住宅区供配电系统及其自动化分析

2012-08-15吴波

科技传播 2012年23期

关键词：单环住宅区供配电

吴波

华东送变电工程公司，上海 201803

住宅区供配电系统及其自动化分析

吴波

华东送变电工程公司，上海 201803

现在社会发展非常快速，包括社会经济的大力发展和人文素质的进一步提高，人们对自己生活和居住的条件要求越来越高，越来越追求完美。除了关注我们居住的小区的交通、位置、户型配置和周边环境外，人们现在进一步关注小区的供配电自动化系统的稳定和技术性，本文深入阐述和讨论了现在住宅区供配电监控系统的自动化技术，让人们了解其目的和意义，提高人们对自己所居住环境电力设备的了解，也可以进一步提高住宅区供配电系统的管理和稳定安全的运行。

住宅区；供配电；自动化

0 引言

现在城市的规模和规划已经比以前进步和扩大的很多，人们生活水平已经提高了许多，国民经济不断快速猛烈地的增长，进而演变成现在城市居民集中式地规划到住宅小区居住，取代了原来的分散式住宅建设。这样一来，既节省了我国有限的住宅面积，满足更多人需求，还对居民安全和同意居民居住管理起了很大作用，是社会主义现代化建设的必然所在。发电厂和变电站是电力系统的主要组成所在，输电网和配电站是靠近电力设备系统终端的关键，用户的用电设备室直接接收电力资源的系统终端，其中，整个电力系统需要由调控中心来统一管理。稳定安全的电力系统是居民和用户们最先考虑的标准；科学技术领先的供配电系统也会使居民觉得必不可少；适合居民经济范围，合理利用自己有限资源的店里系统也是居民和用户要考虑的不可或缺的因素。因此，设计和搭建一个科学的合理的住宅区供配电系统在当今时代显得迫切重要。

1 居民用电负荷分析

1.1 供电电源

首先分析和应对住宅区高压供电的建设，小区供电和配电管理中心为10kV变电站，其实由电力系统的开闭站供给每个住宅区的配电管理中心，结合其开闭站管理中心10kV，为了解决10kV变电站输电线路开关的控制不到位，提高变电站自身的供配电能力，电力系统一般会采用10kV双电源，而且其具有双射频或者单环网转换的形式。

每当住宅区居民家庭用户仅仅有三级或者三级左右的用电负荷时，110～35/10kV区域的变电所中的一些10kV供配电回路是当时供电电源可取自的唯一附近回路。如果几名住宅区只同时具有不到三级或者说一级和二级用电负荷的时候，供配电系统只能通过电源线路数量和变压器数量来确定局域变电所的供电电源。总之，《建筑设计防火规范》严格限制和规范了当今居民住宅区的用电负荷，包括其他的事业单位公司用电和公共设施都必须严格遵守其规范。

1.2 部分用户用电规划

现在社会的现代化程度已经大大地提高，科技也在不断快速的进步，人们用电也不断提高，居民住宅区的用电负荷数也超乎想象地增长，导致供配电系统日益负荷，慢慢达到了饱和状态。我国南北方温度差别比较大，在靠近北方一些地方，住宅区居民用户家庭需要使用电暖气，南方许多地方很长时间内需要开启空调风扇等用电设备，粗略算一下这些用户的用电负荷量，可以推算供配电系统的控制范畴的伸缩量。

2 供电方式及设计

2.1 单环网供电方式

住宅区单环网强电单体设计需要考虑到用户需要的标准，在安全稳定，经济合理的原则上，还要考虑到用户的家庭用电电器的增多，居民用户的用电负荷数也不断的增大，在单环网单体供电线路设计中必须要有一定的可延伸性和可伸缩性。我们在设计住宅区单环网单体线路供电方式上，许多种配电设备的所在位置和计费也是我们要考虑的一个重要方面，如今的很多种强电箱和弱电箱比较繁杂，一般都集中嵌入在单体的单元入口处，所以，我们在设计单环网单体配电线路时，必须结合建筑设计专业方向的基础，与建筑土木专业配合好，这样才能保证可以在设计单环网单体供电线路中可以留有足够大的空间和位置来用于安装强电箱和弱电箱。

现在来看看现在大多数住宅区的单环网供电线路的设计方式和原理。我们来引出一段干线电缆，此电缆是从开闭站的10kV中某一小节母本线路中引出来的。把这一段干线电缆引入开闭站的第一个住宅区配电室，介入其高压线路，经过高压负荷网到下一个住宅区配电管理中心，这样是为了接入到开闭站的另一节母本线路上，以此就形成了单环网单体供电线路。

和双射供电线路相比，单环网单体线路接入形式有很多优点，其省了两个高压出母线的空隙间隔，而且由于线路干线电缆的铺设长度也相对而言短得多，所有单环网单体线路接入方式具有相对良好的经济适用型，更加合理地适用于大部分驻扎区居民用户。再者，由于这种方式的干线电缆是从不同的路线路由铺设，因此单环网的电源还具有相对较高的供配电稳定安全性。两台不同的变压器在一条母本线路上运行，整个单环网单体一次就可以完成建设，所以对住宅区的供配电电力系统设置和电网规划有着很高的规格。

2.2 双射线供电方式

一般的住宅小区配电网系统10kV是运用环形网为核心的10kV配电方式，10kV供配电系统大部分情况下都是从来自变电站的不同母本线接入到双回路干线路电缆，进去最近的驻扎区供电管理中心的异同的高压母本线，然后经过环网变电柜接入到另一个住宅小区的供配电管理中心，这样一来就形成了双射线路供电方式，当一条线路的变压器或者电源出现工作问题时，用另一射频的电源线路接入。

相对于单环网线路接入方式，双射线路供电方式接线简单，新的用电负荷也更容易被接入。因为变压器分开运行，所以双线路干线电缆对施工的方便又很大的作用。一般情况下，住宅区居民大概有一千多用户，供配电系统供半径最好在150m，这是为了保证每个用户都可以拥有稳定的0.4kV的可靠性电压，为每400位用户铺设一所变电中心。

2.3 中压配电方式

经过改革开放的长期现代化建设以来，放射形式的接线方式和树干形式的线路接线方式使我们10kV中压供配电新电力系统大部分情况下所采用的，这两种线路接线方式长期以来很稳定合理地适用于人们住宅家庭需求。不过，近些年来，我们社会主义现代化建设的快速发展，加上整体科学技术水平的不断提高，这两种方式对住宅区家庭用户来说已经很难适应，已经远远达不到人们的需求，特别是当下供配电的稳定安全性和经济实用性等方面已经落后于住宅区用户的需求。

目前看来，还式供配电电力系统可以满足住宅区用户的大部分需求。闭环式电路运行起来会导致干线中行路环流，这是由于其两边电源的电压不一样所导致。总之，中压配电电路的设计要以确保线路安全性和稳定性为前提，考虑住宅区的地形特点、气候条件、铺设面积等因素，为住宅区家庭用户建设最适合和最可靠的供配电线路。

3 电力系统调度自动化

3.1 自动化调度的实现

电力系统主接线及其中各电力设备的参数是已知的，可事先将它们输入到调度计算机的数据库中。这样，只要将电力系统中的各断路器的实时状态送到调度计算机，再通过执行一定的程序就可以确定电力系统的实时运行结构。因此，也可以说表征电力系统运行结构的信息是通过电力系统远程的遥信功能送到调度中心的。电力系统的运行参数，包括机组有功功率、母线电压、线路潮流等是通过电量采集、变换，然后通过电力系统远动的遥测功能传输到调度计算机的。

3.2 电力系统自动化的功能

目前，电力系统调度自动化的功能包括电力系统监视和控制、电力系统状态估计、电力系统安全分析和安全控制、电力系统稳定控制、电力系统潮流优化、电力系统实时负荷测试、电力系统频率和有功功率自动控制、电力系统电压和无功功率自动控制、电力系统经济调度控制盒电力系统负荷管理。电力系统监视控制的功能是通过数据采集和监视控制系统对电力系统运行状态进行在线监视及对远方设备进行操作控制。它为自动发电控制、经济调度、安全分析等高层次功能提供实时数据和各种实用性支持，如画面管理、人机交换管理、制表打印管理、数据库管理、计算机通信管理等程序。电力系统状态估计是实现电力系统监视与控制功能的一种重要条件。

4 配电网的自动化系统

4.1 配电网自动化系统的功能和概念

配电网自动化系统是能够实现监视、协调、和运行配电系统的部分元件和全部元件的一个完整的信息采集、传递与处理的集成自动化系统。按DAS的基础性功能，可以分成以下几个功能：1）自动控制功能。主要包括自动母线分段和自动抄表等控制功能；2）数据采集与处理功能。数据采集与处理时各种控制及管理的依据；3）人工控制功能。在配电网中，即使自动化程度再高，也仍然存在若干人工控制及操作；4）保护功能。指变电站、馈电线的各种保护；5）负荷管理功能。包括对负荷的控制、信息传递与记录处理等；6）远方计量功能。包括负荷观测、远方抄表、损坏检测等；7）种管理、估计、计算的功能等。

4.2 配电网发展现状和趋势

国外对新技术的开发，注重设备质量、配电网自动化发展规划，从基础自动化到计算机配置，在自动化系统发展过程中，都能协调配套。20世纪90年代开始，国家大力支持对城市电网和农村电网的技术改造，加上计算机技术和通信技术的发展、一次设备性能的改善，以及DAS实施后系统的安全、经济性的提高均促使我国DAS系统的建设与应用显露出迅速发展的势头。