电所同一段的高低压段引来，这样变电所高低压段不论哪一段有故障，热源厂内本段供电的锅炉系统的引风机、鼓风机、炉

9、排电机和分层给煤电机停止运行。不影响其他锅炉系统的引风机、鼓风机、炉排电机和分层给煤电机的正常运行，为城市供热正常运行提供保证。 （3）热源厂内移动检修电源一般都设置一台 HH3-100/3 开关，真正用电设备检修和维护时，对检修人员是非常不方便的。所以对热源厂锅炉本体和有地面下除渣沟的移动检修电源。需要设置一个配电箱，配电箱内应有：12V 的电源、供移动照明使用，还需要有三相电源及单相电源，单相电源电源还需有三孔插座和二孔插座（见图 1） ；对热源厂普通移动检修电源也应设置一个配电箱，配电箱内应有：三相电源及单相电源、单相电源电源，还需有三孔插座和二孔插座（见图 2） 。 3 热源厂内蓄水池

10、泵房配电系统 一般蓄水池泵房都不设置柴油发电机。笔者认为由于热源厂的生产用水是由设置于厂区蓄水池泵房内的生产给水泵供给，热源厂的突然停电会造成热水锅炉的汽化，为了保证热水锅炉的安全运行，需在蓄水池泵房设置一台柴油发电机，以保证生产给水泵的正常运行。同时为了保证蓄水池泵房供电的可靠性和安全性，蓄水池泵房进户电源应由不同变压器低压段引来，再设置双电源自动转换开关（见图 3） 。这样才能确保蓄水池泵房供配电系统可靠 运行。 6以上就是作者在设计工作中的一些经验，仅供同行们参考。 4 结语 集中供热是现代化城市的重要标志之一。城市实现集中供热不仅能向居民提供舒适的居住环境，还能够节约能源、减少环境污染。作为热源厂供配电设计工程师，我们应本着安全、可靠、实用、经济的原则。在设计过程中结合工程实践并努力创新，寻求最佳的供配电系统设计方案，提高人们的居住环境和生活质量。 参考文献 1 低压配电设计规范（GB50054-2011）S. 2 供配电系统设计规范（GB50052-2009）S.