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工厂供电设计要点力诺太阳能电力工程有限公司夏征勇1.1电缆选择电缆主要结构1.1电缆选择电缆型号、规格组成•型号由7部分组成：1用途；2绝缘层；3导体代号(铜或铝)；4保护层；5特征；6铠装层；7外护层。例如：ZR-YJLV22，表示用途是阻燃、绝缘层是交联聚乙烯、导体是铝材、保护层是聚录乙烯、特征省略、铠装层是双钢带、外护层是聚乙烯。•规格由3部分组成：1耐压(相电压/线电压)；2芯数；3截面。例如：ZR-YJLV22-0.6/13×150＋1×70，表示绝缘1KV的线电压、4芯、其中3芯是截面150㎜²，1芯截面是70㎜²。1.1电缆选择常用电缆(电线)•VV—铜芯聚氯乙烯绝缘聚氯乙烯护套电缆•VV22--铜芯聚氯乙烯绝缘聚氯乙烯护套双钢带铠装层聚氯乙烯外护层电缆•ZRA-YJV22—铜芯交联聚乙烯绝缘聚氯乙烯护套电缆•YJY22--铜芯交联聚乙烯绝缘聚乙烯护套电缆•KVV--聚氯乙烯绝缘聚氯乙烯护套控制电缆•ZRC-KVVP22-0.45/0.7510×1.5•BV—铜芯聚氯乙烯绝缘电线（俗称独股塑料硬铜线）•BVR--铜芯聚氯乙烯绝缘电线（俗称多股塑料软铜线）注：阻燃电缆分A、B、C，A类阻燃性能最优。1.1电缆选择电缆的温升•曲线1是导体通电流温度上升，3倍Τ稳定•曲线2是导体停止通电流温度下降。•稳定温升τ是根据电缆绝缘材质而定，普通电缆一般65℃，交联电缆一般90℃1.1电缆选择电缆的允许载流量•根据电流在该一种导体中产生的功率损耗P＝I²R，此损耗使该导体发热，如果周围环境温度低于该导体发热温度，该导体就向周围散热。根据该导体能承受的最大电流，使该导体通过的电流固定在这个最大电流值，此时发热和散热处于平衡，这个最大电流就是该导体的允许载流量。见下式：Ks—散热系数0.015∽0.03，50㎜²为界，大截面(或室内)取小数，小截面(或室外)取大数。1.1电缆选择d—导线直径㎜(d≈导线截面×5÷4再开方)ρ—导体在允许温度时的电阻率(铜90℃-0.0226，铜65℃-0.0209)t1—导体承受最大电流时的稳定温度(交联90℃，普通65℃）t0—周围环境温度(一般从15℃∽40℃，间隔5℃)I允许—单芯电缆在计算公式各条件满足时的载流量例如：185交联电缆在室内40℃空气中的载流量I=√[0.015*3.14²*15.2³*（90-40）]÷（4*0.0226）=√0.148*3512*50÷0.0904=536A例如：16普通电缆在室外35℃空气中的载流量I=√[0.03*3.14²*4.47³*（65-35）]÷（4*0.0209）=√0.296*89*30÷0.0836=97A1.1电缆选择结论：1）以上经过公式推导说明电缆通过的额定电流(允许最大电流)与导线材质、导线粗细、导线散热系数、环境温度、以及导线最大允许温度密切相关。2）以上计算公式只是单根电缆通过的额定电流，由于大部分电缆都是3∽5芯，因此多芯电缆实际通过的电流比公式计算结果小，三芯电缆载流量一般是单芯电缆的0.7倍左右。3）设计选择电缆载流量要按照：I设计≤I电缆允许1.2低压断路器选择低压断路器又称塑壳断路器、框架断路器、空气断路器、自动开关、微断，无论哪种，结构大体如右图：•短路时过流脱扣动作，短路电流动作大小调整吸力弹簧•过载时热脱扣动作，过载倍数调整热金属片整定螺钉•电源电压降低或消失时失压脱扣动作，电压降低百分数调整失压弹簧•远方跳闸分励脱扣动作1.2低压断路器选择过流脱扣器的调整•长延时脱扣，保护线路一般有1、1.3、2、3倍额定电流，保护电动机有6倍额定电流，还可有更长时间倍数的，脱扣时间与电流倍数曲线如下图：1.2低压断路器选择保护线路长延时脱扣器动作电流特性实际电流/整定电流100A以下断路器100A以上断路器1.0不动作不动作1.3小于1小时小于1小时2.0小于4分钟小于10分钟3.0瞬动，1或3秒返回瞬动，3或8秒返回•短延时脱扣，延时时间有3档，0.1秒、0.2秒、0.4秒。2500A及以上的断路器，设置电流倍数一般在3∽10倍，无反时限。•瞬时脱扣器，动作时间极短，不会超过0.1秒，短路电流倍数有6倍、10倍，发生大的短路电流瞬间跳闸。注：长延时、短延时、瞬时构成三段式脱扣器，见下图。1.2低压断路器选择三段式脱扣曲线图•第一段，长延时，最短1秒，电流倍数3倍之内，脱扣时间与电流形成反时限。•第二段，短延时，在3∽6倍电流区间，开关按照人为调整时间0.1、0.2、0.4秒跳闸。•第三段，瞬时，大于6倍额定电流开关立即跳闸，动作时间不会大于0.1秒。1.3低压负荷开关选择将低压断路器的电磁脱扣、热脱扣、失压脱扣、分励脱扣全部去掉，仅保留主触头灭弧，就成为负荷开关，如下图：•负荷开关仅能闭合/切除工作中的负荷电流，不能切除短路电流。•负荷开关可以与熔断器配合构成与断路器相同的作用且价格相对比断路器便宜，但不如断路器灵活方便。1.4低压刀开关选择刀开关没有灭弧装置，只能切断电压回路，不能切断电流回路，其作用主要是给人一个明显可见的断开点，在心理上有安全感。刀开关一般安装在断路器或熔断器的上部电源侧，刀开关绝不能带负荷拉合闸，刀开关又称隔离开关。1.5熔断器选择熔断器的结构，见右图，主要有熔管、熔丝二部分组成，为熄灭电弧，熔管内可装石英砂等。在此结构基础上还有安装熔断器的底座。熔丝金属有二种：一种是高导电率金属，如铜或银制成，截面较小，称为小热容量熔断器；另一种是电阻率较大金属，如铅、铅锡合金、锌制成，截面较大，称为大热容量熔断器。国产熔断器型号主要有：瓷插入式----RC1A，最大200A；螺旋式----RL1，一般不超过60A；密封管式----RM10，最大可到600A，断流能力高，性能好；填充料式----RTO，最大可到1000A，断流能力高，性能很好。1.5熔断器选择熔断器的安-秒特性•Is-熔断器的界限电流•Ie-熔断器的额定电流由于熔断器的安-秒特性不稳定(图中两条曲线)，因此Is/Ie≥1，一般情况10A以内Is/Ie＝1.5；10A∽25A，Is/Ie＝1.4；35A以上，Is/Ie＝1.31.5熔断器选择熔断器的选择•熔断器的额定电流Ie≥线路计算电流Ijs。•如果是电动机，还要考虑躲开最大启动电流，Ie≥Iqd/α，(α取2∽4)。•上下级熔丝电流配合，如果上级是干线，下级是支线，一般情况是上级是下级最大支线的2∽3倍。例如：有一条干线下面有三条支线，熔丝分别是50A、80A、120A，求干线熔丝。解：三条支线总电流是50+80+120=250A，250A/120A=2.1倍，干线就取250A熔丝，既满足三条支线电流保护，又满足120A支线短路不越级熔断干线熔丝。又如：16路汇流箱，每路电流5.15A，16*5.15=82.4A，汇流箱总熔断丝取100A，10个汇流箱再接到逆变器，在逆变器用熔断器保护，82.4*10=824A，选择RTO-1000,熔丝900A。1.6电流互感器的选择电流互感器（CT、TA）原理•根据右手螺旋定则，一次电流从电流互感器初级流入，二次电流从次级流出，流入和流出端称为“同名端”，用黑圆圈表示，如右图所示。•无论是电流表还是电度表，接线时应注意电流互感器的极性(同名端)。•电流互感器一次电流有5A、10A、15A、20A、30A、40A、50A、75A、100A、150A、200A、300A、400A、500A、600A、800A、1000A、1250A、1600A、2000A、2500A、3000A、3150A•电流互感器二次电流有5A、1A1.6电流互感器的选择电流互感器准确度等级（测量误差）：0.1/试验室、0.2/电度表、0.5/电流表、1/电流表、3/保护、TP(暂态保护用)、P（稳态保护用）常用有5PXX、10PXX，前者为误差±5%，后者为±10%，P--保护，后面XX为准确限值系数。•例如：某线路电流互感器300/5，已知该线路某点短路电流4800A，如选用5P10电流互感器是否满足保护要求？解：300A*10=3000A，不满足，如果用5P20,300A*20=6000A，满足要求。•电流互感器与电能表精度匹配一般有：有功电度表0.2S或0.5S配0.2互感器；有功电度表1级配0.5互感器。1.6电流互感器的选择•电流互感器结构形式有：母线式，贯穿式，穿墙式，支柱式等•型号代表及意义：例如，LZZBJ9-10，第一个字母L电流互感器；第二个字母Z支柱；第三个字母Z浇注绝缘；第四个字母B带有保护级；第五个字母J加强型；9设计序号；10电压等级1.7电压互感器的选择电压互感器（PT、TV）原理(下图以三相五柱式为例)•为隔离高压电，电压互感器一般都用于10KV及以上，大部分以左图为多。•A、B、C接高压。•a、b、c接测量或保护设备，电压一般为100V、100/√3V、100/3V。•a0、x0接保护用继电器，正常时三相电压对称，电压之和为零，线路单相接地故障时输出100V，继电器吸合，报警或跳闸。1.7电压互感器的选择•准确度等级（测量误差）：0.5/电度表、1/测量、3/保护•型号代表及意义：例如，JSZW3-10，第一个字母J电压互感器；第二个字母S三相；第三个字母Z浇注式；第四个字母W五铁心柱；3设计序号；10电压等级。1.8电能表的接线三相三线电能表接线•由矢量相加可知，Ia＋Ic＝-Ib，经推导完全满足测量三相电能量的要求。•此接线方式可节省一只电•流互感器。1.8电能表的接线三相四线电能表接线•适合于三相不平衡负荷供电线路，例如照明负荷。1.8电能表的接线10KV及以上高压系统电能表接线，该接线电流互感器安装在一次高压回路，电能表的电流线圈接在对应相序的电流互感器二次侧，电能表的电压线圈接在对应相序的电压互感器二次侧，构成三相四线制电能表接线方式。1.9变压器的接线及调压变压器的接线组别变压器的接线组别组有：一次为Y或Δ，二次为Y或Δ，可组合成若干方式，太阳能发电升压变压器一次接成Δ，可以使三次谐波电流在一次绕组流通，其线电流中无三次谐波，进而二次侧的三次谐波磁动势被抵消，一、二次侧线电动势均无三次谐波分量，使逆变电压质量得到提高。右图是经常用到的太阳能逆变升压变压器接线方式，接线组别为：DYn11。1.9变压器的接线及调压1MW太阳能发电逆变器与升压变压器的典型连接1.9变压器的接线及调压1MW太阳能发电逆变器与升压变压器的图形符号的表示•变压器采用油浸式双分裂，也可采用干式变压器。•接至电网的电压一般为10KV∽35KV，电网电压如果是110KV，必须进行二级升压。•110KV第二级升压变压器的接线方式一般为Ynd11。1.9变压器的接线及调压变压器分接头调压原理•分接头在0档，变比Ko＝10.5/0.27＝38.89•分接头在第二档﹢2.5%，变比K2＝[10.5×(1＋0.05)]/0.27＝40.83•分接头在第二档﹣2.5%，变•比K4＝[10.5×(1－0,05)]/•0.27＝36.941.9变压器的接线及调压•假设分接头在Ko位置，由于高压侧原因，导致电压下降至10KV，10KV/Ko＝10/38.89＝0.257KV，由于电网原因导致逆变电压为较低，此时可将分接头调至第二档﹣2.5%，已知变比K4＝36.94，已知目前电压为10KV，则10KV/36.94＝0.27KV，使逆变电压回升到额定值。•假设分接头在Ko位置，由于高压侧原因，导致电压上升至11KV，11KV/Ko＝11/38.89＝0.283KV，此时为了不损伤逆变器，可将分接头调至第二档﹢2.5%，已知变比K2＝40.83，已知目前电压为11KV，则11KV/40.83＝0.27KV，使逆变电压降回到额定值。•结论：不管什么原因，只要低压侧电压低，就将分接头往低档调；低压侧电压高，就将分接头往高档调；即：高往高档调，低往低档调。由于逆变功率远远小于电网，上述方式无法改变电网电压。1.9变压器的接线及调压调