陳芳云
(佛山市順德區(qū)易達(dá)電力工程有限公司,廣東 佛山 528000)
近年來,隨著社會的發(fā)展和人們生活水平的提高,家用電器特別是空調(diào)、電飯鍋、微波爐等功率大、耗電多的用電設(shè)備逐步在普通家庭中使用。因此,要求對居民小區(qū)的配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)更加簡單靈活、運(yùn)行可靠。這就要求設(shè)計(jì)人員必須針對住宅小區(qū)的建設(shè)規(guī)模,結(jié)合小區(qū)的總體規(guī)劃及用電負(fù)荷特征,合理選擇住宅小區(qū)的供電方式,以保證供電系統(tǒng)的安全可靠運(yùn)行。
供配電方案的初步選擇負(fù)荷預(yù)測及10kV電源接入??紤]10kV電源接入前,首先必須進(jìn)行負(fù)荷預(yù)測,只有容量確定之后,才可以從整個系統(tǒng)10kV線路上選擇合適的接入點(diǎn),來滿足整個小區(qū)的負(fù)荷需求。就當(dāng)?shù)毓╇姸裕?005年以后的住宅小區(qū)多以高層為主,其建筑總面積一般都是在5000~400000m2之間,每戶的建筑面積多在70~180m2之間。以一個建筑總面積為250000m2的住宅小區(qū)為例,其中商業(yè)部分40000m2,多層27000m2,高層183000m2??偟淖≌瑧魯?shù)約2100戶,每套住宅面積從90~150m2不等。下面來確定該小區(qū)的總用電量。
根據(jù)相關(guān)資料介紹的經(jīng)驗(yàn)值,我國住宅電氣設(shè)計(jì)住戶的單位面積計(jì)算負(fù)荷大概為:多層住宅每平方按30~35W計(jì)算,高層和小高層住宅每平方按40~45W計(jì)算,商業(yè)性質(zhì)用電按每平方50~55W計(jì)算。以此原則計(jì)算該小區(qū)總的用電負(fù)荷為:
P=S商業(yè)×55W/m2+S多層×35W/m2+S高層×45W/m2=40000×55W/m2+27000×35W/m2+183000×45W/m2=11380kW
考慮到變壓器的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行及功率因數(shù),取變壓器最佳負(fù)荷率k為0.8,功率因數(shù)cosφ為0.75。由于住宅小區(qū)內(nèi)居民的作息時間不同,而取同時系數(shù)為0.4,則折算后該住宅小區(qū)變壓器容量S1應(yīng)為:
S1=P/(kcosφ)*0.4=11380/(0.8*0.75)*0.4=7587kVA
再通過單位住戶負(fù)荷預(yù)測法進(jìn)行效驗(yàn),我國住宅電氣設(shè)計(jì)每戶計(jì)算負(fù)荷大概為每戶4~6kW;
S2=總住宅戶數(shù)*4kW=2100*4kW=8400kW
經(jīng)過效驗(yàn),參考兩組數(shù)字,小區(qū)變壓器容量值S可取為S11.2 10kV電源接入方案確定
住宅小區(qū)供電設(shè)施是城市配電網(wǎng)的組成部分,應(yīng)該納入城市配電網(wǎng)的統(tǒng)一規(guī)劃,在準(zhǔn)確的預(yù)測用電負(fù)荷后,一個合理的10kV電源接入方案,成為日后保證住宅小區(qū)供電可靠性的一個至關(guān)重要的因素。
當(dāng)?shù)厥袃?nèi)10kV供電線路眾多,每條線路在考慮n1情況后,控制電流電流約在200A,控制容量約在5000kVA。但是在現(xiàn)有的10kVA線路中,大多負(fù)荷較重。作為一個供電容量8000kVA左右的小區(qū),沒有線路可以滿足其容量需求。故考慮自附近上一級變電所新出兩條10kV線路為本小區(qū)供電,并在小區(qū)內(nèi)設(shè)置10kV開閉所一座。小區(qū)內(nèi)存在高層和小高層型建筑,其負(fù)荷包括有二級負(fù)荷,根據(jù)《供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50052-95和《民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》JGJ/T16-92相關(guān)條款的規(guī)定,兩條10kV線路要求出自不同的上一級變電所或同一個變電所的不同母線,保證兩條10kV電源的相對獨(dú)立,以滿足小區(qū)二級負(fù)荷的雙電源要求。
(1)10kV電氣主接線
一般的多層住宅小區(qū),負(fù)荷比較單一,且電氣主接線方案比較簡單,配電設(shè)備多采用箱式變電站。本文的論述以負(fù)荷較大,擁有獨(dú)立開閉所及變電所的高層及小高層住宅小區(qū)為主。
對于容量較大的高層及小高層住宅小區(qū),每棟樓均有配套電梯、消防及噴淋設(shè)施,還有地下室人防及消防用電,均為二級及以上等級負(fù)荷,要求雙電源供電。為滿足其供電要求,小區(qū)內(nèi)應(yīng)設(shè)10kV開閉所一座或多座,開閉所內(nèi)部10kV電氣一次接線可根據(jù)小區(qū)的負(fù)荷性質(zhì)和外圍電氣網(wǎng)絡(luò)情況的不同采用兩條獨(dú)立的單母線或單母線分段接線。以上述初步方案確定小區(qū)為例,假如本小區(qū)最終負(fù)荷確定為8000kVA,且本小區(qū)以高層及小高層為主,包含二級負(fù)荷,故在小區(qū)內(nèi)設(shè)開閉所一座,內(nèi)部10kV電氣主接線采用單母線分段;設(shè)10kV變電所四座,每座變電所內(nèi)各設(shè)兩臺500kVA變壓器,并且要求兩臺變壓器電源由小區(qū)開閉所不同段母線引入,保證二級負(fù)荷的雙電源供電。供電接線如圖1所示。
圖1 供電接線
(2)10kV開關(guān)柜的選擇
目前應(yīng)用于10kV配電的設(shè)備按其絕緣介質(zhì)可分為充氣式(SF6)負(fù)荷開關(guān)柜、空氣絕緣負(fù)荷開關(guān)柜或真空斷路器柜三種;就目前湖州地區(qū)而言,在小區(qū)配電設(shè)計(jì)中,考慮到設(shè)備的使用維護(hù)和可靠性等因素,高層及小高層住宅小區(qū)內(nèi)現(xiàn)多采用充氣式(SF6)負(fù)荷開關(guān)柜,其特點(diǎn)在于柜型尺寸較小、分段能力強(qiáng)、設(shè)備可靠性高、免維護(hù),能夠較好的滿足供電公司運(yùn)行維護(hù)及小區(qū)供電的要求。
10 kV配電設(shè)計(jì)中,變壓器作為配電系統(tǒng)的核心部分,其設(shè)備選型應(yīng)符合節(jié)能、低噪音、免維護(hù)的要求,并且必須結(jié)合不同的用電性質(zhì)和不同的用電環(huán)境進(jìn)行正確的選擇。
常用的變壓器有兩種:全密封油浸式變壓器和干式變壓器。小區(qū)配電設(shè)計(jì)中,變電所位于地面以上,且位于獨(dú)立的變電所內(nèi),可采用油浸式變壓器;當(dāng)變電所位于地面以下,或處于非獨(dú)立型變電所內(nèi)時,需選用干式變壓器,以滿足消防及其它配套設(shè)施的相關(guān)要求。變壓器接線組別采用D,Yn11額定電壓及分接頭開關(guān) 10×(1±2×2.5%)kV/0.4kV。
在這里,仍以圖1所示小區(qū)為例,小區(qū)內(nèi)四座變電所均設(shè)有兩臺變壓器,兩臺變壓器電源引自上級開閉所的不同母線,400V電氣主接線亦采用兩個獨(dú)立的單母線和單母線分段接線方式,但采用單母線分段接線方式時,必須在低壓兩臺變壓器低壓進(jìn)線總柜及聯(lián)絡(luò)柜間采用閉鎖裝置,保證在一段向另一段母線供電時,不會造成電力系統(tǒng)不同電源之間合環(huán)。
目前國內(nèi)低壓成套設(shè)備及元器件技術(shù)相對比較成熟,設(shè)備種類也比較繁多,作為通用設(shè)備,湖州目前主要應(yīng)用的400V室內(nèi)配電柜以抽屜式成套開關(guān)柜和固定式成套開關(guān)柜為主。兩種柜型進(jìn)線總柜采用智能型低壓斷路器,各分路均采用塑殼是式斷路器,并根據(jù)變壓器的不同容量配置無功補(bǔ)償裝置。
綜上所述,隨著更多更好的居民小區(qū)被開發(fā)出了,居民小區(qū)的配電設(shè)計(jì)還有許多問題需要分析總結(jié)。因此,必須結(jié)合工程實(shí)踐,不斷優(yōu)化設(shè)計(jì),為居民提供更安全、穩(wěn)定、可靠的配電系統(tǒng),優(yōu)質(zhì)合格的供電質(zhì)量。
[1]林巨軍.對住宅小區(qū)供配電設(shè)計(jì)的探討[J]城市建設(shè)理論研究,2011.09.
[2]李煒文.探討城鎮(zhèn)住宅小區(qū)供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]大科技:科技天地,2011.08.