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行业干货丨10kV及以下电力用户受电工程,值得收藏

作者:电气设计狄老师发布时间:2024-09-25

10kV及以下电力用户受电工程,这一概念涵盖了相当重要且关键的范畴。它所指的是完全由用户自身出资进行建设的一系列电力工程。具体而言,当用户需要办理诸如新装、增容、变更、减容等各类用电业务的时候,所涉及到的相关电力工程均包含其中。下面本文将详细讲解10kV及以下电力用户受电工程,包括电力用户用电负荷测算,变压器容量和供电电压等级确定以及电动汽车充电设施用电容量确定。

▷ 01 用电负荷计算:

在确定用户受电方案前,需要进行负荷计算和设备功率计算,以便确定用户的供电容量。电力用户用电负荷的计算方法主要包括:需要系数法、利用系数法、单位面积功率法、单位指标法、单位产品耗电量法等。主要计算公式有:

计算负荷时:

(1)先将配电干线范围内的用电设备按类型统一划组,对于不同工作制的用电设备的额定功率应换算至统一的设备功率;单相负荷应均衡分配到三相上;当单相负荷的总容量小于计算范围内三相对称负荷总容量的15%时,全部按三相对称负荷计算;当超过15%时,应将单相负荷换算为等效三相负荷,再与三相负荷相加;然后采用需要系数法等方法计算出总负荷功率。

再将各用电设备组计算负荷之和,乘以同时系数,即为本条配电干线的计算负荷。

(3)各配电干线计算负荷之和,再乘以同时系数,即为配电房的计算负荷。

(4)将配电房的计算负荷,再加上变压器的功率损耗,即为配电房高压侧负荷,也是用房用电总负荷。主要测算技术规范如下:

1.在可研阶段,一般采用单位指标法。这种方法是根据特定区域的用电特性或特定产品的用电需求进行估算的方法,适用于对特定区域的用电负荷进行快速评估。对于异地迁址及扩容的工业生产用户,可以采用产量类比的方式估算用电容量。

2.在初步设计阶段,一般采用需要系数法或利用系数法。‌需要系数法‌是一种简便且广泛应用的计算方法,通过将设备功率乘以需要系数和同时系数,直接求出计算负荷。这种方法计算结果会偏大,主要适用于用电设备台数较多且各台设备容量相差不悬殊时‌。利用系数法‌,是通过采用利用系数求出最大负荷班的平均负荷,再考虑设备台数和功率差异的影响,乘以与有效台数有关的最大系数得出计算负荷;这种方法计算过程稍繁,但结果比较接近实际。

3.当消防用电设备的计算负荷大于火灾切除的非消防负荷时,应按未切除的非消防负荷加上消防负荷计算总负荷,否则,计算总负荷时不考虑消防负荷容量。建筑物消防用电设备的计算负荷,应按共用的消防用电设备、发生火灾的防火分区内的消防用电设备及所有与其关联的防火分区消防用电设备的计算负荷之和确定。

02 变压器容量确定:

‌变压器容量‌是指变压器的‌额定功率,通常用视在功率表示,单位为‌伏安(‌VA)或‌千伏安(‌KVA)。变压器的容量可以通过公式S=UI计算得出,其中S表示视在功率,U表示‌交流电压的有效值,I表示交流电流的有效值。在实际应用中,变压器的正常运行负荷应保持在额定容量的75%到90%之间。如果实际负载小于50%,应考虑更换小容量变压器;如果负载超过额定容量,应立即更换大型变压器。

单个配电站房内变压器不宜超过 4 台。对季节性负荷或昼夜负荷变化较大的用户,或对于有二级及以上负荷的用户,宜选择两台或多台变压器供电。变压器长期运行负载率不宜大于 85%。装有两台及以上变压器时,断开任意一台变压器,其余变压器的容量应满足全部特级负荷和一、二级负荷的用电。

变配电站房内变压器低压侧电压为0.4kV时,单台变压器容量不宜大于2500kVA,当仅有一台时,不宜大于1250kVA。柱上变压器的单台容量不宜大于400kVA。预装式变电站变压器采用干式变压器时,单台容量不宜大于800kVA,采用油浸式变压器时,单台容量不宜大于630kVA。

03 供电电压等级确定:

‌供电电压等级的确定主要基于输电能力、网络结构简化、降低线路损耗以及适应电网发展和服务区域范围扩大的需要。理论上,输电线路的输电能力与输电电压的平方成正比。这意味着,输电电压提高1倍,输送功率的能力将提高至4倍。提高电压等级有助于降低线路损耗,提高能源利用效率。

用户用电设备总容量在160kVA~10MVA(含10MVA),宜采用10kV供电。用电容量在12kW及以下且无三相用电设备时,可采用低压220V供电。用户容量在160kW及以下的,宜采用低压380V供电。敏感用户供电电源宜采用多电源或双电源供电,临时性敏感用户宜采取加装移动式储能系统、快速固态切换开关设备等措施提高供电质量。

04 电动汽车充电设施用电容量确定:

‌确定电动汽车充电设施用电容量的关键因素,包括电动汽车的电池容量、计划使用的充电设备类型(交流充电桩或直流充电桩)、以及充电设备的安装位置(家庭、公共场所等)。电动汽车充电设备的负荷,宜采用需要系数法计算。

如果安装的是交流充电桩(慢充),电动汽车交流充电桩额定输出功率宜优先选用7kW、10kW、21kW、42kW,接入电压为220V。对于电池容量较大的车型,一般使用直流充电桩(快充),接入电压为380V,功率一般达到21kW以上。直流充电桩容量按实际需求确定,市面上常见的功率有30kW、45kW、60kW、90kW、120kW等,这种充电方式能在较短时间内为汽车充满电。

充电桩供电系统的设计中,需要考虑的因素包括充电设施的数量、分布条件、车主的使用习惯等。国家标准、团体标准以及地方标准中的负荷计算指标各不相同,这影响了供电系统的变压器容量选择。

例如,国家标准《民用建筑电气设计标准》GB 51348-2019提供了不同数量充电桩下的需要系数和同时系数的取值,这些系数直接影响供电系统的设计。下表为安徽省地方标准DB34T4632-2023规范中,关于交流和直流充电设备需要系数选择表,如下,以供参考:


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