城市小區的供電特性以及其可靠性方法

董明

【摘要】本文首先從高壓開關設備的選擇方案和種類來講述城市小區供電特點，然后詳細論述了小區的配電室應當滿足的三個條件的緣由，再次給出了提高配電室供電可靠性的五個方面措施，最后對城市小區的供電系統給出總結方案。

【關鍵詞】配電變壓器，高壓負荷開關，放射式接線，斷路器

一、城市小區供電特點

目前，城市小區主要包含住宅、商業、辦公以及相應的公共設備。小區供電一般以環網供電為主要原則，在正常狀況下，采取地下電纜供電，雙電源采取不同的母線段，同一開關站或不同開關站都是這樣，城市小區一般須要根據本小區的電網負荷和負荷的分配特點，來適當地選擇開環點，并根據城市網絡規劃設計的原則來科學合理地分割供電范圍，從而來決定配變站的數目和配變站的配電變壓器的臺數與容量，一般來說配電變壓器不超過800kVA。

負荷開關和斷路器[1]的選擇由于配電變壓器[2]本身容量小，自我保護能力較差，因此需通過高壓開關設備對其進行保護。此處的高壓開關設備可以兩種選擇方案：（1）斷路器加繼電保護；（2）高壓負荷開關加限流熔斷器。就油浸式變壓器的保護來說，重要的是短路持續時間問題，如果短路持續時間較長，萬一配電變壓器的內部出現故障，變壓器內的電弧就很有可能使變壓器的油壓快速升高，從而發生箱體炸開與大面積燃油等重大事故。若采用斷路器加繼電保護來作保護，因為全開斷時間包含繼電保護時間、燃弧時間和斷路器固有分閘時間三大部分。熔斷器動作的同時會撞擊撞擊器，從而撞開負荷開關的脫扣設備，促使其隨之運動起來，開斷變壓器的兩相電路，致使充分保護變壓器。由上可見，在小區的環網供電中，為了保護變壓器，一般來說都使用高壓負荷開關和限流熔斷器來組合使用。

高壓負荷開關[3，4]的種類與特性。目前高壓負荷開關的類別較多，比較流行的主要有產氣式、壓氣式和真空式開關三種。高壓負荷開關按照國家標準通常分為一般型和頻繁型兩種類型。壓氣式和產氣式被歸為一般型，真空式被歸為頻繁型。產氣式負荷開關是指在隔離開關的基礎上，安裝狹縫滅弧室與電弧觸頭，滅弧片由具有產氣功能的有機材料制作，且在滅弧片外圍加設了磁極板其是由外力來熄滅電弧的。滅弧室由觸頭、導電筒和噴咀組成?，F在中國使用數目最大的是意大利VEI 的ISARC 型。ISARC—I、Ⅱ型設置了鐘罩型滅弧室，經過反復多次開斷后，由于金屬粒子或碳粒子附屬在鐘罩絕緣的子內壁上，會一定程度上影響絕緣性能。而真空式負荷開關是用真空來作為滅弧介質，具有絕緣強度高和熄弧能力強的特點，能開斷3000安培的轉移電流。

二、一般來說，小區的配電室應當滿足以下三個條件：

（一）考慮到通風采光和電纜進出線的便利等因素，配電室應該設置在建筑物的靠外墻側，配電室也不能位于浴室、衛生間和其它經常有積水漏水的下方，而且也不能和上述地方靠近。配電室一般能自然通風，不能有雨雪侵入與動物進入。

（二）配電室內的裝備要注意簡潔、合理。小區總配電室出線路數較多，負荷較集中，采取帶保護的高壓柜，可一定程度上提高變電所的可靠性能，并要注意盡可能采用交流操作，可達到減化接線和減少維護作用。

（三）由于目前小區負荷容量會不斷增加，故供電質量要提高，因而小區配電方式要充分考慮雙路供電的標準和供電半徑的需求。

三、為提高配電室供電可靠性，一般采取以下措施：

（一）采用老化篩選的方法。一般來說，設備元件的故障率隨時間的變化會經歷早期、偶然期和損耗期3個時期。早期故障發生率偏高，但是它的發生率和時間是成反比。在此期間發生故障的主要是設計原理、原材料來源和制造技術中的缺陷所引起。因此我們要從設計水平和電網裝備水平下手，利用新科技新發明新設備來降低故障率。偶然期故障率是個穩定的常數（低數值），我們只要加強定期維護和管理來延長這段時期的時間。損耗期故障率慢慢上升。因為隨著時間的推移，機械和絕緣的老化以及電器磨損慢慢會表現出來。那么在這個時期里大部分零件開始失靈或者失效。那么老化篩選主要是結束早期，延長偶然期，及時更換損耗期，提高供電可靠性。這種方法只適用不可修復元件。

（二）施工和檢修嚴把關。其中配電網中所使用的非標準金具的設計和鍍鋅材料質量很容易出現腐蝕，要是這些材料嚴格把關，到后期出現維修或更換將會給我們工作帶來巨大麻煩，不僅是人力也是財力的損失。供電可靠性是一項長期、持久的工作，只要我們進行嚴把關，供電可靠性才能得以保證。

（三）引進先進設備。實現配電網絡的自動化，購買網絡先進設備，可以實時監控配電網，跟蹤發現各元件的運行狀況，及時排查和消除故障，做到未雨綢。繆。配電網絡自動化可以做到自動隔離故障段、恢復非故障段供電。通過自動選擇與本地相適應的綜合自動化系統方案，在實施一整套監控措施的同時，加強對電網實時狀態、開關動作次數、設備、潮流動向、負荷管理情況進行采集，因此結合網絡化管理、擬定最優化方案大大提高了配電網供電的可靠性，實現供電可靠率99.999%的期望。要是切換開關和聯絡開關相互配合，有利于故障中所造成的部分失電負荷進行及時的轉移來恢復供電，這樣大大縮短非故障線路的停電時間。

（四）采用中心點接地和配套技術的使用。隨著光纜的廣泛應用，對地容性電流的要求越來越高，改變中心點運行方式以及應用配套技術，這樣改善系統通過電壓對設備的危害、減少絕緣設備破壞造成的事故，增強饋線自動化對單相接地故障的判別能力的重要手段。

（五）接線[5]方式的可靠性選擇。①放射式接線：小區集中配電室為雙路供電，各分配電室均由總配電室引出，高壓雙路進線，均設聯絡。這是高可靠性接線供電，接線簡單，運行靈活，主要適用于小型、負荷相對集中的高檔社區。但是，因為每個配電室必須配有高壓聯絡電纜，因此對于大型社區來說，小區中過多的集中配電室設備以及過多高壓聯絡回路線，勢必造成投資大、費用高的弊端。②鏈接式接線：實現低碳環保理念，即節約成本資源又充分利用電纜容量。這是目前最為常見的接線方式，適合負荷分散、占地面積大的社區。

四、 總結

隨著人口的城鎮化，這樣給城市供電系統提出更高的要求，然而城市住宅小區的供電配電室有異于普通用戶配電室，城市住宅小區的供電配電室要求供電可靠性高、操作次數少、維護量少、故障率低。那么小區的接線方式理應根據實際情況來定，盡量做到簡潔明了、便于運行管理，不應生搬硬套局限于某一種特定方式。這是本人多年工作來所得到的見解。

參考文獻

[1] 徐玉濤，趙書濤，王天正，裴孫靜苑. 基于圖像處理的斷路器機械特性參數測試方法研究. 科學技術與工程. 2015（16）

[2]黃萍. 配電變壓器三相不平衡技術分析及解決措施 .中國科技博覽. 2015（24）

[3]王景 李名莉. 高壓負荷開關的運行與檢修 . 精密制造與自動化. 2015（2）

[4]姜巍. 高壓負荷開關與熔斷器組合電器在機場中的應用 . 中國工程咨詢. 2014（2）

[5]嚴永寧 王正星. 省電臺配電房接線優化和配電自動化的設想. 視聽界：廣播電視技術. 2008（6）