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双变压器与柴油发电机结合配电系统小议
双变压器与柴油发电机结合配电系统小议
【作者/来自】网站管理员 【发表时间】2020-7-12 【点击次数】126

双变压器与柴油发电机结合配电系统小议

在大中城市的建设中,办公楼与酒店建筑占据了相当的比例。作为电气设计工作者常会涉及到这些建筑。这些建筑大多为高层建筑,其电力负荷一般都有较多的一级负荷。在电气设计中,由于申请的两路市电电源往往来自同一个区域站,不能满足一级负荷的要求,因此在解决此类建筑的配电问题时经常采用市电与柴油发电机结合的方式,满足一级负荷的供电要求。

对于一栋建筑面积为3~5万m2的高层建筑来说.用电指标取70W,mz,根据估算一般采用两台规格相同,容量为l 000~2 000 kV·A的变压器供电。又由于具体建筑的设计要求不同,其一级负荷大约占总负荷的10%。20%,即为100~400kV·A不等,另需要采用一台150—600 kV·A柴油发电机供电。

对于上述估算的计算过程,由于已有很多文献资料介绍,本文不再赘述,具体可参考《工业与民用配电设计手册》(第三版)中的计算公式与过程。本文将结合实际工程设计,着重就双变压器与柴油发电机结合的配电系统的应用,展开讨论。

1 双变压器配电系统

1.1 电源

在城市电网中。10 kV电压等级作为城市中压供电的基础电压等级已被广泛采用,本文变压器进线采用两路10 kv市电同时工作、互为备用。低压侧单母线分段运行,设母线联络。低压母线分段断路器的自动投入。应设有延时,并应躲过高压母线分段断路器的合闸时间:当变压器低压侧总断路器因过流或短路故障而跳闸时,其低压母线分段断路器不应合闸;为防止两台变压器并列运行,变压器低压侧总断路器与低压母线分段断路器问应设有电气、机械联锁装置。

1.2双变压器主接线分析

双变压器主接线如图1所示。由图l可以看出,TI和T2变压器中性点接地不在变压器处就近直接接地.而是通过PEN线与低压配电屏中的PEN母排连接在一起,低压配电屏中的PEN母排与PE母排则采用一点连接。系统在低压配电屏处一点接地,低压配电系统从“一点接地”前配出PEN(N)线,从“一点接地”后配出PE线,需要指出的是该“一点接地”是配电系统的关键。必须确保连接牢固。双变压器变电所系统接地若设计不当。部分中性线电流将流经不期望的途径返回电源,可能引起火灾、地下金属部分被腐蚀,以及对信息技术设备的干扰等不良后果。这一不期望的电流被称作杂散电流。如果按图l作“一点接地”,则杂散电流仅限于电气装置的正常对地泄漏电流,其值甚小不足以引起危害。

著名电气专家王厚余老前辈所著《低压电气装置的设计安装和检验》一书中对这“一个点”有详尽的说明:按IEC 60364—1新标准规定作系统接地(即“一点接地”),变压器内部和外部的一小段PEN线的阻抗和压降可忽略不计,因此可将变电所看成一个“电源点”而不计这段PEN线的存在,则从电源点的低压配电盘处可同时引出除IT系统外的1N—S、TN—C、TN—C—S以至TT等不同接地系统的供电线路。

2柴油发电机与变压器结合的配电系统

对于办公楼和酒店来说,其内部电力一级负荷中的消防用电设备负荷,该类设备具有单机容量大,启动电流大等特点,但对启动时间要求并不苛刻,一般可在15秒以上。而柴油发电机作为一种长寿命、可靠的应急电源,比较适用于有此类应急负荷特点的配电系统中。下面仅讨论低压侧柴油发电机投入配电系统的转换情况。

配电变压器与柴油发电机同在一处,并共用一组低压配电屏,末端电源(包括变压器电源和自备柴油发电机电源)转换开关应采用四极开关.《低压电气装置的设计安装和检验》第18章有精辟的论述。由图2可以看出。如电源转换开关ATS为三极开关。中性线电流即可由本回路的中性线返回变压器.也可绕道沿柴油发电机的电源线路的中性线经配电盘的PEN母排返回变压器电源,后一电流即是杂散电流。为消除此杂散电流。末端电源转换开关不应采用三极开关而应采用四极开关以截断中性线上的杂散电流通路。

3某工程低压配电系统设计

笔者在某办公楼的电气设计中,采用了双变压器与柴油发电机结合的配电系统,在系统设计中综合了上述两种配电系统的接线方式。见图3。

该系统采用两路10kV市电供电。经中压计量配电后,分经两路10kV电缆引至变压器高压侧.两台变压器T.、T2将变压后的低压电源经母线槽引至低压配电屏,分别通过QF。、QF:断路器配至两段低压母线,两段低压母线经断路器QE形成联络。在2#低压母线段上经过断路器QF2。引出一路电源(TN—S系统)与柴油发电机引出的一路电源经双电源转换开关ATS切换。送至应急母排。应急母排经断路器QF。。配出一路应急电源至消防泵控制箱,l。低压母线段上经断路器QF¨配出一路工作电源至消防泵控制箱,两路电源在消防泵控制箱形成双电源末端切换。

在市电供电正常的情况下,如一路电源由于内部配电线路故障,QF.跳闸断电,l#母线段失电,应急负荷由T2经QF2、QF2l、ATS(正常状态下接在市电端)、QF。。供电;如2。母线段由于QF:跳闸失电,应急负荷由电源l经QFI、QFl。供电。在无市电或两段母排均故障失电的情况下。柴油发电机启动馈电至ATS.ATS切换至柴油发电机端,应急母排带电,经QF。。配电至消防泵控制箱。

 

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