工程實(shí)例——住宅小區(qū)環(huán)網(wǎng)供電設(shè)計(jì)探討

1、工程實(shí)例住宅小區(qū)環(huán)網(wǎng)供電設(shè)計(jì)探討住宅小區(qū)環(huán)網(wǎng)供電設(shè)計(jì)探討設(shè)施齊全，環(huán)境幽美，建筑物密集是住宅小區(qū)的建設(shè)特點(diǎn)。住宅小區(qū)傳統(tǒng)的供電方式是架空線路和臺(tái)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(shù)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(duì)生活質(zhì)量、生存環(huán)境要求越來(lái)越高的今天，采用箱式變電站及埋設(shè)地下電纜構(gòu)成環(huán)網(wǎng)供電，應(yīng)該是當(dāng)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(gè)建筑小品的形式屹立在樓群中。下面結(jié)合攀枝花市鳳凰小區(qū)供電設(shè)計(jì)，對(duì)住宅小區(qū)環(huán)網(wǎng)供電方式進(jìn)行探討。 攀枝花市鳳凰小區(qū)總建筑面積248萬(wàn) m 2 ，18 層住

2、宅 11 幢， 25 層商住樓 3 幢，其余多為7 層商品住宅，另有寫(xiě)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(shè)施，計(jì)劃將該小區(qū)建設(shè)成為21 世紀(jì)標(biāo)志性示范小區(qū)。1 負(fù)荷計(jì)算用電負(fù)荷是確定供電等級(jí)、供電方式及選擇設(shè)備的依據(jù)。負(fù)荷計(jì)算事關(guān)供電全局。我國(guó)幅員遼闊，氣候差異甚大，值此世紀(jì)之交經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)軌之際要想按照一個(gè)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算負(fù)荷是不現(xiàn)實(shí)的。戶平均負(fù)荷及同時(shí)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(shè)計(jì)依據(jù)，同時(shí)需要系數(shù)參照全國(guó)各地之標(biāo)準(zhǔn)取平均值。對(duì)于公用建筑，按有中央空調(diào)統(tǒng)計(jì)其負(fù)荷密度為：商場(chǎng) 80W m2 ；，寫(xiě)字樓

3、40W/m2 ，設(shè)備用房 20W m 2 ，庫(kù)房 10w m 2 。2 供電系統(tǒng)環(huán)網(wǎng)供電能使配電網(wǎng)線路簡(jiǎn)化，管理方便，能方便地為重要負(fù)荷提供兩個(gè)電源。并且，出現(xiàn)故障時(shí)易于查找，對(duì)于實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)自動(dòng)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(guó)內(nèi)外獲得愈來(lái)愈廣泛的應(yīng)用。鳳凰小區(qū)在中心設(shè)一開(kāi)關(guān)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(gè)小區(qū)設(shè)有 17 臺(tái)箱變和 7 個(gè)變電點(diǎn)。鳳凰小區(qū)環(huán)網(wǎng)單元采用箱式變電站，一進(jìn)一出一變，單線單環(huán)，在低壓側(cè)進(jìn)行電能計(jì)量。對(duì)于大型公用商業(yè)建筑及地下車庫(kù)等不宜設(shè)置箱變的用戶，可設(shè)置變電點(diǎn)，配置環(huán)網(wǎng)柜作為整個(gè)小區(qū)環(huán)網(wǎng)供電系統(tǒng)的一個(gè)單元。為了

4、限制短路容量，簡(jiǎn)化繼電保護(hù)，小區(qū)兩個(gè)環(huán)形供電系統(tǒng)采用開(kāi)環(huán)運(yùn)行方式。3 箱式變電站的若干技術(shù)問(wèn)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(wú)人值班。鳳凰小區(qū)是采用開(kāi)關(guān)站加箱變的環(huán)網(wǎng)供電方式。開(kāi)關(guān)站為雙電源單母線分段系統(tǒng)，兩個(gè)供電環(huán)網(wǎng)起止于兩段母線上。平時(shí)，聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)斷開(kāi)運(yùn)行，當(dāng)一個(gè)電源故障時(shí)，聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)閉合，另一電源帶全部負(fù)荷運(yùn)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(diǎn)，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。31箱變高壓受電設(shè)備采用高壓負(fù)荷開(kāi)關(guān)串接熔斷器的環(huán)網(wǎng)柜。此種環(huán)網(wǎng)柜，用負(fù)荷開(kāi)關(guān)投切電路和隔離故障點(diǎn)，用熔斷器完成短路保護(hù)功能。此種環(huán)網(wǎng)柜能在10ms 之內(nèi)迅速切除故

5、障，此時(shí)線路和設(shè)備所承受的故障電流遠(yuǎn)未達(dá)到故障電流峰值，故對(duì)于供電線路和設(shè)備無(wú)須進(jìn)行短路電流校驗(yàn)。如何合理選配負(fù)荷開(kāi)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(fù)荷開(kāi)關(guān)的使用，以及提高組合電器技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的重要問(wèn)題。3 1 1額定電流：鳳凰小區(qū)箱變中變壓器容量為315kV·A 630kV·A，高壓額定電流為16A33A，考慮過(guò)載因素 SDLAT熔斷器電流定為4OA80A。負(fù)荷開(kāi)關(guān)額定電流沒(méi)有制約因素，其額定電流由機(jī)械強(qiáng)度、開(kāi)關(guān)能力、標(biāo)準(zhǔn)化因素決定， 一般選擇為400A630A。本小區(qū)箱變變壓器高壓負(fù)荷開(kāi)關(guān)選用HXGN7-10G型， I e =400A。進(jìn)出箱變的高壓

6、線路選用 MFF-10 400 全絕緣負(fù)荷開(kāi)關(guān)，I e =400A。高壓電纜為 YJV 22 8 7103× 240。3 1 2轉(zhuǎn)移電流是一種三相短路電流值，當(dāng)短路電流在轉(zhuǎn)移點(diǎn)附近時(shí)，首開(kāi)相短路電流由熔斷器開(kāi)斷，而后二相短路電流則由熔斷器轉(zhuǎn)移給負(fù)荷開(kāi)關(guān)開(kāi)斷。當(dāng)短路電流大于轉(zhuǎn)移電流時(shí)，三相短路電流全由熔斷器開(kāi)斷。發(fā)生轉(zhuǎn)移電流的條件如下：發(fā)生三相短路時(shí)，最快的熔體熔化成為首開(kāi)相，其撞擊器同時(shí)觸發(fā)負(fù)荷開(kāi)關(guān)脫扣器。此時(shí)，若負(fù)荷開(kāi)關(guān)的分閘時(shí)間T 小于第一與后二相熔斷器館斷時(shí)間差T，則另二相短路電流由負(fù)荷開(kāi)關(guān)斷開(kāi)。 反之，則由另二相熔斷器開(kāi)斷。熔斷器的時(shí)間電流特性離散性小，熔斷器動(dòng)作快或延長(zhǎng)負(fù)荷

7、開(kāi)關(guān)分閘時(shí)間，就可以降低或避開(kāi)轉(zhuǎn)移電流。高壓熔斷器一般只保護(hù)變壓器低壓倒端子內(nèi)的短路，因端子短路有嚴(yán)酷的瞬態(tài)恢復(fù)電壓，其徒度大，負(fù)荷開(kāi)關(guān)難以承受，必須由熔斷器斷開(kāi)故障。 因此，轉(zhuǎn)移電流應(yīng)選擇小于端子短路電流。綜上所述，轉(zhuǎn)移電流不僅與熔斷器的時(shí)間一電流特性有關(guān)，還與熔斷器撞擊器觸發(fā)負(fù)荷開(kāi)關(guān)的分閘時(shí)間有關(guān)，09 倍熔斷器觸發(fā)負(fù)荷開(kāi)關(guān)分閘時(shí)間在熔斷器的“時(shí)間電流”特性電流偏差為 65的曲線所對(duì)應(yīng)的電流值就是三相轉(zhuǎn)移電流值。3 1 3交接電流是一種過(guò)電流值，低于交接電流的過(guò)電流，由負(fù)荷開(kāi)關(guān)負(fù)責(zé)開(kāi)斷，高于交接電流的過(guò)電流是熔斷器的保護(hù)范圍。交接電流可以由負(fù)荷開(kāi)關(guān)和熔斷器兩者的“時(shí)間電流”特性曲線交點(diǎn)來(lái)確

8、定。合理確定交接電流值，會(huì)減少限流熔斷器的動(dòng)作次數(shù)，具有一定的技術(shù)經(jīng)濟(jì)意義。特別是對(duì)真空和SF 6 負(fù)荷開(kāi)關(guān)，可以提高交接電流接近轉(zhuǎn)移電流以充分發(fā)揮這類負(fù)荷開(kāi)關(guān)的開(kāi)斷能力之優(yōu)勢(shì)。故障電流高于轉(zhuǎn)移電流是熔斷器的保護(hù)范圍，低于交接電流是負(fù)荷開(kāi)關(guān)的保護(hù)范圍，交接電流和轉(zhuǎn)移電流之間是負(fù)荷開(kāi)關(guān)和熔斷器共同保護(hù)工作范圍。組合電器與單獨(dú)熔斷器、負(fù)荷開(kāi)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，以確保組合電器的工作可靠性。額定電流、 交接電流、轉(zhuǎn)移電流都應(yīng)按配合要求核定。32箱變的過(guò)電壓保護(hù)作為站內(nèi)變壓器和其它高壓受電設(shè)備的過(guò)電壓保護(hù)，箱變內(nèi)應(yīng)設(shè)避雷器。因10kV 閥型避雷器FZ、 FS 系列

9、工頻放電電壓有效值為 26kV31kV。氧化鋅避雷器 MOA的標(biāo)稱電壓為 195kV 21kV，對(duì)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(jìn)行保護(hù)。若采用環(huán)氧樹(shù)脂干式變壓器時(shí)，由于其絕緣是按28kV 工頻耐壓1min，顯然只有選用MOA作為過(guò)電壓保護(hù)才是合理的。鳳凰小區(qū)為從經(jīng)濟(jì)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(dāng)?shù)卣鹆叶冗_(dá) 9 度時(shí)，而無(wú)破壞。高壓側(cè)配套選用 HY5W5 1750 避雷器，低壓側(cè)選用 Y3WO38 避雷器。33計(jì)量與無(wú)功補(bǔ)償高壓計(jì)量，

10、還是低壓計(jì)量，各地要求不一。鳳凰小區(qū)采用低壓計(jì)量，沒(méi)有電流表、電壓表、電能表，關(guān)于變壓器本身?yè)p耗問(wèn)題，將其折合成電費(fèi)一起由用戶承擔(dān)?？紤]到小區(qū)負(fù)荷的特點(diǎn)，并結(jié)合以往設(shè)計(jì)的工程實(shí)踐，無(wú)功補(bǔ)償取變壓器容量的1 6 左右，即每一箱變補(bǔ)償容量YJV 22為 90kvar 。采用自動(dòng)投切方式。34 開(kāi)環(huán)點(diǎn)的選擇環(huán)網(wǎng)在運(yùn)行中，通常在某點(diǎn)用負(fù)荷開(kāi)關(guān)斷開(kāi)網(wǎng)絡(luò)形成兩個(gè)獨(dú)立的鏈狀樹(shù)干式供電系統(tǒng)，此斷開(kāi)點(diǎn)稱開(kāi)環(huán)點(diǎn)。開(kāi)環(huán)點(diǎn)分為正常開(kāi)環(huán)點(diǎn)和故障開(kāi)環(huán)點(diǎn)。開(kāi)環(huán)點(diǎn)的設(shè)置能保證單電源網(wǎng)絡(luò)兩端斷路器不會(huì)同時(shí)斷開(kāi)。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(yùn)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(kāi)環(huán)

11、運(yùn)行。選擇開(kāi)環(huán)點(diǎn)應(yīng)使斷口兩端電壓的數(shù)值和相位相差最小。具體實(shí)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(yùn)行，通過(guò)計(jì)算找出由兩端電源供電的變電所，求出功率分界點(diǎn)的位置，此功率分界點(diǎn)即為環(huán)網(wǎng)的正常開(kāi)環(huán)點(diǎn)。如果出現(xiàn)有功功率與無(wú)功功率分界點(diǎn)不一致時(shí)，多因在高壓線路中的電壓損耗主要是由無(wú)功功率所引起，故此時(shí)應(yīng)選擇無(wú)功功率分界點(diǎn)作為正常開(kāi)環(huán)點(diǎn)。一般功率分界點(diǎn)不會(huì)恰好落在某兩個(gè)變電所之間。因此，只能通過(guò)計(jì)算，選擇兩端累計(jì)功率差值較小的點(diǎn)作為正常開(kāi)環(huán)點(diǎn)。當(dāng)然，在實(shí)際運(yùn)行中，若發(fā)現(xiàn)實(shí)際運(yùn)行功率與設(shè)備功率之間有差異，就應(yīng)將正常開(kāi)環(huán)點(diǎn)的位置加以調(diào)整，使環(huán)網(wǎng)運(yùn)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(shè)有閉鎖裝置。由物業(yè)管理人員負(fù)責(zé)控制，禁止其它人員隨意操作。4 環(huán)網(wǎng)電纜的選擇鳳凰小區(qū)環(huán)網(wǎng)線路全部選用87× 240 鎧裝交聯(lián)聚乙烯電纜直接埋地敷設(shè)。電纜按長(zhǎng)期允許載流量選擇，并進(jìn)行短路熱穩(wěn)定校驗(yàn)。1kV 以下電纜當(dāng)采用低壓斷路器或熔斷器作網(wǎng)絡(luò)保護(hù)時(shí)，一般均能滿足穩(wěn)定性要求，不必進(jìn)行校驗(yàn)。5 針