1、 工廠供電設計要點 力諾太陽能電力工程 夏征勇 1.1電纜選擇電纜主要構造1.1電纜選擇電纜型號、規格組成型號由7部分組成：1用途；2絕緣層；3導體代號(銅或鋁)；4維護層；5特征；6鎧裝層；7外護層。例如：ZR-YJLV22，表示用途是阻燃、絕緣層是交聯聚乙烯、導體是鋁材、維護層是聚錄乙烯、特征省略、鎧裝層是雙鋼帶、外護層是聚乙烯。規格由3部分組成：1耐壓(相電壓/線電壓)；2芯數；3截面。例如：ZR-YJLV22-0.6/1 3150170，表示絕緣1KV的線電壓、4芯、其中3芯是截面150，1芯截面是70。1.1電纜選擇常用電纜(電線)VV銅芯聚氯乙烯絕緣聚氯乙烯護套電纜VV22-銅芯聚

2、氯乙烯絕緣聚氯乙烯護套雙鋼帶鎧裝層聚氯乙烯外護層電纜ZRA-YJV22銅芯交聯聚乙烯絕緣聚氯乙烯護套電纜YJY22-銅芯交聯聚乙烯絕緣聚乙烯護套電纜KVV-聚氯乙烯絕緣聚氯乙烯護套控制電纜ZRC-KVVP22-0.45/0.75 101.5BV銅芯聚氯乙烯絕緣電線俗稱獨股塑料硬銅線BVR-銅芯聚氯乙烯絕緣電線俗稱多股塑料軟銅線注：阻燃電纜分A、B、C，A類阻燃性能最優。1.1電纜選擇電纜的溫升曲線1是導體通電流溫度上升，3倍穩定曲線2是導體停頓通電流溫度下降。穩定溫升是根據電纜絕緣材質而定，普通電纜普通65，交聯電纜普通901.1電纜選擇電纜的允許載流量根據電流在該一種導體中產生的功率損耗PI

3、R，此損耗使該導體發熱，假設周圍環境溫度低于該導體發熱溫度，該導體就向周圍散熱。根據該導體能接受的最大電流，使該導體經過的電流固定在這個最大電流值，此時發熱和散熱處于平衡，這個最大電流就是該導體的允許載流量。見下式： Ks散熱系數0.0150.03，50為界，大截面(或室內)取小數，小截面(或室外)取大數。1.1電纜選擇d導線直徑(d導線截面54再開方)導體在允許溫度時的電阻率(銅90-0.0226，銅65-0.0209)t1導體接受最大電流時的穩定溫度(交聯90 ，普通65 t0周圍環境溫度(普通從15 40 ，間隔5 )I允許單芯電纜在計算公式各條件滿足時的載流量例如：185交聯電纜在室內

4、40空氣中的載流量I=0.015*3.14*15.2*90-40 4*0.0226=0.148*3512*500.0904=536A例如：16普通電纜在室外35空氣中的載流量I=0.03*3.14*4.47*65-35 4*0.0209=0.296*89*300.0836=97A 1.1電纜選擇結論：1以上經過公式推導闡明電纜經過的額定電流(允許最大電流)與導線材質、導線粗細、導線散熱系數、環境溫度、以及導線最大允許溫度親密相關。2以上計算公式只是單根電纜經過的額定電流，由于大部分電纜都是35芯，因此多芯電纜實踐經過的電流比公式計算結果小，三芯電纜載流量普通是單芯電纜的0.7倍左右。3設計選擇

5、電纜載流量要按照：I設計 I電纜允許 1.2低壓斷路器選擇低壓斷路器又稱塑殼斷路器、框架斷路器、空氣斷路器、自動開關、微斷，無論哪種，構造大體如右圖：短路時過流脫扣動作，短路電流動作大小調整吸力彈簧過載時熱脫扣動作，過載倍數調整熱金屬片整定螺釘電源電壓降低或消逝時失壓脫扣動作，電壓降低百分數調整失壓彈簧遠方跳閘分勵脫扣動作 1.2低壓斷路器選擇過流脫扣器的調整長延時脫扣，維護線路普通有1、1.3、2、3倍額定電流，維護電動機有6倍額定電流，還可有更長時間倍數的，脫扣時間與電流倍數曲線如以下圖： 1.2低壓斷路器選擇維護線路長延時脫扣器動作電流特性 實際電流/整定電流100A以下斷路器100A以

6、上斷路器 1.0不動作不動作 1.3小于1小時小于1小時 2.0小于4分鐘小于10分鐘 3.0瞬動，1或3秒返回瞬動，3或8秒返回短延時脫扣，延時時間有3檔，0.1秒、0.2秒、0.4秒。2500A及以上的斷路器，設置電流倍數普通在310倍，無反時限。瞬時脫扣器，動作時間極短，不會超越0.1秒，短路電流倍數有6倍、10倍，發生大的短路電流瞬間跳閘。注：長延時、短延時、瞬時構成三段式脫扣器，見以下圖。1.2低壓斷路器選擇三段式脫扣曲線圖第一段，長延時，最短1秒，電流倍數3倍之內，脫扣時間與電流構成反時限。第二段，短延時，在36倍電流區間，開關按照人為調整時間0.1、0.2、0.4秒跳閘。第三段，

7、瞬時，大于6倍額定電流開關立刻跳閘，動作時間不會大于0.1秒。 1.3低壓負荷開關選擇將低壓斷路器的電磁脫扣、熱脫扣、失壓脫扣、分勵脫扣全部去掉，僅保管主觸頭滅弧，就成為負荷開關，如以下圖：負荷開關僅能閉合/切除任務中的負荷電流，不能切除短路電流。負荷開關可以與熔斷器配合構成與斷路器一樣的作用且價錢相對比斷路器廉價，但不如斷路器靈敏方便。 1.4低壓刀開關選擇刀開關沒有滅弧安裝，只能切斷電壓回路，不能切斷電流回路，其作用主要是給人一個明顯可見的斷開點，在心思上有平安感。刀開關普通安裝在斷路器或熔斷器的上部電源側，刀開關絕不能帶負荷拉合閘，刀開關又稱隔分開關。 1.5熔斷器選擇熔斷器的構造，見右

8、圖，主要有熔管、熔絲二部分組成，為熄滅電弧，熔管內可裝石英砂等。在此結構根底上還有安裝熔斷器的底座。熔絲金屬有二種：一種是高導電率金屬，如銅或銀制成，截面較小，稱為小熱容量熔斷器；另一種是電阻率較大金屬，如鉛、鉛錫合金、鋅制成，截面較大，稱為大熱容量熔斷器。國產熔斷器型號主要有：瓷插入式-RC1A，最大200A；螺旋式-RL1，普通不超越60A；密封管式-RM10，最大可到600A，斷流才干高，性能好；填充料式-RTO，最大可到1000A，斷流才干高，性能很好。 1.5熔斷器選擇熔斷器的安-秒特性Is-熔斷器的界限電流Ie-熔斷器的額定電流由于熔斷器的安-秒特性不穩定(圖中兩條曲線)，因此Is

9、/Ie1，普通情況10A以內Is/Ie1.5；10A25A，Is/Ie1.4；35A以上，Is/Ie1.3 1.5熔斷器選擇熔斷器的選擇熔斷器的額定電流Ie線路計算電流Ijs。假設是電動機，還要思索躲開最大啟動電流，IeIqd/，(取24)。上下級熔絲電流配合，假設上級是干線，下級是支線，普通情況是上級是下級最大支線的23倍。例如：有一條干線下面有三條支線，熔絲分別是50A、80A、120A，求干線熔絲。解：三條支線總電流是50+80+120=250A，250A/120A=2.1倍，干線就取250A熔絲，既滿足三條支線電流維護，又滿足120A支線短路不越級熔斷干線熔絲。又如：16路匯流箱，每路

10、電流5.15A，16*5.15=82.4A，匯流箱總熔斷絲取100A，10個匯流箱再接到逆變器，在逆變器用熔斷器維護，82.4*10=824A，選擇RTO-1000,熔絲900A。 1.6電流互感器的選擇電流互感器CT、TA原理根據右手螺旋定那么，一次電流從電流互感器初級流入，二次電流從次級流出，流入和 流出端稱為“同名端，用黑圓圈表示，如右圖所示。無論是電流表還是電度表，接線時應留意電流互感器的極性(同名端)。電流互感器一次電流有5A、10A、15A、20A、30A、40A、50A、75A、100A、150A、200A、300A、400A、500A、600A、800A、1000A、1250A

11、、1600A、2000A、2500A、3000A、3150A電流互感器二次電流有5A、1A 1.6電流互感器的選擇電流互感器準確度等級丈量誤差：0.1/實驗室、0.2/電度表、0.5/電流表、1/電流表、3/維護、TP(暫態維護用)、P穩態維護用常用有5PXX、10PXX，前者為誤差5%，后者為10%，P-維護，后面XX為準確限值系數。例如：某線路電流互感器300/5，知該線路某點短路電流4800A，如選用5P10電流互感器能否滿足維護要求？解：300A*10=3000A，不滿足，假設用5P20,300A*20=6000A，滿足要求。電流互感器與電能表精度匹配普通有：有功電度表0.2S或0.5

12、S配0.2互感器；有功電度表1級配0.5互感器。 1.6電流互感器的選擇電流互感器構造方式有：母線式，貫穿式，穿墻式，支柱式等型號代表及意義：例如，LZZBJ9-10，第一個字母L電流互感器；第二個字母Z支柱；第三個字母Z澆注絕緣；第四個字母B帶有維護級；第五個字母J加強型；9設計序號；10電壓等級 1.7電壓互感器的選擇電壓互感器PT、TV原理(以下圖以三相五柱式為例)為隔離高壓電，電壓互感器普通都用于10KV及以上，大部分以左圖為多。A、B、C接高壓。a、b、c接丈量或維護設備，電壓普通為100V、100/3V、100/3V。a0、x0接維護用繼電器，正常時三相電壓對稱，電壓之和為零，線路

13、單相接地缺點時輸出100V，繼電器吸合，報警或跳閘。 1.7電壓互感器的選擇準確度等級丈量誤差：0.5/電度表、1/丈量、3/維護型號代表及意義：例如，JSZW3-10，第一個字母J電壓互感器；第二個字母S三相；第三個字母Z澆注式；第四個字母W五鐵心柱；3設計序號；10電壓等級。 1.8電能表的接線三相三線電能表接線由矢量相加可知，IaIc-Ib，經推導完全滿足丈量三相電能量的要求。此接線方式可節省一只電流互感器。 1.8電能表的接線三相四線電能表接線適宜于三相不平衡負荷供電線路，例如照明負荷。 1.8電能表的接線10KV及以上高壓系統電能表接線，該接線電流互感器安裝在一次高壓回路，電能表的電

14、流線圈接在對應相序的電流互感器二次側，電能表的電壓線圈接在對應相序的電壓互感器二次側，構成三相四線制電能表接線方式。 1.9變壓器的接線及調壓變壓器的接線組別變壓器的接線組別組有：一次為Y或，二次為Y或，可組合成假設干方式，太陽能發電升壓變壓器一次接成，可以使三次諧波電流在一次繞組流通，其線電流中無三次諧波，進而二次側的三次諧波磁動勢被抵消，一、二次側線電動勢均無三次諧波分量，使逆變電壓質量得到提高。右圖是經常用到的太陽能逆變升壓變壓器接線方式，接線組別為：DYn11。 1.9變壓器的接線及調壓1MW太陽能發電逆變器與升壓變壓器的典型銜接 1.9變壓器的接線及調壓1MW太陽能發電逆變器與升壓變

15、壓器的圖形符號的表示變壓器采用油浸式雙分裂，也可采用干式變壓器。接至電網的電壓普通為10KV35KV，電網電壓假設是110KV，必需進展二級升壓。110KV第二級升壓變壓器的接線方式普通為Yn d11。 1.9變壓器的接線及調壓變壓器分接頭調壓原理分接頭在0檔，變比Ko10.5/0.2738.89分接頭在第二檔2.5%，變比K210.5(10.05)/0.2740.83分接頭在第二檔2.5%，變比K410.5(10,05)/0.2736.94 1.9變壓器的接線及調壓假設分接頭在Ko位置，由于高壓側緣由，導致電壓下降至10KV，10KV/Ko10/38.890.257KV，由于電網緣由導致逆變

16、電壓為較低，此時可將分接頭調至第二檔2.5%，知變比K436.94，知目前電壓為10KV，那么10KV/36.940.27KV，使逆變電壓上升到額定值。假設分接頭在Ko位置，由于高壓側緣由，導致電壓上升至11KV，11KV/Ko11/38.890.283KV，此時為了不損傷逆變器，可將分接頭調至第二檔2.5%，知變比K240.83，知目前電壓為11KV，那么11KV/40.830.27KV，使逆變電壓降回到額定值。結論：不論什么緣由，只需低壓側電壓低，就將分接頭往低檔調；低壓側電壓高，就將分接頭往高檔調；即：高往高檔調，低往低檔調。由于逆變功率遠遠小于電網，上述方式無法改動電網電壓。 1.9變

17、壓器的接線及調壓調整變壓器分接頭的作用35KV經過變壓器B1降至10.5KV，經過傳輸導線L，到達變壓器B2降至9.5KV，此時可調整B2的分接頭(低往低調)，使B2低壓側電壓輸出0.4KV，滿足低壓配電要求。例如B2分接頭為：1022.5%/0.4KV，在第二檔2.5%，變比K410(10.05)/0.423.75，如將一次電壓在9.5KV時仍能使二次電壓維持在0.4KV，可調分接頭為22.5%，9.5KV/23.750.4KV。 1.10變壓器容量選擇由計算負荷確定變壓器容量 1.10變壓器容量選擇由上圖可以看出，設備裝機容量1012KW，有功計算負荷Pjs661KW，無功計算負荷Qjs5

18、52Kvar，由功率三角形算得Sjs861KVA，因此變壓器選擇可采用一臺1000KVA或二臺500KVA。斷路器K依然以變壓器容量計算出總電流來選擇，如：1000KVA/0.4KV1.7321443A，選額定電流1500A斷路器。 1.11轉換開關接點通斷圖形表示當轉換開關在T位置：10-11通，9-12通。當轉換開關在T2位置：10-11通，9-12通，6-7通。當轉換開關在T1位置：10-11通。當轉換開關在H1位置：6-7通。當轉換開關在H2位置：5-8通，16-13通。當轉換開關在H位置：9-12通，16-13通。 1.11轉換開關接點通斷圖形表示用一個轉換開關和一只電壓表丈量三相電

19、壓原理。當轉換開關在AB位置，2-3通，7-6通，A相經過2-3和1到達電壓表上側，B相經過7-6和6到達電壓表下側，電壓表丈量AB電壓。當轉換開關在BC位置，4-1通，5-6通，B相經過4-1和1到達電壓表上側，C相經過5-6到達電壓表下側，電壓表丈量BC電壓。當轉換開關在CA位置，2-1通，5-8通，C相經過2-1到達電壓表上側，A相經過2和5-8和6到達電壓表下側，電壓表丈量CA電壓。 2.1低壓配電系統的接地方式共有五種：TN-C；TN-S；TN-C-S；IT；TT 表示中性線N與維護線PE之間關系，C：N與PE合并； S：N與PE分開；C-S：N與PE先合并后分開。 表示電氣設備外露

20、可導電部分與大地關系，T：本身構成獨 立接地系統；N：與配電系統接地共用一套接地系統。 表示電源系統對地的關系，T：表示直接接地；I：表示不接地 或經過阻抗接地。 2.1低壓配電系統的接地方式TN-C系統當三相負荷不平衡時，PEN線有電流流通，產壓降導致設備外殼有電。當某相導線接殼，會產生較大接地電流。假設PEN線在電源附近斷線，此時某相導線接殼，設備外殼對地將帶220V電壓，危及人身平安。TN-C較適宜三相負荷平衡系統，或由專業人員維護的工業場所。 2.1低壓配電系統的接地方式TN-S系統當三相負荷不平衡或用于單相負荷時，PE不流通不平衡電流，PE線無壓降。當某相導線與設備外殼相連，接地電流

21、仍會很大。比較適宜單相負荷集中場所，電子設備運用場所，防火防爆有要求的場所。 2.1低壓配電系統的接地方式TN-C-S系統當三相負荷不平衡或用于單相負荷時，N線及前一部分PEN線有壓降。當某相導線與設備外殼相連，接地電流仍會很大。前一部分PEN斷線，后面設備假設是單相負荷，外殼會有220V電壓。較適宜工業與民用建筑，電源線路采用TN-C，進入建筑物PEN線反復接地分成PE和N線，線路簡單又能保證一定程度的平安。 2.1低壓配電系統的接地方式IT系統電力系統帶電部分與大地無直接銜接，我國10KV高壓采用。單相接地電流很小，但是非接地相對地電壓升高為線電壓。單相接地短時間還可以運轉，適用于要求不延

22、續供電場所及防火防爆和很潮濕的場所。 2.1低壓配電系統的接地方式TT系統當某相導線與設備外殼相連，接地電流較小。適用于對電壓干擾要求較高的電子設備及防火防爆場所。進入建筑物要進展等電位銜接。 2.1低壓配電系統的接地方式TT系統當某相導線與設備外殼相連，接地電流較小。適用于對電壓干擾要求較高的電子設備及防火防爆場所。進入建筑物要進展等電位銜接。 2.2變電所主接線方式單母線(放射式)方式，多用于數MW級光伏發電。此方式普通用于二級升壓，逆變器發出的電壓0.27KV，經一級升壓至10KV母線匯總后，再經二級升壓至110KV。假設無110KV電壓等級，逆變電壓也可經10KV母線匯總后直接并入10KV電網。此接線方式靈敏，當一組逆變單元缺點后，由斷路器切除該組逆變單元，不影響其它逆變發電單元繼續運轉。此接線方式10KV電纜和10KV開關柜用量較多。 2.2變電所主接線方式單母線分段方式，多用于供電要求較高場所。普通用于兩路電源來自不同供電點，當一路電源出現缺點，可將母線聯絡開關合上，對380V用電負荷供電。此