呂琦　　辛慶山　　趙青

設施齊全，環(huán)境幽美，建筑物密集是住宅小區(qū)的建設特點。住宅小區(qū)傳統(tǒng)的供電方式是架空線路和臺上、桿上變壓器以及各種弱電線路，致使小區(qū)空中如蛛網(wǎng)密布，再與綠化樹木混在一起，事故頻頻發(fā)生，使供電可靠性降低，且有礙觀瞻。在人們對生活質(zhì)量、生存環(huán)境要求越來越高的今天，采用箱式變電站（箱變）及埋設地下電纜構成環(huán)網(wǎng)供電，應該是當今住宅小區(qū)供電方案的理想選擇。根據(jù)不同的建筑環(huán)境，箱變可以選擇不同的造型和顏色，以一個建筑小品的形式屹立在樓群中。下面結合攀枝花市鳳凰小區(qū)供電設計，對住宅小區(qū)環(huán)網(wǎng)供電方式進行探討。

攀枝花市鳳凰小區(qū)總建筑面積24.8萬m2，18層住宅11幢，25層商住樓3幢，其余多為7層商品住宅，另有寫字樓、綜合樓數(shù)幢。入住戶數(shù)為2182戶，約8637人。它是以商品住宅為主的居住生活小區(qū)，兼容適量的公共設施，計劃將該小區(qū)建設成為21世紀標志性示范小區(qū)。

一、負荷計算

用電負荷是確定供電等級、供電方式及選擇設備的依據(jù)。負荷計算事關供電全局。我國幅員遼闊，氣候差異甚大，值此世紀之交經(jīng)濟轉軌之際要想按照一個統(tǒng)一的標準計算負荷是不現(xiàn)實的。戶平均負荷（kW/戶）及同時需要系數(shù)的選取有成倍的差距。本小區(qū)供電以5kW/戶為設計依據(jù)，同時需要系數(shù)參照全國各地之標準取平均值。對于公用建筑，按有中央空調(diào)統(tǒng)計其負荷密度為：商場80W/m2；，寫字樓40W/m2，設備用房20W/m2，庫房（含汽車庫）10w/m2。

二、供電系統(tǒng)

環(huán)網(wǎng)供電能使配電網(wǎng)線路簡化，管理方便，能方便地為重要負荷提供兩個電源。并且，出現(xiàn)故障時易于查找，對于實現(xiàn)電網(wǎng)自動化管理具有重要的意義。同輻射形供電相比，投資省。因此。在國內(nèi)外獲得愈來愈廣泛的應用。

鳳凰小區(qū)在中心設一開關站，采用環(huán)形供電，東、西兩區(qū)自成一環(huán)。低壓供電半徑≤250m，整個小區(qū)設有17臺箱變和7個變電點。

鳳凰小區(qū)環(huán)網(wǎng)單元采用箱式變電站，一進一出一變，單線單環(huán)，在低壓側進行電能計量。

對于大型公用商業(yè)建筑及地下車庫等不宜設置箱變的用戶，可設置變電點，配置環(huán)網(wǎng)柜作為整個小區(qū)環(huán)網(wǎng)供電系統(tǒng)的一個單元。為了限制短路容量，簡化繼電保護，小區(qū)兩個環(huán)形供電系統(tǒng)采用開環(huán)運行方式。

三、箱式變電站的若干技術問題

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。鳳凰小區(qū)是采用開關站加箱變的環(huán)網(wǎng)供電方式。開關站為雙電源單母線分段系統(tǒng)，兩個供電環(huán)網(wǎng)起止于兩段母線上。平時，聯(lián)絡開關斷開運行，當一個電源故障時，聯(lián)絡開關閉合，另一電源帶全部負荷運行。此種供電方式，兼有雙回路供電與環(huán)網(wǎng)供電的優(yōu)點，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。

（一）箱變高壓受電設備采用高壓負荷開關串接熔斷器的環(huán)網(wǎng)柜。此種環(huán)網(wǎng)柜，用負荷開關投切電路和隔離故障點，用熔斷器完成短路保護功能。此種環(huán)網(wǎng)柜能在10ms之內(nèi)迅速切除故障，此時線路和設備所承受的故障電流遠未達到故障電流峰值，故對于供電線路和設備無須進行短路電流校驗。如何合理選配負荷開關、熔斷器與變壓器的參數(shù)，將是涉及到能否發(fā)揮熔斷器和負荷開關的使用，以及提高組合電器技術經(jīng)濟指標的重要問題。

（二）箱變的過電壓保護

作為站內(nèi)變壓器和其它高壓受電設備的過電壓（雷電波或操作過電壓）保護，箱變內(nèi)應設避雷器。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）的標稱電壓為19.5kV-21kV，對于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都能有效地進行保護。若采用環(huán)氧樹脂干式變壓器時，由于其絕緣是按28kV工頻耐壓1min，顯然只有選用MOA作為過電壓保護才是合理的。鳳凰小區(qū)為從經(jīng)濟角度考慮，選用BS9型D，yn11接線的油浸全密閉、防塵、防腐及與可爆性氣體隔離的變壓器，其抗震性較好，當?shù)卣鹆叶冗_9度時，而無破壞。高壓側配套選用HY5W5-17/50避雷器（另外一種氧化鋅避雷器），低壓側選用Y3W-O.38避雷器。

（三）計量與無功補償

高壓計量，還是低壓計量，各地要求不一。鳳凰小區(qū)采用低壓計量，沒有電流表、電壓表、電能表，關于變壓器本身損耗問題，將其折合成電費一起由用戶承擔?？紤]到小區(qū)負荷的特點，并結合以往設計的工程實踐，無功補償取變壓器容量的1/6左右，即每一箱變補償容量為90kvar。采用自動投切方式。

（四）開環(huán)點的選擇

環(huán)網(wǎng)在運行中，通常在某點用負荷開關斷開網(wǎng)絡形成兩個獨立的鏈狀樹干式供電系統(tǒng)，此斷開點稱開環(huán)點。開環(huán)點分為正常開環(huán)點和故障開環(huán)點。開環(huán)點的設置能保證單電源網(wǎng)絡兩端斷路器不會同時斷開（提高供電的可靠性）。雙電源網(wǎng)絡，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)運行。選擇開環(huán)點應使斷口兩端電壓的數(shù)值和相位相差最小。具體實現(xiàn)此原則最通常的方法是：首先假設環(huán)網(wǎng)為閉環(huán)運行，通過計算找出由兩端電源供電的變電所，求出功率分界點的位置，此功率分界點即為環(huán)網(wǎng)的正常開環(huán)點。

一般功率分界點不會恰好落在某兩個變電所之間。因此，只能通過計算，選擇兩端累計功率差值較小的點作為正常開環(huán)點。當然，在實際運行中，若發(fā)現(xiàn)實際運行功率與設備功率之間有差異，就應將正常開環(huán)點的位置加以調(diào)整，使環(huán)網(wǎng)運行于最佳狀態(tài)。

為了防止誤操作形成閉環(huán)，在環(huán)網(wǎng)柜中設有閉鎖裝置。由物業(yè)管理人員負責控制，禁止其它人員隨意操作。

四、環(huán)網(wǎng)電纜的選擇

鳳凰小區(qū)環(huán)網(wǎng)線路全部選用YJV22-8.7/10.3×240鎧裝交聯(lián)聚乙烯電纜直接埋地敷設。電纜按長期允許載流量選擇，并進行短路熱穩(wěn)定校驗。1kV以下電纜當采用低壓斷路器或熔斷器作網(wǎng)絡保護時，一般均能滿足穩(wěn)定性要求，不必進行校驗。

五、針對氣候特點對箱交提出特殊要求

攀枝花市夏有酷署，冬無嚴寒，是一座四季常青的亞熱帶山城。它又是一座鋼鐵之城，污染較大，置于室外的箱變須考慮防曬、通風、散熱、防污染措施、箱體采用雙面通風窗，上蓋及周邊有百葉通風孔，為防止小動物侵入和防塵，通風孔采用鋼板網(wǎng)加阻燃防塵濾布，防護等級應達IP44，頂蓋應設置隔熱層，四周設置活動遮陽板。或直接安裝一套智能化恒溫控制裝置。