高低壓電器供配電系統設計分析

摘 要：高低壓電器供配電系統設計及應用相對較為復雜，與人民生活及生命財產的關系較為緊密。所以，在供配電系統設計方面應堅持全面安全的原則，對供電效率提高認識，減少不必要的電能浪費，進而在保障質量方面不斷加大力度。

關鍵詞：高低壓電器；供配電；系統設計

1. 前言

高低壓電器用電量相對較高，也將提高電壓負荷載。隨著日益增加的高低壓電器設備種類和數量，也在一定程度上增大了安全隱患，因此，建設的供配電系統應安全可靠。隨著我國經濟的發展，對于高低壓電器供配電系統的設計要求也日益提高，應基于社會及人們的實際需求開展具體工作，本研究對此進行了較詳細地闡述。

2. 高低壓電器供配電系統設計

2.1 高壓電器供電系統

采用的高壓電器供電方案為，由于供電具有較大的負荷，普遍采用10千伏供電電壓，所以，主要采取環形雙回路、雙側雙回路及單側雙回路三種供電方式。其優勢及不足之處各有區別，其中環形雙回路供電方式成本最高，但供電可靠性相對較高。采用雙側雙回路供電方式，同時有兩個電源可以供電，在供電可靠性方面居中。單側雙回路供電方式是成本投資最低的方式，相對而言供電可靠性較差，在對高壓供電方案選擇時，應將投資成本和供電方式相結合提高選擇的合理性。

主要是按照采取不同的高壓電源供電方式對高壓主接線進行劃分。若同時向兩個高壓電源供電，應采取單母線分段方式，但設置開關不對母聯。該方式只有較簡單的結構和較低的投資成本，無需較多設備，但靈活性和可靠性相對較低是明顯的不足之處，在對產生故障的檢修中，應將去全部用戶斷電。若在兩個高壓電源中使用的只有其中一個，另一個備用，可采取單母線供電方式，盡管該方式線路簡單，但靈活性不強，在實際中應用較少。設置母聯開關并對單母線分段是目前較多采用的主接線方式，這樣無論發生問題的是其中哪個電路，都可采用母聯開關恢復故障電源負荷的供電。盡管該方式相對較為復雜，需要較高的投資成本，但具有較高的可靠性，事故幾乎不會影響很大范圍，解決問題很方便。

2.2 低壓電器配電系統

一是樹干式配電系統。通常采用一條主干線連接總配電箱及各分配電箱，該配電方式的優越性比較明顯，也無需較高的投資成本，便于施工建設。但不足之處是若在配電主干線上發生一些問題，容易發生斷電并對很大范圍產生影響。在較低可靠性的供電場所通常采用樹干式配電方式，電負荷相對平均，電源設備也不具有較大的容量。

二是鏈式配電系統。主要是采用一條主供電線路連接用電設備及各分配電箱，線路上的分支點較多，但無需較高的投資成本，鋪設電纜線路較為便利。但產生供電故障在檢修過程中，應停電全部用電設備后才能處理，由于可靠性相對較低，所以需小容量用電設備。

三是放射性配電系統。主要采用總配電箱向分配電箱供電，各負荷單獨受電，若產生斷電故障，幾乎不影響其它分配電箱，該供電系統的可靠性較強，在實施中的控制易去集中，但不足之處是不具有較長線路，靈活性相對較差。該方式應用于較大容量的設備、控制電源易集中的場合較多。

3. 提高高低壓電器供配電系統應用的措施

一是根據負荷等級的不同分別采取不同的保障電源。一級負荷主要提供電力支持是由兩個電源實現的，對于二級負荷而言，電力的提供主要是采用兩個專用回路，如果保持一級負荷不停電，應采用柴油發電機組才能實現。與事故照明燈等相似的特殊設備，應準備相應的蓄電池，在發生各種故障過程中，能夠實現供電的持續性，針對可能產生的一些特殊情況，應及時做好必要的預防工作，設置充電隨時并具有獨立性的干電池應急燈群，便于工作人員在實際中若遇突發情況可實現迅速撤離。

二是采用安全接地方式。該方式直接影響供配電系統安全，為使供配電系統提高安全性，應采用較為可靠安全的接地方式。采用工作接地混合保護接地方式的接地系統使用十分便捷。接地電阻值在通常情況下，相對于國家標準而言較高一些，但采用基于高層建筑基礎鋼筋的自然接地電阻，對人工接地方式進行設置，可形成完整及良好的接地網，進而使供配電系統明顯提高可靠性。

三是變電所應選擇適宜位置。在對配電所位置的選擇過程中，應結合實地條件綜合考慮，其位置的選擇應接近負荷中心和電源側，便于吊裝運輸設備，也具有良好的通風性和散熱性。配電所位置的選擇禁止處于震動比較劇烈的按區域，也禁止選擇存在積水的正下方，腐蝕性較強及產生霧霾比較頻繁的區域也不適宜，盡可能避免上述區域。

四是設置應急柴油發電機組。在一級負荷供配電系統中，應急柴油發電機組采用的比較普遍。供配電系統中心位置應基于實際對柴油發電機組數量進行選擇，有利于保障一級負荷的持續供電。如果采用單臺發電機組，盡可能避免發生意外情況，若發電機產生一些故障問題，難以使供電得以保持，應嚴格分隔應急供電系統，并配備備用柴油發電機組。如建筑物高度超過200米，垂直運輸具有較大難度，樓板承受力與基本需求存在一定差距，可采用EPS和UPS保障持續供電，若上述辦法都難以實施，可將較小容量的柴油發電機組設置在高層建筑頂部，但應保證不會對建筑造成不利影響。

五是選擇ATSE電源轉換開關。在對ATSE電源轉換開關的選擇過程中，應充分考慮負荷性質，使中斷設備供電的時間間隔達到所需要求，通常情況下，先選擇PC級轉換開關。比較電源轉換時間及允許中斷的重要負荷供電時間后，若需要較長的電源轉換時間，應確保重要負荷持續供電，可將UPS電源安裝上備用。在設計過程中，應基于實際采取科學合理的區分方式，滿足各供電區域持續供電的要求。

六是配備無功補償裝置。在實際應用中該裝置分為集中或分散兩種類型，可使供配電系統明顯提高功率因數，進而使供電質量顯著提高，電能損失明顯減少，實現節能環保的重要作用。

4. 總結

綜上所述，隨著近年來日益提高對高低壓電器供配電系統的關注，在設計中應深入研究，綜合分析各方面的相關資料，完善高低壓電器供配電系統，進而使其可靠性及安全性明顯提高。

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作者簡介：

馮太龍（1987-），男，漢族，山東巨野縣人，大專學歷，研究方向：電氣工程。