【摘 要】變電所供電主接線的設(shè)計(jì)方案應(yīng)該首先確定電荷等級(jí)來(lái)確保供電系統(tǒng)的合理和有效，然后就要考慮電荷容量、供電距離和地方發(fā)展情況等因素，最后通過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后制定方案。本文結(jié)合實(shí)例，對(duì)供電主接線方式進(jìn)行討論，介紹了設(shè)計(jì)方案的策劃、修改和最后實(shí)施的過(guò)程，說(shuō)明了電氣工程師要多與供電公司溝通，為民用建筑提供安全可靠的供電系統(tǒng)。

【關(guān)鍵詞】民用建筑；變電所；市政供電；主接線方式；變壓器容量

0.引言

隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷增長(zhǎng)，我國(guó)的電氣設(shè)計(jì)技術(shù)也在高速發(fā)展，對(duì)于不同建筑物來(lái)說(shuō)，其供電安全性和可靠性有了更高的要求，進(jìn)行不同建筑物的電氣設(shè)計(jì)前，相關(guān)的供電設(shè)計(jì)方案的合理性十分關(guān)鍵，供電主接線的方案設(shè)計(jì)在電氣設(shè)計(jì)中占據(jù)著重要的地位，如何做好此項(xiàng)工作是工作人員需要解決的問(wèn)題。下面就這方面進(jìn)行討論分析。

1.幾種常用供電主接線方式

大負(fù)荷容量用戶都使用高壓供電。高壓供電分別有兩種使用方式。一種是供電部門(mén)建造一座靠近使用者建筑的標(biāo)準(zhǔn)變電站，。另一種是在用戶的建筑物內(nèi)建造變電站并配置設(shè)備。

民用建筑變電所主要是用戶變電所，高壓側(cè)出線回路不多，母線很短，一般采用封閉式成套開(kāi)關(guān)柜。實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)證明，當(dāng)具有兩路10kV高壓電源供電時(shí)，根據(jù)用戶的負(fù)荷特點(diǎn)，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，可以采用如下幾種主接線方式：

（1）兩路電源同時(shí)供電單母線分段，互為備用。

（2）兩路電源一路供電，一路備用，母線不分段。

（3）三路電源兩路供電兩用一備，或三路供電母線分段加聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)的接線方式。

隨著對(duì)供電可靠性要求的提高，很多場(chǎng)合需用兩路電源來(lái)保證供電的可靠性。當(dāng)一路電源發(fā)生停電或欠壓時(shí)，自動(dòng)切換到另一路，以保證正常電源供電。常用的高壓雙電源自動(dòng)轉(zhuǎn)換裝置由兩臺(tái)高壓真空斷路器和智能控制器兩部分組成。該裝置具有短路及過(guò)流等保護(hù)互鎖功能，有效避免了負(fù)載故障時(shí)不必要的再次供電沖擊。

2.10kV兩路電源供電主接線方式案例

2.1案例一

某研發(fā)大樓屬于某市科技園核心區(qū)配套一期項(xiàng)目，后期經(jīng)與當(dāng)?shù)毓╇姴块T(mén)溝通，結(jié)合辦公大樓的負(fù)荷等級(jí)特點(diǎn)，對(duì)供電方案進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)。

運(yùn)行方式閉鎖要求：主供運(yùn)行時(shí)，主供總柜4H、分段柜9H斷路器合上，備供總柜13H斷路器分開(kāi)；備供運(yùn)行時(shí)，主供總柜4H、分段柜9H斷路器分開(kāi)，備供總柜13H斷路器合上。

后期實(shí)施方案中低壓配電系統(tǒng)采用二臺(tái)一組變壓器成組聯(lián)絡(luò)，并且是大小兩臺(tái)容量不相同的變壓器之間實(shí)施低壓聯(lián)絡(luò)，所以需考慮故障時(shí)的應(yīng)急操作預(yù)案。QF1、QF11與QF6之間須加電氣閉鎖要求：平時(shí)QF1、QF11合閘，1#低壓排檢修時(shí)需卸載1#、3#低壓排上的三級(jí)負(fù)荷后再手動(dòng)投入聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)，嚴(yán)禁不卸載負(fù)荷直接投入聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)，否則將導(dǎo)致QF11低壓總開(kāi)關(guān)過(guò)載而跳閘。3#低壓排檢修時(shí)，需卸載1#、3#低壓排上的三級(jí)負(fù)荷后再手動(dòng)投入聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)。

2.2案例二

某建筑工程為社區(qū)公共建筑，其變電所位于-1F，供電負(fù)荷等級(jí)為二級(jí)負(fù)荷。其中消防用電設(shè)備為二級(jí)，普通用電設(shè)備為三級(jí)，總裝機(jī)容量為512kW，消防負(fù)荷裝機(jī)容量為110kW。該項(xiàng)目一路高壓和一路低壓市政電源，都以電纜直接埋地引入變配電所的進(jìn)線柜。變電所內(nèi)設(shè)1臺(tái)干式變壓器，容量為400kVA。

該供電接線方式是在與供電部門(mén)多次溝通后才得以實(shí)現(xiàn)，難點(diǎn)就在于市政電源需要提供一路低壓用電。只有這樣，才能不采用常規(guī)兩路10kV高壓同時(shí)供電的方式。前期方案也考慮了設(shè)置自備柴油發(fā)電機(jī)組，作為第二路電源。但是，發(fā)電機(jī)組初期投資高，后期運(yùn)行維護(hù)成本也大，業(yè)主堅(jiān)持不設(shè)置油機(jī)。

3.10kV三路電源供電主接線方式案例

某茶亭綜合體項(xiàng)目主要由位于基地北部的超高層酒店、辦公、公寓的1號(hào)塔樓和位于基地南部的商業(yè)、娛樂(lè)的2號(hào)裙樓組成，早期供電方案是兩路電源同時(shí)供電單母線分段，中間不設(shè)高壓聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)。該供電形式主要是為了滿足業(yè)主早期開(kāi)發(fā)、方案征詢需要，盡量節(jié)省初期投資造價(jià)。整個(gè)地區(qū)供電緊張，單回路供電容量不到10000kVA，只能控制在8000kVA。供電部門(mén)還要求，該項(xiàng)目屬于當(dāng)?shù)氐臉?biāo)志性建筑，供電可靠性必須得到保證，需要有一定的備供容量。

結(jié)合該項(xiàng)目屬于地標(biāo)性建筑，并且設(shè)有五星級(jí)酒店、甲級(jí)CBD地區(qū)辦公和豪華全裝修公寓，所以改進(jìn)方案是引入第三路市政電源作為其他兩路常用電源故障時(shí)的熱備用。

三路電源兩路供電，兩用一備， C進(jìn)線作為一路10kV高壓備用電源。主供為19660kVA，備供為9830kVA。不考慮兩段母線同時(shí)失電，高壓母線聯(lián)絡(luò)采用手動(dòng)方式。主備供高壓進(jìn)線運(yùn)行及故障情況，具體體現(xiàn)在高壓斷路器分/合閘的狀態(tài)。

茶亭綜合體項(xiàng)目改進(jìn)型高壓斷路器分/合閘狀態(tài)如表1所示，“0”表示處于分閘狀態(tài)，“1”表示處于合閘狀態(tài)。

表1 茶亭綜合體項(xiàng)目改進(jìn)型高壓斷路器分/合閘狀態(tài)

改進(jìn)后的供電方案?jìng)涔┡c主供容量占比為50%，未達(dá)到當(dāng)?shù)毓╇姴块T(mén)對(duì)重要標(biāo)志性建筑物75%的要求。另外，供電部門(mén)認(rèn)為在正常運(yùn)行時(shí)，常用電始終、經(jīng)常大于8000kVA也不是很合理。因此，需要進(jìn)一步修改供電接線方案。

在1號(hào)樓-1F設(shè)10kV專用開(kāi)關(guān)站，采用三路專用饋線供電。電源在正常運(yùn)行方式下，三路專用饋線同時(shí)供電，分列運(yùn)行，互為備用。在某路饋線失電情況下，采取兩組“三取二”方式保證供電。具體來(lái)說(shuō)，I段進(jìn)線失電，Ⅰ、Ⅱ段母聯(lián)接通；Ⅲ段進(jìn)線失電，Ⅱ、Ⅲ段母聯(lián)接通；Ⅱ段進(jìn)線失電，要保證Ⅱ、Ⅲ段母聯(lián)接通，而Ⅰ、Ⅱ段母聯(lián)不接通。

由于Ⅰ段母線所帶負(fù)荷為7600kVA，Ⅱ段所帶負(fù)荷為6960kVA，Ⅲ段所帶負(fù)荷為5100kVA；在Ⅰ段進(jìn)線失電時(shí)，Ⅱ段所帶負(fù)荷為14560kVA；若Ⅱ段或Ⅲ段進(jìn)線失電，Ⅲ段或Ⅱ段所帶負(fù)荷為12060kVA。所以，理論上Ⅰ段申報(bào)容量為7600kVA（Ⅰ段不帶Ⅱ段），Ⅱ段申報(bào)容量為14560kVA，Ⅲ段申報(bào)容量為12060kVA。鑒于每路總的申請(qǐng)容量太大，考慮在低壓側(cè)采用自動(dòng)失壓脫扣，切除非重要負(fù)荷，三路申報(bào)容量按其實(shí)際所載負(fù)荷量。電業(yè)局另需收高可靠費(fèi)用，其標(biāo)準(zhǔn)是扣除其中最大一路容量7600kVA后，按容量12060kVA計(jì)算，單位費(fèi)用為155元/kVA。進(jìn)線全采用300mm2電纜，電流互感器電流分別為500、500、400A。

如果一組二臺(tái)變壓器帶在同一高壓母線上，將導(dǎo)致該段母線短路故障時(shí)，因?yàn)楣收蠜](méi)有排除，其相應(yīng)的高壓聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)不能合閘，導(dǎo)致擴(kuò)大了事故。所以，為了保證一級(jí)負(fù)荷供電，在Ⅰ段進(jìn)線上接入該項(xiàng)目所有兩臺(tái)一組中的一臺(tái)變壓器。Ⅱ、Ⅲ段母線上的變壓器與Ⅰ段的對(duì)應(yīng)，也就是說(shuō)Ⅰ段所帶負(fù)荷為該項(xiàng)目總?cè)萘康囊话耄@樣將導(dǎo)致Ⅰ段所接容量偏大。為保證供電可靠性，同時(shí)使Ⅰ段母線容量減少，裙樓高壓采用兩路自切供電。

4.結(jié)語(yǔ)

由上文可見(jiàn)，變電站的供電主接線設(shè)計(jì)是變電站設(shè)計(jì)的重要步驟，也是組成電力系統(tǒng)的關(guān)鍵步驟。主接線方案的設(shè)計(jì)決定著電力系統(tǒng)和變電所的安全性、可靠性和經(jīng)濟(jì)性，同時(shí)也對(duì)電氣設(shè)備的配置、繼電保護(hù)和控制方式方面有著重要的影響。所以我們要處理好各方面的關(guān)系，全面分析技術(shù)經(jīng)濟(jì)性，制定出最佳的設(shè)計(jì)方案。 [科]

【參考文獻(xiàn)】

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