淺談新建居住生活小區(qū)的供電設(shè)計

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

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，對居住生活小區(qū)負荷計算、10kV環(huán)網(wǎng)供電方式、10kV主要設(shè)備的參數(shù)選擇進行分析；并簡要闡述轉(zhuǎn)移電流、交接電流、開環(huán)點的概念及選取原則；同時還對箱式變電站的過壓保護、計量、無功補償及氣候?qū)ο渥兊奶厥庖笠约案叩蛪弘娎|的選擇等進行探討，對環(huán)網(wǎng)供電的拓撲結(jié)構(gòu)進行闡述。

居住生活小區(qū)；供電；設(shè)計

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，線路密如蛛網(wǎng)，且導(dǎo)致供電安全性低。今天，人們對生活環(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，對居住生活小區(qū)環(huán)網(wǎng)供電方式進行探討。

1 項目概況

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 負荷計算

根據(jù)江蘇省居住區(qū)供電設(shè)施建設(shè)強制性標準，本小區(qū)供電以每戶建筑面積作為負荷核定的標準，即120m2以下8kW／戶，120-150m2的12 kW／戶，150m2以上16kW／戶，在相變?nèi)萘窟x擇時需結(jié)合所供戶數(shù)合理選擇同時系數(shù)。對于商業(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，整個小區(qū)設(shè)有10臺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(shè)置箱變的用戶，可設(shè)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。

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

4.1.1 額定電流計算

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。負荷開關(guān)額定電流沒有制約因素，其額定電流由機械強度、開關(guān)能力、標準化因素決定，一般選擇為400A－630A。本小區(qū)箱變變壓器高壓負荷開關(guān)選用XGN15-12（F.R）型，Ie=630A。

進出箱變的高壓線路選用MFF-10／400全絕緣負荷開關(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，當短路電流在轉(zhuǎn)移點附近時，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)移給負荷開關(guān)開斷。若負荷開關(guān)的分閘時間T小于第一與后二相熔斷器館斷時間差△T，則另二相短路電流由負荷開關(guān)斷開。反之，則由另二相熔斷器開斷。熔斷器的時間--電流特性離散性小，熔斷器動作快或延長負荷開關(guān)分閘時間，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間一電流特性有關(guān)，還與熔斷器撞擊器觸發(fā)負荷開關(guān)的分閘時間有關(guān)，0.9倍熔斷器觸發(fā)負荷開關(guān)分閘時間在熔斷器的“時間--電流“特性電流偏差為-6.5%的曲線所對應(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，會減少限流熔斷器的動作次數(shù)，具有一定的技術(shù)經(jīng)濟意義。特別是對真空和SF6負荷開關(guān)，可提高交接電流接近轉(zhuǎn)移電流以充分發(fā)揮這類負荷開關(guān)的開斷能力之優(yōu)勢。故障電流高于轉(zhuǎn)移電流是熔斷器的保護范圍，低于交接電流是負荷開關(guān)的保護范圍，交接電流和轉(zhuǎn)移電流之間是負荷開關(guān)和熔斷器共同保護工作范圍。組合電器與單獨熔斷器、負荷開關(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

作為站內(nèi)變壓器和其它高壓受電設(shè)備的過電壓保護，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。聚和園小區(qū)為從經(jīng)濟運行、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 計量與無功補償

相變低壓側(cè)設(shè)總計量作考核用，每戶單獨裝表計量?？紤]到小區(qū)負荷的特點，并結(jié)合以往設(shè)計的工程實踐，無功補償取變壓器容量的25%左右，采用分相補償，過零自動投切方式。

4.4 開環(huán)點的選擇

開環(huán)點的設(shè)置能保證單電源網(wǎng)絡(luò)兩端斷路器不會同時斷開。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(yīng)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(shè)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。

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(luò)保護時，一般均能滿足穩(wěn)定性要求，不必進行校驗。

6 針對氣候特點對箱變提出特殊要求

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、防污染措施。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(yīng)達IP44，頂蓋應(yīng)設(shè)置隔熱層，四周設(shè)置活動遮陽板。

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，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，能方便地為重要負荷提供兩個電源。同時，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。

[1]中國航空工業(yè)規(guī)劃設(shè)計研究院等.工業(yè)與民用配電設(shè)計手冊（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)計院.電力工程電氣設(shè)計手冊.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)標準.南京：江蘇省建設(shè)廳，2005.

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

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