提高居民小區供電可靠性的可行性研究

摘要：隨著經濟的發展，居民生活用電的可靠性要求也越來越高，為此，本文對大型居民小區供電接線方式做了一些可行性研究，變單串箱式為雙電源環網，單電源為自環網，改變串行供電箱變低壓接線以降低變壓器空載損耗，讓居民生活用電更可靠，更靈活，更節能。

關鍵詞：供電可靠性；串行；自環網；空載損耗

中圖分類號：U264文獻標識碼：A

1概述

當前，隨著社會經濟的不斷發展，鄭州市的房地產業在近幾年得到快速發展，不少住宅小區規模達到20萬平方米，有的特大型小區甚至達到40萬平方米，其負荷特點是負荷容量大，用電設備多，對供電可靠性要求高。目前住宅小區的供電電源電壓等級均為10kV，大型小區一般為10KV單電源單串箱式變供電。鑒于居民生活用電對供電可靠性要求越來越高，因此要對住宅小區的高低壓配電系統接線形式進行合理配置和優化，使之達到接線簡單，運行可靠，方式靈活，投資經濟等目標，從而達到供電方，投資方和運行維護方的共贏，同時也為用戶提供更加安全可靠的供電環境。

2 提高居民小區單串箱式變供電可靠性的可行性研究

2.1 研究現有居民小區單串箱式變雙電源環網供電實施改造的可行性

圖1

圖2

圖1中變更前的供電方式為現有中小型小區常見的供電形式。電源點從鄰近的10KV開閉所或10KV電纜分支箱引來，根據實際負荷情況選用合適截面的電纜，箱變內部用負荷開關或斷路器進行相互的高壓聯絡，組成單串鏈式接線進行供電。這種形式的供電方式優點是接線簡潔，投資較少，便于施工安裝，接線方式靈活，便于今后容量擴充等。但缺點同樣明顯：電源點單一，一旦單獨供電的電源點或進線電纜發生故障，或造成整個鏈式箱變的整體斷電。

因此，可考慮對現有單電源鏈式供電方式進行補充更改，為了提高供電可靠性，可考慮再引來一獨立的10KV電源，通過同樣截面的電纜接到原有鏈式箱變的末端。組成雙電源環網供電。如圖一所示。正常情況下此獨立電源為備用電源，并不投用。當給該鏈式箱變供電的主電源發生故障時，通過倒閘等相應操作切換至備用電源進行供電，可盡量減少停電時間，提高供電可靠性。

2.2 研究現有居民小區單電源自環網供電實施的可行性

2.2.1 研究現有居民小區單電源自環網供電實施改造的可行性

圖2所示供電方式為現有大型（特大型）小區常見的供電形式。該10kV接線方式采用專線供電方式，兩條10kV專線電源分別來自上級變電站的不同母線，均為全電纜線路，同時出現停電的幾率較小，正常運行方式下開環點設置在甲5箱，兩條線路各帶一半負荷。按圖2所示接線方式建設小區配電系統，適合大多數開發商提倡的分期逐步開發，即在第一期建設時開發商先申請一條專線供電，如本例中先保證為第一期工程供電的甲一-甲五箱變供電，即先建設甲電源。該接線方式優點是:接線方式簡單，由甲一箱變向后期箱變逐步手拉手環網過去;前期投資較少，配電設備投資按小區開發進度逐步增加，在小區全部開發后，完成環網電源乙建設。但從今后的運行維護角度看，該接線方式的缺點也是明顯的。首先甲，乙電源雖然相互獨立，各帶一半負荷，供電方式單一不靈活，兩電源點之間并沒有任何聯系。當其中任意一個發生故障時，會造成其所帶的負荷全停，而何時恢復供電也只能取決于該電源點排除故障時間的長短，也無法從外部對停電的那部分負荷進行有效地補充。供電的可靠性不高。

因此如上所述，可對現有該種形式進行圖2（虛線）所示改造。在兩串單獨供電的鏈式箱變的末端高壓側，用高壓電纜進行聯絡，使之成為自環網的供電形式。這種改造后的優點是：讓兩個原本單獨供電毫無聯系的鏈式箱變組成環網，當甲，乙兩電源點任一發生故障時，可在末端箱變快速的進行倒閘操作。用未停電的那個電源通過新加的聯絡電纜來帶停電的那部分負荷，這樣可快速的恢復供電。此種改造方式優點是改造方法簡單，僅需在原有末端箱變之間增加一段聯絡電纜和相應的聯絡開關即可，投資小。

但缺點是：該種供電方式中，原有的高壓進線電纜和箱變之間的聯絡電纜型號多樣，箱變容量和實際所帶負荷大小情況多樣且比較復雜。所以對聯絡電纜型號的選用有一定難度。如果考慮長遠，聯絡電纜可直接選3X400銅纜，載流量近700個電流。聯絡開關也可按照遠期選用額定電流盡量大的，這樣聯絡部分即可滿足一般的情況。不過因原有電纜型號可能多樣，所以當其中一電源停電投入新加的聯絡開關時，原有的電纜和箱變的母排不一定能帶的起全部的負荷。可選擇性的保證重要負荷。這種方案因改造方法簡單，投資少，可以進行試驗和推廣。

2.2.2 研究現有居民小區單電源自環網供電新建實施的可行性

而對于圖2變更后的供電模式，新建的居民小區可在工程建設初期即可按照該方案進行施工和實施。而為了遠期單電源可帶起全部負荷考慮，可根據《鄭州供電公司業擴工程管理的指導意見（試行）》的規定，在電纜和箱變高壓母排等選型型時，直接根據單電源帶兩串箱變的最終規模的負荷容量進行選擇。這樣可保證當兩個獨立電源其中一個發生故障時，另一電源可提供全部負荷容量。如果按單串箱變5臺，單電源帶兩串箱變的情況來考慮，如果最終負荷容量過大，設備載流量等參數滿足不了要求時，可根據實際負荷情況進行調整，最終能帶幾臺是幾臺，具體可在實際倒閘操作時進行調整。

按這樣供電模式建的居民小區，在供電可靠性上會大大提高。當自身供電的電源發生故障時，可迅速切換至另一電源，恢復供電，減少停電時間。但這樣因為在電纜選型和設備選型時均是按照兩串箱變的負荷容量進行選擇的，至少比原來的大了一倍。投資會大大增加。

該方案另一種處理方式為：設備選型可還按照單串箱變的負荷容量來選。最后聯絡電纜和聯絡開關都盡量往大了選。這樣可降低造價和投資，在供電可靠性上沒前一種方案高。兩種方案的選擇可根據實際情況進行調整，也可以在設備選型時在兩種方案之間根據實際負荷選擇所能承受的折中方案。

3 研究改變串行供電箱變低壓接線以降低空載損耗并提高可靠性的可行性

在現在的大型及特大型居民小區中，前期入住率會比較低，負荷分布不均勻，在某些負荷輕的供電區域，為其供電的箱變所帶負荷會很小，出現無謂的空載損耗，造成不必要的浪費。為了減少這種情況同時也為了提高供電可靠性。同時可以按照我們設計的方案進行。

方案是將單串箱變低壓側全部用電纜進行聯絡，在低壓側組成完全鏈式接線。這樣的優點是低壓側可根據實際的負荷率相互進行倒閘操作，方式靈活，供電可靠性很高。但缺點也很明顯，低壓側完全聯絡后對于聯絡電纜及箱變低壓側的設備選型的要求會大大提高，從而會使投資增加。

結語

綜上所述，對于現有和新建居民小區供電網絡可靠性的研究，具體工程問題需根據具體情況進行多方面考慮分析，以達到最佳性價比。

參考文獻

[1]鄭州供電公司業擴工程管理的指導意見（試行）2011，鄭州供電公司.

[2]GB50052-2009 供配電系統設計規范.中國機械工業聯合會，中國計劃出版社，2010.7.