教育園區用電裝備負荷分析與接入設計

徐慶鋒，覃貴芳，呂 恒

（1.廣西水利電力職業技術學院，廣西 南寧530023；2.廣西綠能電力勘察設計有限公司，廣西 南寧530001）

0 引言

隨著我國經濟快速發展，人才需求量也迅猛發展，尤其是職業教育更是呈爆炸性增長，單靠在原來的教育構架下挖潛、擴充等改良式的發展，已經遠遠不能適應社會經濟發展的要求，各地都在紛紛尋求跨越式的發展模式。于是，在中等以上的城市建設教育園區就成了教育屆的時代強音。在包含有各層次、各類別的院校在內的教育園區，除了給該區域增加數以十萬計的學生、教師及其輔助人員之外，還有為豐富學生生活娛樂的周邊項目帶來的人群，這事實上就構成了以教育為核心的大型城市綜合體。不言而喻，這種始料不及而形成的大型城市綜合體，其電力負荷大大超出原來電網規劃負荷預測，其供電對城市配網提出較高的要求，也就提出了一個新課題。下面以某教育園區形成的城市綜合體為例，介紹大型城市綜合體供電接入方案的配網分析與設計。

1 城市綜合體負荷分析

經用戶申請，因負荷增長原來對該城市綜合體供電的專用變壓器容量9 000 kVA不能滿足供電要求，需要增加供電容量。經現場勘查、計算、分析該城市綜合體負荷，統計出其新增負荷主要為學校、教學設備、大型綜合超市、星級酒店、商業制冷設備、商業街、停車場及設備、寫字樓等。其用電用電負荷如表1所示。

表1 大型綜合體新增負荷統計表

表1中計算容量通過公式1計算得出。

式中：S為計算容量；P為統計容量；K1為同時率；K2為功率因素。

在表1中，依據《民用建筑設計通則》和廣西《居住區供配電設施建設規范》負荷同時率取0.9，用戶用電設備功率因素選0.92[1]；根據廣西《居住區供配電設施建設規范》，教育設備負荷同時率取0.5；計算出該城市綜合體新增容量為19 581 kVA.依據《城市配電網導則》規定，當計算容量大于6 000 kVA時，對新接的專用變壓器需要新建專線配電線接入城市配網系統[1]。

2 電源接入及網架分析

2.1 網架結構分析

經實地勘察，發現該城市綜合體周圍的10 kV配電網為：A915線電源已是該教育園區西區1號配電房主供電源；A930線電源是西區地塊3個配電房的備用電源；根據南方電網《供配電系統設計規范》對重要用戶新增負荷，從保證其供電可靠性要求A915線電源和A930線電源不適合再作為新增容量的電源[2]。

勘察大型城市綜合體周邊電源后，發現可利用的電源有 A918、A905、A904、A919、A916、A934 等七個電源，根據向供電局收集資料得到各電源負載情況如表2所示。

表2 城市綜合體周邊電源負荷分析

通過表2可以發現電源A918負載率為97.8%屬于重載，A905負載率為121%屬于過載，A919、A916電源負載率較低為30%和10.62%.電源A904和A916現成環網后跟電源A916一起按照雙電源的方案重要用戶給中國移動公司供電。

2.2 電源接入分析

根據表 2 析可知，電源 A904、A919、A916、A930、A934都屬于輕載情況可以作為城市綜合體新增容量的電源。本城市綜合體新增容量可以采用一臺20 000 kVA的變壓器供電，或者采用兩臺容量為10 000 kVA的變壓器供電。采用不同變壓器容量的供電方案根據公式2：

式中：I為計算電流；S為計算容量；U為系統額定電壓。

可以計算出負荷電流分別為：1 154 A和577 A，發現1 154 A已經超過導線最大允許電流600 A，同時從用電可靠性考慮當只有一臺變壓器供電時，變壓器出現故障將導致所有用戶都停電，故供電可靠性不高。因此，本城市綜合體采用兩臺變壓器供電。由電源A919、A930作為一臺變壓器的電源，電源A916、A934作為另外一臺變壓器的電源，電源A904作為備用電源。根據新增負荷統計出電源A919、A930、A916、A934的電流如表 3所示：

表3 新增負荷后個電源載流量

從表 3 分析，電源 A919、A930、A916、A934 在新增負荷后最大載流量491.5 A都沒有超過允許載流量600 A，所以采用兩臺變壓器供電方式是符合要求的。

3 電源接線形式

該城市綜合體原來已有一臺8 900 kVA專用變壓器，采用一回主要供電電源和一回備用電源供電模式，現因負荷增長給其增加兩臺10 000 kVA專用變壓器，根據前述分析采用A919、A930、A916、A934為主要供電電源，A904作為備用電源，其供電情況變為了“四主一備”的電源模式。該城市綜合體屬于重要用戶，對于其接線形式選擇首先要保證其供電可靠性，再考慮經濟性和操作靈活性[3]，因此，采用單母線分段接線形式。具體接線形式如圖1所示。

圖1 新增負荷一次接線

當任意一個電源故障可以通過倒閘操作把負荷轉移到另外的電源上，城市綜合體保證了在任意時刻都有電源供電，保證了供電可靠性。

4 結束語

對于因教育園區帶動城市綜合體發展而帶來用量的增長，本文從教育用戶特殊性、負荷增長等方向進行分析，對于城市綜合體新增用電量如何接入當地城市配網、如何選擇合適的接線形式及如何選擇變壓器容量與臺數提供了合適方法。這對類似城市配網新增負荷如何接入城市配網提供了參考設計。

參考文獻：

[1]GB 50052-2009，《供配電系統設計規范》[S].

[2]徐慶鋒.中心村電網升級改造的探討[J].科技視界，2017（22）：169-157.