試論大型居住區(qū)10kV高壓供配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

王一名

摘要：經(jīng)濟(jì)在快速發(fā)展，社會(huì)在不斷進(jìn)步，在我國(guó)小區(qū)規(guī)模不斷加大的情況下，小區(qū)的配電方式成為了非常重要的一項(xiàng)工作內(nèi)容，將直接關(guān)系到小區(qū)用電的穩(wěn)定以及用電安全。在本文中，將就大型居住區(qū)10kV高壓供配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)進(jìn)行一定的研究。

關(guān)鍵詞：大型居住區(qū);10kV高壓供配電系統(tǒng);設(shè)計(jì)

引言

能作為群眾生產(chǎn)、生活中的重要能源之一，其輸送過程的科學(xué)性、安全性備受人們重視，在配電系統(tǒng)中，10kV高壓開關(guān)柜作為一種廣泛使用的套配電裝置，其設(shè)計(jì)質(zhì)量好壞直接影響著電力系統(tǒng)作用的發(fā)揮效果。如何對(duì)10kV配電系統(tǒng)高壓開關(guān)柜結(jié)構(gòu)進(jìn)行科學(xué)設(shè)計(jì)是本文關(guān)注重點(diǎn)。

1、10kV 配電系統(tǒng)接線方式的選擇

某小區(qū)占地面積45萬(wàn)m2，建筑面積28.8萬(wàn)m2，按12個(gè)分區(qū)組合。該小區(qū)10kV電源來自其就近的110kV高壓變電站。供電網(wǎng)絡(luò)要經(jīng)濟(jì)合理、安全可靠地輸送電能到用戶，應(yīng)該從性能、時(shí)間、費(fèi)用、適應(yīng)性、可靠性等多方面進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，才能恰如其分地選擇接線方式。就10kV供電方式我們和當(dāng)?shù)毓╇姴块T進(jìn)行了廣泛的交流，據(jù)《供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定：高壓供電系統(tǒng)宜采用放射式。根據(jù)變壓器的容量、分布及地理環(huán)境等情況，亦可采用樹干式或環(huán)式。在小區(qū)10kV供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，接線方式的選擇有以下三種方案：a.高壓樹干式接線方案。需要大量使用高壓電纜分接箱，可靠性低，而當(dāng)?shù)鼐用駥?duì)用電要求較高，故這種方式并不合理。b.高壓放射式接線方案。在初期這種方式被作為選擇對(duì)象，但放射式只適用于允許年停電32h以上的地方，可靠性較低。并需要在電網(wǎng)入小區(qū)處設(shè)電氣開閉站，大量配置高壓柜，高壓電纜回路多，首期投資大，顯然難以適應(yīng)開發(fā)商的投資策略。c.高壓環(huán)網(wǎng)式接線方案。《建筑電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)》對(duì)高壓環(huán)網(wǎng)式供電系統(tǒng)的解釋如下：環(huán)網(wǎng)供電系統(tǒng)是由電源引出兩個(gè)回路向P個(gè)負(fù)荷點(diǎn)供電，并在各負(fù)荷點(diǎn)供電，在各負(fù)荷點(diǎn)之間依次敷設(shè)聯(lián)絡(luò)線，形成閉合的多邊形電網(wǎng)，敷設(shè)的線路數(shù)目n=P+1。該方案結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，投資較少，可靠性高。但環(huán)網(wǎng)供電接線方式有兩種類型，一種類型是兩路電源來自同一變電站的不同母線或者不同的變電站，為典型的雙回路電源環(huán)網(wǎng)供電接線，適用于年停電24-32h的地方。另一種是雙環(huán)網(wǎng)供電接線，每一變電所內(nèi)兩臺(tái)變壓器來自不同電源的閉式環(huán)網(wǎng)，同時(shí)變壓器低壓側(cè)再設(shè)聯(lián)絡(luò)開關(guān)，因此供電可靠性大大提高，雙環(huán)網(wǎng)供電接線適用于年停電24h以下的地方。

2、大型居住區(qū)10kV高壓供配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

2.1負(fù)荷分級(jí)與供電要求

在我國(guó)城市不斷發(fā)展、人們生活水平不斷提升的情況下，人們?cè)谏町?dāng)中的電器數(shù)量不斷 增加，對(duì)快捷、方便電源的應(yīng)用則實(shí)現(xiàn)對(duì)其余類型能源的逐步取代。在小區(qū)內(nèi)，對(duì)基礎(chǔ)道路設(shè)施、水泵房以及基本商業(yè)機(jī)構(gòu)的設(shè)置已經(jīng)成為了一種較為常見的現(xiàn)象，并因此在實(shí)際用電方面具有了多樣性的特點(diǎn)。對(duì)此，即需要能夠充分聯(lián)系小區(qū)建筑類型，以科學(xué)指標(biāo)的應(yīng)用做好負(fù)荷預(yù)算處理。負(fù)荷分級(jí)方面，通常來說，當(dāng)不同負(fù)荷出現(xiàn)供電中斷情況時(shí)，其在政治、經(jīng)濟(jì)以及社會(huì)方面也將因此產(chǎn)生不同的影響。根據(jù)其具體影響情況的強(qiáng)弱性，則可以將其分為幾個(gè)不同的等級(jí)，即1、2、3這三個(gè)等級(jí)。當(dāng)停電事故造成的影響越大時(shí)，其所具有的級(jí)別也就越高，并因此對(duì)供電系統(tǒng)的可靠、安全以及穩(wěn)定具有了更高的要求。在實(shí)際設(shè)計(jì)當(dāng)中，即需要能夠根據(jù)建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)劃對(duì)不同類型建筑做好對(duì)應(yīng)級(jí)別的確定。而在具體供電要求方面，當(dāng)具有較高級(jí)別時(shí)，其對(duì)于供電系統(tǒng)的可靠、安全以及穩(wěn)定性要求也就越高，對(duì)此，在實(shí)際對(duì)不同級(jí)別負(fù)荷情況進(jìn)行供電時(shí)，即需要能夠?qū)σ韵乱筮M(jìn)行滿足：第一，對(duì)一級(jí)負(fù)荷實(shí)現(xiàn)2個(gè)獨(dú)立供電電源的提供，以此保證當(dāng)其中一個(gè)電源發(fā)生問題時(shí)，即能夠?qū)α硪粋€(gè)供電電源進(jìn)行啟用。對(duì)于重要程度特別高的一級(jí)負(fù)荷，為了避免所具有的2個(gè)電源同時(shí)發(fā)生供電問題，則需要在此基礎(chǔ)上對(duì)一個(gè)應(yīng)急電源進(jìn)行準(zhǔn)備，在具體要求方面則可以對(duì)負(fù)荷自身允許中斷供電時(shí)間的參考，即對(duì)其設(shè)置一個(gè)具有獨(dú)立特征的發(fā)電機(jī)組;第二，對(duì)于二級(jí)負(fù)荷的線路或者變壓器，在發(fā)生故障問題時(shí)，能夠繼續(xù)供電，或者在供電中斷問題發(fā)生之后能夠及時(shí)的恢復(fù)，以此保障其二級(jí)負(fù)荷得以正常的運(yùn)轉(zhuǎn);第三，對(duì)于三級(jí)負(fù)荷線路以及變壓器，則不具有十分特殊的要求，即保證其在正常情況下能夠正常使用即可。

2.2配電所的設(shè)置

隨著人們追求的提高，對(duì)供配電設(shè)施的要求也越來越高，對(duì)配電所而言，一般要求其符合小區(qū)的總體規(guī)劃、保持小區(qū)的整體形象美觀、節(jié)約小區(qū)的土地資源、具有較高的可靠性和安全性、布局科學(xué)合理。通常情況下，民用建筑的配電所電壓的設(shè)計(jì)要考慮小區(qū)用電負(fù)荷的大小、小區(qū)的遠(yuǎn)景規(guī)劃、當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)的現(xiàn)狀、供電距離的遠(yuǎn)近和線路的回路數(shù)等因素。對(duì)于大型居住小區(qū)而言，由于小區(qū)內(nèi)各種用電設(shè)備的容量較大，一般選擇10kV的高壓供電方式。然而由于傳統(tǒng)的獨(dú)立配電所占地面積較大，影響小區(qū)的整體美觀，需要投入較大的資金和較長(zhǎng)的時(shí)間，另外，小區(qū)的建設(shè)也不是一蹴而就的，往往需要開發(fā)商分區(qū)、分期進(jìn)行，從而在時(shí)間上具有先后順序，所以大型居住小區(qū)內(nèi)的配電所可以采用戶外箱式變電所，這種配電所的特點(diǎn)是：所占面積較小，外觀美觀，不影響小區(qū)的整體形象美，所需要投入的資金和時(shí)間都較少，維修起來比較方便，且運(yùn)行穩(wěn)定、可靠、安全，因此，戶外箱式變電所是一種非常適合大型居住小區(qū)的、較為理想的選擇。其常用的容量大小為315～1260kVA。在選擇箱式變電所時(shí)，應(yīng)認(rèn)真計(jì)算小區(qū)所需的容量大小，若容量過大，易出現(xiàn)大馬拉小車的現(xiàn)象，從而造成浪費(fèi);若容量過小，不僅影響變壓器的最佳負(fù)載率，出現(xiàn)損耗過大的現(xiàn)象，而且對(duì)小區(qū)用電器的擴(kuò)容造成不利影響，因?yàn)楫?dāng)增加負(fù)載時(shí)，需要更換更大容量的變壓器，從而出現(xiàn)重復(fù)投資，影響用戶的用電。

2.3變壓器合理設(shè)計(jì)

目前為了保障變電器設(shè)計(jì)能穩(wěn)定運(yùn)行，提升變壓器應(yīng)用穩(wěn)定性與安全性，需要對(duì)變壓器運(yùn)行條件以及影響要素進(jìn)行分析，對(duì)能源消耗以及運(yùn)行成本進(jìn)行控制。目前智能化建筑變壓器主要是選用低能耗的高效變壓器，促使變壓器基本負(fù)荷狀態(tài)能控制在70至85%范圍內(nèi)。將變壓器容量以及負(fù)荷率控制在最佳運(yùn)行狀態(tài)，能有效降低變壓器應(yīng)用數(shù)量，對(duì)能源有效控制，提升能源資源應(yīng)用效率。在季節(jié)性負(fù)荷影響下，對(duì)電能傳遞質(zhì)量會(huì)產(chǎn)生較大影響。目前可以配置專用的變壓器來調(diào)控負(fù)荷季節(jié)性變化，實(shí)現(xiàn)靈活投切，促使變壓器能穩(wěn)定運(yùn)行，防止由于長(zhǎng)時(shí)間輕載運(yùn)行產(chǎn)生較大的能源損耗問題。比如在夏季建筑內(nèi)部空調(diào)運(yùn)轉(zhuǎn)負(fù)荷較大，可以配置單獨(dú)變壓器作為空調(diào)變壓器，這樣能有效降低能耗，提升變壓器運(yùn)行效率。

其次在電力傳輸過程中，受到諸多因素影響會(huì)導(dǎo)致線路損耗問題發(fā)生，通過合理設(shè)計(jì)能對(duì)線損問題有效控制。電流從線路中流通之后，受到負(fù)荷問題以及線路材質(zhì)影響會(huì)產(chǎn)生不同程度功率損耗問題。所以當(dāng)前通過對(duì)電網(wǎng)功率因數(shù)進(jìn)行控制，選取最佳的線路材質(zhì)，能對(duì)電路電阻問題有效優(yōu)化。

結(jié)語(yǔ)

如今，大型小區(qū)已經(jīng)是城市居民生活的主要場(chǎng)所，其10kV高壓供配電系統(tǒng)與人們的日常活動(dòng)緊密相關(guān)，所以對(duì)于10kV高壓供配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求與標(biāo)準(zhǔn)正在隨著社會(huì)的發(fā)展而日益提高，這也給設(shè)計(jì)人員提出了更高的要求。對(duì)于設(shè)計(jì)人員來說，不僅應(yīng)當(dāng)積累豐富的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，還應(yīng)當(dāng)在設(shè)計(jì)工作中重視每個(gè)設(shè)計(jì)項(xiàng)目的實(shí)際情況，立足實(shí)際情況，結(jié)合工作經(jīng)驗(yàn)，提高設(shè)計(jì)水平，改良設(shè)計(jì)方案，優(yōu)化高壓供配電服務(wù)，切實(shí)提高居民的生活質(zhì)量與用電便利水平。

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