项目可行性研究报告供电工程编制内容.doc

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1、项目可行性研究报告供电工程编制内容讲课提纲（三）3.供 配 电 系 统 3.1负荷分级及供电要求 3.1.1负荷分级 根据对供电可靠性的要求及中断供电在政治、经济上所造成的损失或影响的程度，电力负荷分为三级。 一级负荷 （1）中断供电将造成人身伤亡的负荷。 （2）中断供电将造成重大政治、经济损失的负荷。所谓重大损失是指重大设备损坏、重大产品报废、用重要原料生产的产品大量报废、国民经济中重点企业的连续生产过程被打乱，需要长时间才能恢复等。 （3）中断供电将影响有重大政治、经济意义的用电单位的正常工作的负荷。如重要交通枢纽、重要通信枢纽、重要宾馆、大型体育场、经常用于国际活动的大量人员集中的公共场

2、所等用电单位中的重要电力负荷。 在一级负荷中，当中断供电将发生中毒、爆炸和火灾等情况的负荷，以及特别重要场所的不允许中断供电的负荷应为特别重要的负荷，如在工业生产中正常电源中断时处理安全停产所必须的应急照明、通信系统、保证安全停产的自动控制装置等；民用建筑中大型金融中心的关键电子计算机系统和防盗报警系统、大型国际比赛场（馆）的记分系统及监控系统等。 二级负荷 （1）中断供电将在政治、经济上造成较大损失的负荷。所谓较大损失指主要设备损坏、大量产品报废、连续生产过程被打乱需较长时间才能恢复、重点企业大量减产等。 （2）中断供电将影响重要用电单位正常工作的负荷。如交通枢纽、通信枢纽等用电单位中的重要

3、电力负荷，以及中断供电将造成大型影剧院、大型商场等较多人员集中的重要的公共场所秩序混乱的负荷。 三级负荷 不属于一级和二级负荷者。 3.1.2一级负荷对供电电源的要求 （1）一级负荷由两个电源供电，当一个电源发生故障时，另一个电源应不至于同时受到损坏，以维持继续供电。 （2）一级负荷中特别重要的负荷，除上述两个电源外，还必须增设应急电源。 根据允许中断供电的时间可分别选择下列应急电源： 蓄电池静止型不间断供电装置，适用于允许中断供电时间为毫秒级的负荷。 带有自动投入装置的独立于正常电源的专用馈电线路。适用于自投装置的动作时间能满足允许中断时间的负荷。 快速自起动的发电机组。适用于允许中断供电时

4、间为15s以上的供电。 应急电源的工作时间应按生产技术上要求的停车时间考虑，当与自动启动的发电机组配合使用时，不宜少于10min。 3.1.3二级负荷对供电电源的要求 二级负荷应由两个电源供电，既应由两回线路供电，供电变压器亦应有两台（两台变压器不一定在同一变电所）。做到当发生电力变压器故障或电力线路常见故障（不包括铁塔倾倒或龙卷风引起的极少见的故障）时不致中断供电或中断后能迅速恢复。在负荷较小或地区供电条件困难时，可由一回6kV及以上专用架空线供电；当采用电缆线路时，应采用两根电缆组成的电缆段供电，其每根电缆应能承受100的二级负荷；为了解决线路和变配电设备的检修以及突然停电后，设备能安全停

5、产问题，设备可用小容量柴油发电机站，其容量由实际需要确定。 3.2高压配电系统 3.2.1电压选择 （1）用电单位的供电电压应从用电容量、用电设备特性、供电距离、供电线路的回路数、用电单位的远景规划、当地公共电网现状和它的发展规划以及经济合理等因素考虑决定。表31列出了各级电压线路的送电能力。 表31 各级电压线路的送电能力 标称电压（kV） 送电容量（MW） 送电距离（km） 6 10 0.10.2（3） 0.22（4） 154（3） 206（6） 35 100 28 1030 5020 15050 注：1.表中数字为架空线路数据，括号内数字为电缆线路数据。 表中数字的计算依据：线芯截面最大

6、240mm2，电压损失5；导线的实际工作温度：架空线为55，6kV电缆为60，10kV电缆为55；导线间的几何均距Dj：10（6）kV为1.25m，35kV为3m，63kV为3.5，110kV为4m，功率因素（cos）均为0.85。 （2）配电电压的高低取决于供电电压、用电设备的电压以及配电范围、负荷大小和分布情况等。供电电压为35kV及以上的用电单位的配电电压应采用10kV；如6kV用电设备（主要指高压电动机）的总容量较大，其配电电压选用6kV，在技术经济上合理，则宜采用6kV。当企业有3kV电动机时，应配用10（6）3kV专用变压器，但不推荐以3kV作为配电电压。 3.2.2配电方式 根据

7、对供电可靠性的要求、变压器的容量及分布、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、环式或其它组合方式。 放射式。供电可靠性高，故障发生后影响范围较小，切换操作方便，保护简单，便于自动化，但配电线路和高压开关柜数量多而造价较高。 树干式。配电线路和高压开关柜数量少且投资少，但故障影响范围较大，供电可靠性较差。 环式。有闭路环式和开路环式两种。为简化保护，一般采用开路环式，其供电可靠性较高，运行比较灵活，但切换操作较烦。 3.3变压器选择 为了降低电能损耗，应选用低损耗节能变压器。在电压偏差不能满足要求时，35kV降压变电所的主变压器应首先采用有载调压变压器；10（6）kV配电变电

8、所的变压器不宜采用有载调压变压器。 3.3.1 35kV主变压器的选择 （1）主变压器的台数和容量，应根据地区供电条件、负荷性质、用电容量和运行方式等条件综合考虑确定。 （2）一、二级负荷的变电所中，宜装设两台主变压器。当在技术经济上比较合理时，主变压器台数也可多于两台。 （3）有两台及以上主变压器的变电所中，当断开一台时，其余主变压器的容量应保证用户的一、二级负荷，且不小于60的全部负荷。 3.3.2 10（6）kV配电变压器的选择 （l）10（6）kV变电所中配电变压器的台数和容量应根据负荷大小、对供电可靠性和电能质量的要求及经济运行进行选择。当有大量一、二级负荷，或季节负荷变化较大，或集

9、中负荷较大时，宜装设两台及以上变压器。 （2）变压器容量应根据计算负荷选择。对昼夜或季节性波动较大的负荷供电变压器，经技术经济比较，可采用容量不一致的变压器，并可在高峰时，适当过载运行。（变压器的过负荷能力见表3-2） 表3-2 变压器的过负荷能力 过电流（） 允许运行时间（min） 油浸式变压器 干式变压器 20 30 40 45 50 60 75 100 120 80 45 20 10 60 45 32 18 5 （3）装有两台及以上变压器的变电所，当其中任一台变压器断开时，其余变压器的容量应满足一级负荷及二级负荷的用电。 （4）冲击性负荷（试验设备、电焊机群及大型电焊设备等）或季节性负荷

10、，或特殊设备的功能需要较大，可设专用变压器。 （5）为了使变压器容量在三相不平衡负荷下得以充分利用，并有利于抑制三次谐波电流时，宜选用绕组接线为D，yn11的变压器作为配电变压器。但原有配电系统为Y，yn0接线变压器时，在改、扩建工程中仍宜用绕组为Y，yn0接线的变压器。 （6）多层建筑或高层建筑主体内变电所，宜选用不燃或难燃型变压器。 在多尘或有腐蚀性气体严重影响变压器安全运行的场所，应选用密闭型变压器或防腐型变压器。 3.4变配电所的电气主接线 3.4.l主接线的一般要求 （1）35kV变电所主接线应根据变电所在电力网中的地位、进出线回路数、设备特点及负荷性质等条件确定。并应满足供电可靠、

11、运行灵活、操作检修方便、节约投资和便于扩建等要求。 （2）35kV变电所主接线一般有分段单母线、单母线、外桥、内桥、线路变压器组几种形式。35kV变电所装有两台主变压器时，10（6）kV侧宜采用分段单母线接线。 （3）10（6）kV配电所的主接线宜采用单母线或分段单母线；当供电连续性要求很高，不允许停电检修断路器或母线时，可采用双母线或分段单母线加旁路的接线。 （4）低压母线采用单母线或分段单母线，一般分列运行。 （5）每段高压母线上应装设一组电压互感器。如需防雷电波侵入及防操作过电压时，还应在每段母线上装设一组避雷器。 （6）接在母线上的避雷器和电压互感器，宜合用一组隔离开关。架空进出线上的

12、避雷器回路中，可不装设隔离开关。 （7）由地区电网供电的变配电所电源进线处，宜装设供计费用的专用电压及电流互感器或专用电能计量柜。 （8）电压互感器应采用专用熔断器保护。所用变压器宜采用高压熔断器保护。 3.4.2 35kV变电所的主接线 常用的35kV变电所主接线可参照表33选用。典型示例见图32。图中35kV、10kV均按单母线分段设计，双电源同时工作。 表33 常用的35kV变电所的主接线 接线方式 接 线 图 简 要 说 明 分段 单母线 两回电源线路和两台变压器，大、中型企业中采用较多，可有一、二回转送负荷的线路 单母线 一回电源线路（或一用一备）和两台变压器，用于昼夜负荷变化较大（

13、考虑轻负荷时可停用一台）及对二三级负荷用电，35kV配电装置的出线回路数不超过3回。 外 桥 两回电源线路和两台变压器，当供电线路较短，或需要经常切断变压器时采用。可用于一、二级负荷。 内 桥 两回电源线路和两台变压器，当电源线路较长，或不需要经常切断变压器时采用。可用于一、二级负荷。 线路变 压器组 一回电源线路和单台主变压器，可用于对二级和三级负荷供电。 当变压器内部或二次侧母线上故障时，可使继电保护装置动作于跳闸，为便于操作及管理，一般采用图（a）接线； 3 5kV跌落式熔断器的参数（额定电流、断流容量）能满足要求时，图（b）接线常用于35/0.4kV直降变电所；图（c）接线只适用于用电

14、单位内部的35kV分变电所，线路电源端的保护装置应能满足变压器保护要求，隔离开关应能切断变压器的空载电流。 3.4.3 10（6）kV配电所的主接线 10（6）kV配变电所常用主接线见表3-4。 表3-4 10（6）kV配电所常用主接线 设备名称 主 接 线 简 图 简 要 说 明 带高压室 的变电所 电源引自用电单位总变配电所，避雷器可以装在室外进线处。 电源引自电力系统装设的专用计量柜。若电力部门同意时，进线断路器也可以不装。 进线上的避雷器如为开关柜，则宜加隔离开关。 单母线 电源引自电力系统，一路工作，一路备用。一般用于配电给二级负荷。 需要装设计量装置时，两回电源线路的专用计量柜均装

15、设在电源线路的送电端。 分段单母 线（隔离 开关受电） 适用于电源引自本企业的总配变电所，放射式接线，供二、三级负荷用电。 分段单母 线（断路 器受电） 适用于两路工作电源，分段断路器自动投入或出线回路较多的配变电所，供一、二级负荷用电。所用变压器是否装设视情况而定。 适用于电源引自电力系统，须装设专供计费计量用电压互感器、电流互感器的配变电所。 3.4.4 10（6）/0.4kV变电所的主接线 10（6）/0.4kV变电所高压接线常用方案见表35。 10（6）kV户内型成套变电所高、低压接线方案见图33。 10（6）kV户外型成套变电所高、低压接线方案见图3-4。 3.5变配电所所用电源 （

16、1）35kV变电所在有两回35kV电源进线和两台及以上主变压器时，宜装设两台容量相同可互为备用的所用变压器。当两台所用变压器一次侧电压等级不同时，因低压侧相位不同，应有防止两台所用变压器并列运行的措施。如能从变电所外引入一个可靠的低压备用所用电源时，也可只装设一台所用变压器。 当35kV变电所只有一回电源进线及一台主变压器时，可只在电源进线断路器之前装设一台所用变压器。 表35 10（6）/0.4kV变电所高压接线常用方案 进 线 方 式 电 缆 进 线 架 空 进 线 室内变电所 接 线 图 变压器容量（kVA） 1600 630 1600 630 630 1250 露天变电所 接 线 图

17、变压器容量（kVA） 1250 630 1250 630 630 1250 注: 1.室内变电所：电缆进线三个方案，变压器保护电器一般装在线路送电端的高压配电装置上。电源进线电缆T接于架空线路时，应采用隔离开关或负荷天关加熔断器的保护方案；架空进线左、中方案，跌开式熔断器装在变压器室外墙上，也可装在架空线路分支杆或终端杆上，视具体情况而定。 2.露天变电所：电缆进线的中间方案，当变压器容量630kVA时，跌落式熔断器可改为隔离开关。 图33 10（6）kV户内型成套变电所高、低压接线方案。 15高压开关柜；6变压器柜；710低压配电柜 图3-4 10（6）kV户外型成套变电所高、低压接线方案

18、1高压开关柜；2变压器柜；35低压配电柜；6并联电容器柜 4.高压电器的选择 4.1概述 为了保证高压电器的可靠运行，选择高压电器时应校验的项目见表41。 表41 选择高压电器时应校验的项目 电器名称 额定电压 额定电流 额定开断电流 短路电流校验 环境条件 其他 动稳定 热稳定 断路器 负荷开关 隔离开关 熔断器 限流器 电流互感器 电压互感器 支柱绝缘子 穿墙套管 母线 电缆 操作性能 操作性能 操作性能 上、下级间配合 二次侧负荷、准确等级 二次侧负荷、准确等级 4.2按正常工作条件选择高压电器 （1）按工作电压选择 选用的高压电器，其额定电压应符合所在回路的系统标称电压，其允许最高工作

19、电压Umax不应小于所在回路的最高运行电压Uy，即：Umax Uy 。 熔断器、避雷器、电压互感器的额定电压应符合所在回路的系统标称电压。 （2）按工作电流选择 电器和导体的额定电流Ir不应小于该回路的最大持续工作电流Imax ， 即： IrImax 由于高压开断电器没有连续过载的能力，在选择其额定电流时，应满足各种可能运行方式下回路持续工作电流的要求。 （3）按开断电流（或断流容量）选择 按高压断路器的额定开断电流（或断流容量）选择断路器时，应满足下式要求：IbrIsct 或SbrSsct 式中： Ibr 断路器额定开断电流，kA； Sbr 断路器额定断流容量，MVA； Isct断路器触头开

20、始分离瞬间的短路电流有效值，kA； Ssct断路器触头开始分离瞬间的短路容量，MVA。 按开断电流（或断流容量）选择高压断路器时，宜取断路器实际开断时间（继电保护动作时间与断路器固有分闸时间之和）的短路电流作为选择条件。 对于电网末端，如远离电源中心的用电单位，当使用低速断路器，其实际开断时间等于或大于0.2s时，则按短路时间为0.2s的短路电流周期分量有效值I0.2选择断路器。当实际开断时间小于0.2s时，则按超瞬变短路电流有效值I来选择断路器。 对于装有快速保护的快速断路器，当实际开断时间小于0.1s，其开断短路电流还应考虑非周期分量的影响，即按短路全电流最大有效值来选择。 熔断器按开断电

21、流选择时需满足下式要求：IbrIch 或I 式中： Ibr 熔断器额之开断电流，kA； Ich 三相短路全电流最大有效值，kA； I超瞬变短路电流有效值，kA。 由于熔断器的切断特性不同，故选择时所用的短路电流计算值也不同。对一般没有限流作用的高压熔断器，可采用Ich进行校验；对有限流作用的高压熔断器，可不考虑短路电流非周期分量而用I进行校验。 （4）按机械荷载选择 所选电器端子的允许荷载应大于电器引线在正常运行和短路时的最大作用力。 断路器、屋外隔离开关（双柱、三柱式）、负荷开关接线端子允许的水平机械载荷为： 10kV及以下为250N； 35kV为500N（51kgf）。 4.3按环境条件选

22、择高压电器 （1）一般要求 选择电器和导体时，应按当地环境条件校核，如温度、风速、湿度、污秽、海拔、地震烈度等。 选择电器和导体的环境温度见表41。 选择电器和导体的相对湿度，应采用当地湿度最高月份的平均相对湿度。 断路器、隔离开关、负荷开关、熔断器、电流互感器、电压互感器、绝缘子、套管在户内安装时，不必校核风速和污秽。在户外安装时不必校核相对湿度。 （2）高海拔地区的高压电器 高海拔对电器的影响是多方面的，主要是温升和外绝缘的问题。 在海拔超过2000m的地区，对用于35kV及以下电压的高压电器，可选用高原型产品或暂时采用外绝缘提高一级的产品。当海拔为10002000m时，对现有35kV及以

23、下电压等级的大多数电器，如断路器、隔离开关、互感器等的外绝缘尚有一定裕度，因此设计时可选用一般产品（见表42）。 表42 选择电器和导体的环境温度 类别 安装场所 环 境 温 度 最 高 最 低 裸 导 体 屋外 最热月平均最高温度 屋内 该处通风设计温度。当无资料时，可取最热月平均最高温度加5 电 缆 屋外电缆沟 最热月平均温度 年最低温度 屋内电缆沟 屋内通风设计温度。当无资料时，可取最热月平均最高温度加5 电缆隧道 该处通风设计温度。当无资料时，可取最热月平均最高温度 土中直埋 最热月的平均地温 电 器 屋外 年最高温度 年最低温度 屋内电抗器 该处通风设计最高排风温度 屋内其他处 该处

24、通风设计温度。当无资料时，可取最热月平均最高温度加5 注：1.年最高（或最低）温度为多年所测得的最高（或最低）温度平均值。 2.最热月平均最高温度为最热月每日最高温度的月平均值，取多年平均值。 选用避雷器的问题比较复杂，因为避雷器不密封，其火花间隙的放电电压易受空气密度影响，所以在高海拔地区要选用适用于该地区的高原型避雷器。 裸导体的载流量应按所在地区的海拔及环境温度进行修正，其综合修正系数见表43。 表43 裸导体载流量在不同海拔及环境温度下的综合修正系数 导体最高允许温度（） 适 用 范 围 海拔 （m） 实际环境温度计（） 20 25 30 35 40 45 50 70 屋内矩形导体和不

25、计日照的屋外软导线 1.05 1.00 0.94 0.88 0.81 0.74 0.67 80 计及日照时屋外软导线 1000 2000 3000 4000 1.05 1.01 0.97 0.93 1.00 0.96 0.92 0.89 0.95 0.91 0.87 0.84 0.89 0.85 0.81 0.77 0.83 0.79 0.75 0.71 0.76 0.69 4.4高压电器的短路稳定校验 4.4.1短路校验的一般要求 高压电器和导体一般按表41要求进行短路电流动稳定和热稳定校验，但下列情况例外： （1）用熔断器保护的高压电器和导体可不验算热稳定。 （2）用熔断器保护的电压互感器

26、回路，可不验算动、热稳定。 （3）架空线路可不验算动、热稳定。 高压电器的短路稳定校验一般按三相短路验算。确定短路电流时，应按可能发生最大短路电流的正常接线方式计算。 4.4.2高压电器短路动稳定校验 断路器、负荷开关、隔离开关等电器设备的动稳定校验计算公式如下： ichimax ； IchImax 式中： ich三相短路冲击电流，kA； Ich三相短路全电流最大有效值，kA； imax电器设备动稳定电流峰值，kA，可由产品样本查得； Imax电器设备动稳定电流有效值，kA，可由产品样本查得。 4.4.3高压电器短路热稳定校验 断路器、负荷开关、隔离开关等电器设备的热稳定校验计算公式如下： k

27、A2S Qf=TfI”2 ； kA2S 在远离发电厂的网络短路，当I”2=I2t=I2t/2时，则： Qt = Qz + Qf = I”2t + I”2Tf= I”2 (t + Tf) 式中: Qt短路电流热效应，kA2S； Qz短路电流周期分量引起的热效应，kA2S； Qf短路电流非周期分量引起的热效应，kA2S ； I”o”短路电流周期分量有效值，kA； I2t短路时间t时的短路电流周期分量有效值，kA； I2t/2短路电流在t/2时的短路电流周期分量有效值，kA； t短路电流持续时间，s； Tf非周期分量等效时间，S。变电所各级电压母线及出线短路的非周期分量等效时间可取0.05”。 当短路器开断速度分别为高速、中速、低速（0.12”时，相应的短路电流持续时间分别为01”，0.15”，0.2”。 It电器设备在t”内允许通过的热稳定电流，kA，可用产品样本查得。