劉 順 劉以誠

（江蘇省電力公司句容市供電公司，江蘇省 句容市 212400）

淺談新建居住生活小區(qū)的供電設(shè)計(jì)

劉 順 劉以誠

（江蘇省電力公司句容市供電公司，江蘇省 句容市 212400）

本文結(jié)合句容市聚和園小區(qū)供電設(shè)計(jì)，對(duì)居住生活小區(qū)負(fù)荷計(jì)算、10kV環(huán)網(wǎng)供電方式、10kV主要設(shè)備的參數(shù)選擇進(jìn)行分析；并簡要闡述轉(zhuǎn)移電流、交接電流、開環(huán)點(diǎn)的概念及選取原則；同時(shí)還對(duì)箱式變電站的過壓保護(hù)、計(jì)量、無功補(bǔ)償及氣候?qū)ο渥兊奶厥庖笠约案叩蛪弘娎|的選擇等進(jìn)行探討，對(duì)環(huán)網(wǎng)供電的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進(jìn)行闡述。

居住生活小區(qū)；供電；設(shè)計(jì)

引言

句容市居住區(qū)傳統(tǒng)的供電方式是采用10kV單回架空線路做為電源，配合桿上油浸變壓器“掛燈籠“方式，400V線路架空放射形供電，致使居住區(qū)桿線交錯(cuò)，線路密如蛛網(wǎng)，且導(dǎo)致供電安全性低。今天，人們對(duì)生活環(huán)境要求越來越高，采用10kV配電所、箱式變電站、低壓分支箱，配套10kV地下電纜構(gòu)成環(huán)網(wǎng)供電，400V電纜埋地發(fā)散供電，已成為當(dāng)今居住生活小區(qū)供電方案的理想選擇。下面結(jié)合句容市聚和園小區(qū)供電設(shè)計(jì)，對(duì)居住生活小區(qū)環(huán)網(wǎng)供電方式進(jìn)行探討。

1 項(xiàng)目概況

句容市聚和園小區(qū)總建筑面積9萬m2，3棟11層小高層，13棟多層單元樓，25棟獨(dú)棟別墅，6棟4拼別墅，8棟雙拼別墅，另有商務(wù)樓一棟及商業(yè)店鋪若干。它是以商品住宅為主的居住生活小區(qū)，兼顧部分商業(yè)及公共設(shè)施，是目前句容地區(qū)典型的居住生活小區(qū)。

2 負(fù)荷計(jì)算

根據(jù)江蘇省居住區(qū)供電設(shè)施建設(shè)強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)，本小區(qū)供電以每戶建筑面積作為負(fù)荷核定的標(biāo)準(zhǔn)，即120m2以下8kW／戶，120-150m2的12 kW／戶，150m2以上16kW／戶，在相變?nèi)萘窟x擇時(shí)需結(jié)合所供戶數(shù)合理選擇同時(shí)系數(shù)。對(duì)于商業(yè)及公用建筑，一般按0.1-0.15kW／m2考慮。

3 供電系統(tǒng)規(guī)劃

聚和園小區(qū)在中心設(shè)一中心配電所，采用環(huán)形供電，東、西兩區(qū)自成一環(huán)。低壓供電半徑≤150m，整個(gè)小區(qū)設(shè)有10臺(tái)箱變及若干低壓分支箱。環(huán)網(wǎng)單元采用箱式變電站，單線單環(huán)，在低壓側(cè)進(jìn)行電能計(jì)量。對(duì)于大型公用商業(yè)建筑及地下車庫等不宜設(shè)置箱變的用戶，可設(shè)置變電點(diǎn)，配置環(huán)網(wǎng)柜作為整個(gè)小區(qū)環(huán)網(wǎng)供電系統(tǒng)的一個(gè)單元。為了限制短路容量，簡化繼電保護(hù)，小區(qū)兩個(gè)環(huán)形供電系統(tǒng)采用開環(huán)運(yùn)行方式。

4 箱式變電站的若干技術(shù)問題分析

4.1 設(shè)備選型

箱變高壓受電設(shè)備采用高壓負(fù)荷開關(guān)串接熔斷器的環(huán)網(wǎng)柜。此種環(huán)網(wǎng)柜，用負(fù)荷開關(guān)投切電路和隔離故障點(diǎn)，用熔斷器完成短路保護(hù)功能，對(duì)于供電線路和設(shè)備無須進(jìn)行短路電流校驗(yàn)。如何合理選配負(fù)荷開關(guān)、熔斷器與變壓器的參數(shù)，將是涉及到能否發(fā)揮熔斷器和負(fù)荷開關(guān)的使用，以及提高組合電器技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的重要問題。

4.1.1 額定電流計(jì)算

聚和園小區(qū)箱變中變壓器容量為315kVA-630kVA，高壓額定電流為16A－33A，考慮過載因素，熔斷器額定電流定為4OA－80A。負(fù)荷開關(guān)額定電流沒有制約因素，其額定電流由機(jī)械強(qiáng)度、開關(guān)能力、標(biāo)準(zhǔn)化因素決定，一般選擇為400A－630A。本小區(qū)箱變變壓器高壓負(fù)荷開關(guān)選用XGN15-12（F.R）型，Ie=630A。

進(jìn)出箱變的高壓線路選用MFF-10／400全絕緣負(fù)荷開關(guān)，Ie=400A。高壓電纜為YJV22－8.7／15-3×120。

4.1.2 轉(zhuǎn)移電流分析

轉(zhuǎn)移電流是一種三相短路電流值，當(dāng)短路電流在轉(zhuǎn)移點(diǎn)附近時(shí)，首開相短路電流由熔斷器開斷，而后二相短路電流則由熔斷器轉(zhuǎn)移給負(fù)荷開關(guān)開斷。若負(fù)荷開關(guān)的分閘時(shí)間T小于第一與后二相熔斷器館斷時(shí)間差△T，則另二相短路電流由負(fù)荷開關(guān)斷開。反之，則由另二相熔斷器開斷。熔斷器的時(shí)間--電流特性離散性小，熔斷器動(dòng)作快或延長負(fù)荷開關(guān)分閘時(shí)間，就可降低或避開轉(zhuǎn)移電流。綜上所述，轉(zhuǎn)移電流不僅與熔斷器的時(shí)間一電流特性有關(guān)，還與熔斷器撞擊器觸發(fā)負(fù)荷開關(guān)的分閘時(shí)間有關(guān)，0.9倍熔斷器觸發(fā)負(fù)荷開關(guān)分閘時(shí)間在熔斷器的“時(shí)間--電流“特性電流偏差為-6.5%的曲線所對(duì)應(yīng)的電流值就是三相轉(zhuǎn)移電流值。

4.1.3 交接電流分析

合理確定交接電流值，會(huì)減少限流熔斷器的動(dòng)作次數(shù)，具有一定的技術(shù)經(jīng)濟(jì)意義。特別是對(duì)真空和SF6負(fù)荷開關(guān)，可提高交接電流接近轉(zhuǎn)移電流以充分發(fā)揮這類負(fù)荷開關(guān)的開斷能力之優(yōu)勢(shì)。故障電流高于轉(zhuǎn)移電流是熔斷器的保護(hù)范圍，低于交接電流是負(fù)荷開關(guān)的保護(hù)范圍，交接電流和轉(zhuǎn)移電流之間是負(fù)荷開關(guān)和熔斷器共同保護(hù)工作范圍。組合電器與單獨(dú)熔斷器、負(fù)荷開關(guān)額定參數(shù)不一樣。一般熔斷器額定電流略高于組合電器額定電流。額定電流、交接電流、轉(zhuǎn)移電流都應(yīng)按配合要求核定。

4.2 箱變的過電壓保護(hù)

作為站內(nèi)變壓器和其它高壓受電設(shè)備的過電壓保護(hù)，箱變內(nèi)應(yīng)設(shè)避雷器。因10kV閥型避雷器FZ、FS系列工頻放電電壓有效值為26kV－31kV。氧化鋅避雷器（MOA）的標(biāo)稱電壓為19.5kV－21kV，對(duì)于10kV油浸變壓器絕緣通常是按35kV工頻耐壓Imin。因此，閥型避雷器和MOA都能有效進(jìn)行保護(hù)。若采用環(huán)氧樹脂干式變壓器時(shí)，由于其絕緣是按28kV工頻耐壓1min，顯然只有選用MOA作為過電壓保護(hù)才是合理的。聚和園小區(qū)為從經(jīng)濟(jì)運(yùn)行、適度超前的角度考慮，選用SH11型D，yn11接線的非晶合金低損耗變壓器。高壓側(cè)配套選用HY5WZ－17／50避雷器，低壓側(cè)選用Y3W－0.38 避雷器。

4.3 計(jì)量與無功補(bǔ)償

相變低壓側(cè)設(shè)總計(jì)量作考核用，每戶單獨(dú)裝表計(jì)量。考慮到小區(qū)負(fù)荷的特點(diǎn)，并結(jié)合以往設(shè)計(jì)的工程實(shí)踐，無功補(bǔ)償取變壓器容量的25%左右，采用分相補(bǔ)償，過零自動(dòng)投切方式。

4.4 開環(huán)點(diǎn)的選擇

開環(huán)點(diǎn)的設(shè)置能保證單電源網(wǎng)絡(luò)兩端斷路器不會(huì)同時(shí)斷開。雙電源網(wǎng)絡(luò)，因兩路電源電壓的數(shù)值和相位不可能完全一致，閉環(huán)運(yùn)行將引起環(huán)流，增加供電線路能耗，故環(huán)網(wǎng)供電系統(tǒng)一般都是開環(huán)運(yùn)行。選擇開環(huán)點(diǎn)應(yīng)使斷口兩端電壓的數(shù)值和相位相差最小。具體實(shí)現(xiàn)此原則最通常的方法是：首先假設(shè)環(huán)網(wǎng)為閉環(huán)運(yùn)行，通過計(jì)算找出由兩端電源供電的變電所，求出功率分界點(diǎn)的位置，此功率分界點(diǎn)即為環(huán)網(wǎng)的正常開環(huán)點(diǎn)。一般功率分界點(diǎn)不會(huì)恰好落在某兩個(gè)變電所之間。因此，只能通過計(jì)算，選擇兩端累計(jì)功率差值較小的點(diǎn)作為正常開環(huán)點(diǎn)。

5 環(huán)網(wǎng)電纜的選擇

聚和園小區(qū)環(huán)網(wǎng)線路全部選用YJV22－8.7／15-3×120 鎧裝交聯(lián)聚乙烯電纜穿管埋地敷設(shè)。電纜按長期允許載流量選擇，并進(jìn)行短路熱穩(wěn)定校驗(yàn)。1kV以下電纜當(dāng)采用低壓斷路器或熔斷器作網(wǎng)絡(luò)保護(hù)時(shí)，一般均能滿足穩(wěn)定性要求，不必進(jìn)行校驗(yàn)。

6 針對(duì)氣候特點(diǎn)對(duì)箱變提出特殊要求

句容市夏日酷熱，冬季寒冷，置于室外的箱變須考慮散熱、通風(fēng)、防污染措施。為防止小動(dòng)物侵入和防塵，通風(fēng)孔采用鋼板網(wǎng)加阻燃防塵濾布，防護(hù)等級(jí)應(yīng)達(dá)IP44，頂蓋應(yīng)設(shè)置隔熱層，四周設(shè)置活動(dòng)遮陽板。

結(jié)論

箱式變電站供電可節(jié)省建筑面積、節(jié)約投資、安裝方便、無人值班。住宅小區(qū)是采用配電所加箱變的環(huán)網(wǎng)供電方式。配電所為雙電源單母線分段系統(tǒng)，兩個(gè)供電環(huán)網(wǎng)起止于兩段母線上。此種供電方式，兼有雙回路供電與環(huán)網(wǎng)供電的優(yōu)點(diǎn)，大大提高了供電的可靠性，而投資卻低于雙回路幅射型供電。環(huán)網(wǎng)供電還能使配電網(wǎng)線路簡化，能方便地為重要負(fù)荷提供兩個(gè)電源。同時(shí)，出現(xiàn)故障時(shí)易于查找，對(duì)于實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)自動(dòng)化管理具有重要的意義。

[1]中國航空工業(yè)規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院等.工業(yè)與民用配電設(shè)計(jì)手冊(cè)（第三版）.北京：中國電力出版社，2005.

[2]水利電力部西北電力設(shè)計(jì)院.電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè).北京：中國電力出版社，1989.

[3]DGJ32/J11-2005 居住區(qū)供配電設(shè)施建設(shè)標(biāo)準(zhǔn).南京：江蘇省建設(shè)廳，2005.

[4]GB 50052-95 供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范.北京：中華人民共和國建設(shè)部，1996.

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