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电气工程与电力系统自动控制
Electrical Engineering and Automatic Control of Power Systems

网络的设计过程中，需要依据系统实际特点，设计出相关的继电保护装置，保护
一般分为过流、速断、零序、瓦斯等形式；另一方面，在变电所高压侧与低压侧
电气设备的选择过程中，应将各个回路所对应的额定值、计算负荷、短路电流计
算数据等作为依据开展选择，在作出初步的选择之后，还需要对其开展热稳定检

验与力检验。为保证电气设备的选择与校验的合理性，还需要开展继电保护装置
的整定计算，这就涉及短路电流的计算问题，在实际的计算过程中，可以依据无
限容量系统供电开展短路电流的计算，依据系统运行方式的不同，结合相应的短
路参数，计算得到各个点的两相及三相的短路电流；继电保护过程中，针对大型

的用电可靠性要求较高的供水处理厂，应选用直流屏供电，直流屏选取要合理，
不宜过大或过小，应根据需用保护的断路器台数进行选择。

三、城市供水处理厂供配电系统的节能设计优化

（一）优化供电电气的选型和设计
（1）合理安排配电中心位置。由于供电线路导线电阻的存在，电力传输
时会造成大量的电能损耗，通常，供电传输线路造成的电能损耗占所输送电能
的 5 ～ 7％。输电线路导线的损耗和导线电流的平方成正比，与电压的平方成反
比，因此，将 10/0.4kV 低配间直接安排在二级泵房、冲洗泵房等负荷中心，可

以较大幅度减少供电线路损耗。（2）采用无功功率补偿措施。水厂水泵均采用
交流异步电动机，因设计及使用等方面的原因，电动机自然功率因数一般约为
cosφ=0.7，对异步电动机进行无功功率补偿，可显著提高功率因数、节约电能。

对于二级泵房 10kV 变频调速电机，其变频调速装置为成套产品，调速范围可保
持高功率因数（>95％），无须使用外部功率因数补偿装置；对于定速泵则可采
用单机补偿方式，补偿后使电动机功率因数 >90％。通常在二级泵房和冲洗泵
房旁的 10/0.4kV 低配中心低压侧每段母排处设电力电容器集中补偿方式（配无
功功率自动补偿控制器），补偿后功率因数达到 90％以上。（3）合理选配变压

器。据文献记载，非晶合金铁心变压器的铁损仅为硅钢变压器的 1/5，选用非晶
合金铁心变压器将显著降低变压器铁损，减少电能损耗。同时，应合理配备变压
器容量，实践证明，当负载容量为认定容量的 65 ～ 75％时，变压器效率最高，

损耗最小。据有关资料分析，变压器处于最佳经济运行状态时可使变压器能耗下
降 10％左右。

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