供配電系統變壓器配置與高低壓供配電方式

方明明

摘 ?要：隨著我國經濟的發展與科技的進步，供配電系統中的變壓器配置以及高低壓供配系統在其經濟適用性與安全系數方面的性能逐漸提高，此外，隨著電氣自動化技術在供配電系統中的全面應用，高低壓供配電系統也越來越智能化。該文對供配電系統變壓器的配置以及負荷的分布、高低壓供配電系統在實際應用中的應用情況進行分析，并就其中存在的技術問題進行探討。

關鍵詞：高低壓供配電;變壓器;供配電系統

中圖分類號：TM72 ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標志碼：A

0 引言

近年來，隨著我國科技與經濟的迅速發展，人民群眾對于居住環境的舒適性、安全性的要求也逐漸提升，為了滿足人民群眾的基本需求，電力企業需要結合客觀條件對供配電系統的高低壓配電方式以及供配電變壓器配置進行優化，強化其可靠性、安全性，進而保證供配電系統的安全運行，推動電力工程的進步，保證電力企業的可持續發展，為我國的現代化經濟建設提供支持。

1 供配電系統概述

供配電系統主要對高壓供電系統、低壓配電系統以及供配電系統變壓器、備用發電機等相關設備的狀態、系統電流電壓、功率等參數進行監測與控制。其主要通過供配電系統的相關設備上的傳感器（包括電壓、電流、電能、溫度傳感器）與開關設備輔助觸頭上的腳導對信號進行感應與輸出，通過信號變送器，將信號輸出為統一的直流參數，再將其輸出到計算機的監控設備中。通過電氣自動化設備的應用，供配電系統變電所實現無人值守、系統的監測、控制、分析以及處理全部由計算機自動化處理，進而減少了供配電系統工作人員的工作量，提高了供配電系統的安全性，對供配電系統負荷分布進行了合理調配，節省了大量人力資源和能源。

2 供配電系統的用電負荷分布與變壓器配置

在供配電系統中，用電負荷大概分為幾類，主要包括空調用電負荷、動力用電負荷、電熱用電負荷以及照明用電負荷。

隨著空調設備的廣泛應用，在大多數的高層建筑中，每間樓房幾乎都配備了空調設備，因此，空調用電負荷是用電負荷中最重要的一部分。在高層建筑中，空調設備的冷熱源設備通常被設置于建筑的地下室等下部分空間，因此，空調用電負荷大部分也集中在建筑的下部。

在一般建筑中，動力用電負荷在用電負荷中占比比較小，但在現代高層建筑中，人的數量擴增數倍不止，動力負荷中的電梯用電負荷隨之大大增加，水泵容量也隨之增長，動力用電負荷在用電負荷中的所占比例也水漲船高。動力負荷中的水泵等主要用電設備一般也設置于建筑的下部分。

除此之外，電熱用電負荷與照明用電負荷一般是均勻分布在建筑各處的，因此，在建筑的下部分是用電負荷比較集中的部分，從用電負荷在建筑中的豎向分布角度來看，應將變壓器設置在建筑物的底層部分。變電所與變壓器應盡可能設置在用電負荷壓力最大的正中心位置，進而有利于供配電工作的正常運轉、節約導線材料成本。盡管用電負荷的中心位置是進行配電工作的最佳地點之一，但由于在實際中常常會因為許多因素，不能將配電點設置在用電負荷的中心位置上，并且實際用電負荷的大小、中心是經常發生變化的，所以在進行變電所與變壓器的設置時，應綜合考慮多方面因素，合理地進行設置。

在對變壓器進行配置時，為了減少變壓器的數量，其容量大多在1 000 kVA以上，由于變壓器大多數在用電負荷的中心位置，也就是建筑的內部，因此需要對其防火性能進行考慮，不應采用油浸式等防火性能差的變壓器和油斷路器，而應使用干式變壓器以及真空斷路器。

3 供配電系統高壓供電的方式

由于建筑物內的用電設備主要使用低壓電源，供配電系統中高壓供電指的是將高壓電源設置在建筑物附近，其方式主要有4種。1）兩路高壓電源，一路使用一路作為備用電源，一旦一路電源出現故障發生停電，另一路作為備用電源將自動投入使用。這種供電方式能夠有效減少高壓配電室的面積，節省資金成本，兩路接線都能保證百分百的負荷供電。同時，在母線故障時，可能會導致兩路電源全部停電，因此這種供電方式主要用于對供電穩定性要求較低、用電負荷不高的建筑當中。2）兩路電源同時工作，一旦其中一路發生故障，則通過母線聯絡電源的開關對故障回路進行供電。這種供電方式相較于其他供電方式，多了一個母線聯絡柜與電壓互感器柜，相應地，供電所的面積也需要增加，資金投入也會提高，但其穩定性也大幅提高，適用于用電負荷高、對供電電源穩定性要求高的建筑。3）一路高壓電源，一路備用柴油發電機電源，一路UPS設備不間斷電源。這種供電方式能夠有效地保證計算機系統與消防通信系統、事故照明系統等重要用電負荷系統在發生供電故障時的正常運轉。4）其他不常用的供電方式，包括三路高壓電源，兩路電源工作，另外一路作為備用電源;一路高壓電源工作，一路低壓電源作為備用電源等，在一般高層建筑中有一定的適用性。

4 供配電系統低壓配電的方式

在供配電系統中，低壓配電方式主要是指低壓干線配線的方式。從變電所的低壓配電屏分路開關到建筑各個用電負荷高的大型用電設備之間的線路為低壓配出干線，由于在實際中，建筑的用電負荷種類比較繁雜，所以，低壓用電負荷的分組組合系統的合理性將直接對建筑用電的安全性與效率產生影響。在現代建筑中，低壓配電系統包括放射式配電系統與樹干式配電系統以及目前應用最多的二者結合的混合式配電系統。

4.1 放射式配電系統

放射式配電系統是由總配電箱或變電所低壓配電柜向每一分配電箱或用電設備提供一條出線回路的配電系統，其可靠性較高，經濟性較差，所用開關設備與管線比較多，當總配電箱的任一出線回路出現故障時，該回路保護裝置動作能及時切斷故障線路電源，而其他回路不會受到影響。主要適用于對供電穩定性要求較高的低壓配電場所。

4.2 樹干式配電系統

樹干式配電系統是從總配電箱或變電所低壓配電柜引出一條干線向分配電箱或用電設備供電的配電系統。其可靠性較低，經濟性較高，總出線回路少，開關設備以及管線較少，當干線出現故障時，所有分配電箱或供電設備都會停電。這種供電形式主要適用于對供電穩定性要求不高的低壓配電場所。

4.3 混合式配電系統

在配電系統的實際使用中，往往并不是單獨使用以上2種低壓配電形式，而是將其組合進行使用。如從總配電箱到分配電箱部分使用樹干式配電系統的形式，從分配電箱到用電設備則使用放射式配電系統的形式，這樣的混合式配電系統對于低壓配電形式靈活運用，使其能夠很好地適用于各種配電場所，并且也節約了成本。

5 結語

綜上所述，供配電系統作為電力工程中最關鍵的部分之一，其安全性與經濟性無疑是十分重要的。為了保障電力工程整體的安全運轉、人民群眾日常生產生活活動的正常進行，必須對供配電系統的變壓器配置與高低壓供配電方式進行優化，避免因供配電系統出現問題而造成電力工程出現事故，進而導致電力企業及社會經濟遭受損失。只有電力企業各個相關部門以及人員共同努力，保證供配電系統的安全、穩定運轉，才能促進電力工程的可持續發展，為我國的經濟建設做出貢獻。

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