試論大型居住區10kV高壓供配電系統的設計

王一名

摘要：經濟在快速發展，社會在不斷進步，在我國小區規模不斷加大的情況下，小區的配電方式成為了非常重要的一項工作內容，將直接關系到小區用電的穩定以及用電安全。在本文中，將就大型居住區10kV高壓供配電系統的設計進行一定的研究。

關鍵詞：大型居住區;10kV高壓供配電系統;設計

引言

能作為群眾生產、生活中的重要能源之一，其輸送過程的科學性、安全性備受人們重視，在配電系統中，10kV高壓開關柜作為一種廣泛使用的套配電裝置，其設計質量好壞直接影響著電力系統作用的發揮效果。如何對10kV配電系統高壓開關柜結構進行科學設計是本文關注重點。

1、10kV 配電系統接線方式的選擇

某小區占地面積45萬m2，建筑面積28.8萬m2，按12個分區組合。該小區10kV電源來自其就近的110kV高壓變電站。供電網絡要經濟合理、安全可靠地輸送電能到用戶，應該從性能、時間、費用、適應性、可靠性等多方面進行綜合評價，才能恰如其分地選擇接線方式。就10kV供電方式我們和當地供電部門進行了廣泛的交流，據《供配電系統設計規范》規定：高壓供電系統宜采用放射式。根據變壓器的容量、分布及地理環境等情況，亦可采用樹干式或環式。在小區10kV供電系統設計中，接線方式的選擇有以下三種方案：a.高壓樹干式接線方案。需要大量使用高壓電纜分接箱，可靠性低，而當地居民對用電要求較高，故這種方式并不合理。b.高壓放射式接線方案。在初期這種方式被作為選擇對象，但放射式只適用于允許年停電32h以上的地方，可靠性較低。并需要在電網入小區處設電氣開閉站，大量配置高壓柜，高壓電纜回路多，首期投資大，顯然難以適應開發商的投資策略。c.高壓環網式接線方案。《建筑電氣設計手冊》對高壓環網式供電系統的解釋如下：環網供電系統是由電源引出兩個回路向P個負荷點供電，并在各負荷點供電，在各負荷點之間依次敷設聯絡線，形成閉合的多邊形電網，敷設的線路數目n=P+1。該方案結構簡單，投資較少，可靠性高。但環網供電接線方式有兩種類型，一種類型是兩路電源來自同一變電站的不同母線或者不同的變電站，為典型的雙回路電源環網供電接線，適用于年停電24-32h的地方。另一種是雙環網供電接線，每一變電所內兩臺變壓器來自不同電源的閉式環網，同時變壓器低壓側再設聯絡開關，因此供電可靠性大大提高，雙環網供電接線適用于年停電24h以下的地方。

2、大型居住區10kV高壓供配電系統的設計

2.1負荷分級與供電要求

在我國城市不斷發展、人們生活水平不斷提升的情況下，人們在生活當中的電器數量不斷 增加，對快捷、方便電源的應用則實現對其余類型能源的逐步取代。在小區內，對基礎道路設施、水泵房以及基本商業機構的設置已經成為了一種較為常見的現象，并因此在實際用電方面具有了多樣性的特點。對此，即需要能夠充分聯系小區建筑類型，以科學指標的應用做好負荷預算處理。負荷分級方面，通常來說，當不同負荷出現供電中斷情況時，其在政治、經濟以及社會方面也將因此產生不同的影響。根據其具體影響情況的強弱性，則可以將其分為幾個不同的等級，即1、2、3這三個等級。當停電事故造成的影響越大時，其所具有的級別也就越高，并因此對供電系統的可靠、安全以及穩定具有了更高的要求。在實際設計當中，即需要能夠根據建筑電氣設計規劃對不同類型建筑做好對應級別的確定。而在具體供電要求方面，當具有較高級別時，其對于供電系統的可靠、安全以及穩定性要求也就越高，對此，在實際對不同級別負荷情況進行供電時，即需要能夠對以下要求進行滿足：第一，對一級負荷實現2個獨立供電電源的提供，以此保證當其中一個電源發生問題時，即能夠對另一個供電電源進行啟用。對于重要程度特別高的一級負荷，為了避免所具有的2個電源同時發生供電問題，則需要在此基礎上對一個應急電源進行準備，在具體要求方面則可以對負荷自身允許中斷供電時間的參考，即對其設置一個具有獨立特征的發電機組;第二，對于二級負荷的線路或者變壓器，在發生故障問題時，能夠繼續供電，或者在供電中斷問題發生之后能夠及時的恢復，以此保障其二級負荷得以正常的運轉;第三，對于三級負荷線路以及變壓器，則不具有十分特殊的要求，即保證其在正常情況下能夠正常使用即可。

2.2配電所的設置

隨著人們追求的提高，對供配電設施的要求也越來越高，對配電所而言，一般要求其符合小區的總體規劃、保持小區的整體形象美觀、節約小區的土地資源、具有較高的可靠性和安全性、布局科學合理。通常情況下，民用建筑的配電所電壓的設計要考慮小區用電負荷的大小、小區的遠景規劃、當地電網的現狀、供電距離的遠近和線路的回路數等因素。對于大型居住小區而言，由于小區內各種用電設備的容量較大，一般選擇10kV的高壓供電方式。然而由于傳統的獨立配電所占地面積較大，影響小區的整體美觀，需要投入較大的資金和較長的時間，另外，小區的建設也不是一蹴而就的，往往需要開發商分區、分期進行，從而在時間上具有先后順序，所以大型居住小區內的配電所可以采用戶外箱式變電所，這種配電所的特點是：所占面積較小，外觀美觀，不影響小區的整體形象美，所需要投入的資金和時間都較少，維修起來比較方便，且運行穩定、可靠、安全，因此，戶外箱式變電所是一種非常適合大型居住小區的、較為理想的選擇。其常用的容量大小為315～1260kVA。在選擇箱式變電所時，應認真計算小區所需的容量大小，若容量過大，易出現大馬拉小車的現象，從而造成浪費;若容量過小，不僅影響變壓器的最佳負載率，出現損耗過大的現象，而且對小區用電器的擴容造成不利影響，因為當增加負載時，需要更換更大容量的變壓器，從而出現重復投資，影響用戶的用電。

2.3變壓器合理設計

目前為了保障變電器設計能穩定運行，提升變壓器應用穩定性與安全性，需要對變壓器運行條件以及影響要素進行分析，對能源消耗以及運行成本進行控制。目前智能化建筑變壓器主要是選用低能耗的高效變壓器，促使變壓器基本負荷狀態能控制在70至85%范圍內。將變壓器容量以及負荷率控制在最佳運行狀態，能有效降低變壓器應用數量，對能源有效控制，提升能源資源應用效率。在季節性負荷影響下，對電能傳遞質量會產生較大影響。目前可以配置專用的變壓器來調控負荷季節性變化，實現靈活投切，促使變壓器能穩定運行，防止由于長時間輕載運行產生較大的能源損耗問題。比如在夏季建筑內部空調運轉負荷較大，可以配置單獨變壓器作為空調變壓器，這樣能有效降低能耗，提升變壓器運行效率。

其次在電力傳輸過程中，受到諸多因素影響會導致線路損耗問題發生，通過合理設計能對線損問題有效控制。電流從線路中流通之后，受到負荷問題以及線路材質影響會產生不同程度功率損耗問題。所以當前通過對電網功率因數進行控制，選取最佳的線路材質，能對電路電阻問題有效優化。

結語

如今，大型小區已經是城市居民生活的主要場所，其10kV高壓供配電系統與人們的日常活動緊密相關，所以對于10kV高壓供配電系統的設計要求與標準正在隨著社會的發展而日益提高，這也給設計人員提出了更高的要求。對于設計人員來說，不僅應當積累豐富的設計經驗，還應當在設計工作中重視每個設計項目的實際情況，立足實際情況，結合工作經驗，提高設計水平，改良設計方案，優化高壓供配電服務，切實提高居民的生活質量與用電便利水平。

參考文獻

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