民用建筑变电所供电主接线方式的设计

胡荣峰

（克州诚鑫建设工程有限公司 845350）

民用建筑变电所供电主接线方式的设计

胡荣峰

（克州诚鑫建设工程有限公司 845350）

在设计民用建筑变电所供电主线的时候，最开始则应对电负荷等级进行确定，以便于供电系统正常运行，而且也必须对电负荷容量、电网状况、供电距离等进行考虑。本文在探讨民用建筑变电所供电主接线设计时将结合具体的工程案例进行合理分析，以实践经验论述为民用建筑变电所供电的科学发展提供有益建议。

民用建筑；变电所；主接线

市政电源条件对民用建筑工程供电系统有很大影响，本地供电部门负责提高市政电源条件。供电部门通常在工程前期策划过程中不会给出供电方案，所能提供的只是供电电压等级、供电方位路径、供电网络电力排管平面图等等。因此，工程设计者应该从项目的公共电网实际情况和相关规划出发，在了解工程的特征、用电量、供电距离、负荷等级等问题后，以国家行业标准规范为准，通过技术经济比较，对主接线方式进行设计。

1 设计原则

只要符合运行要求，为了节省投资，能不用断路器则不用；如果变电所两台变压器都在运行，二次侧的单母线接线应该为断路器分段类型；如果供电电源只有一个回线路，要在单台变压器装设过程中用线路变压器接线；要对配出线断路电流进行限制，多台主变压器同时运行时要让变压器分列运行；线路上接了避雷器，就不要装设隔离开关，如果避雷器是接在母线上，则可以和电压互感器共用一组隔离开关；在6～10kV固定式配电装置出线侧，要是架空线路或者有反馈的电缆出线回路中，要将线路隔离开关装设上；变压器低压侧是0.4kV的总开关需要用隔离开关（或低压断路器），在出现继电保护、自动切换电源的情况下，低压侧总开关、母线分段开关都要用低压断路器。[1]

2 供电主接线的主要方式

高压供电是大负荷容量用户常使用的方式。这种供电方式主要有两种：①供电部门所建的标准变电站和用户建筑邻近，而且也与负荷中心接近，不过变电站是安装于用户建筑用地红线中，供电部门具有其产权，而且行使运行、维护的责任；②用户建筑物内建造变电站，且设备配置齐全，供电部门介入高压电源。用户建造的变电站必须得到供电部门的批准，总的来说涵盖了基础底座、接地系统、排水、防火、通风、照明等等。[2]不管是用什么方式，都是一样的设计原则，都是用于项目的供电方案实施。而本文则主要从第二种供电方式来展开探讨。民用建筑变电站应该在高压侧运用单母线（单母线分段）接线。由于民用建筑变电所属于用户变电所，并没有很多的高压侧出线回路，母线也不长，通常是使用封闭式成套开关柜。事实上，如果有两路10kV高压电源供电，那么按照用户的负荷特征，通过技术经济比较，能够运用列三种主接线方式：

2.1 两路电源对单母线分段一起供电可以互为备用

在那些负荷容量大、出线回路多、供电稳定性高的大型民用建筑可以使用这种方法。主接线里较为简便的接线方式就是单母线不分段电路，其特征是结构不复杂、使用设备不多、配电装置建造价格不昂贵，但是没有太好的供电稳定性，如果用户对供电连续性没有太高要求就可以使用这种方法。

2.2 两路电源供电及备用皆为一路且母线不分段

这种方式会让倒闸时存在短时停电问题，在那些没有特别要求的民用建筑中可以使用，但供电容量不能太大，最好不要超过4000kVA。在两段母线上接两个电源，相互之间的联接则是用隔离开关（或断路器），其特征就是供电稳定性很高，对于大容量的三级或者一些一二级负荷比较合适。

2.3 三路供电母线分段加联络开关连接

三路供电的连接方式是母线分段加联络开关，或者两路供电、两用一备。其供电稳定性好，对于大容量重点工程比较使用。

由于供电稳定性的要求越来越高，不少地方为了确保供电稳定性，都需要两路电源。如果一路电源出现停电、欠压问题，就可以自动进行切换，以便于正常供电。一般两台高压真空断路器、智能控制器组成高压双电源自动转换装置。这种装置的保护互锁作用主要体现在短路与过流等保护方面，能够让变电所在供电中防止出现负载故障。

3 供电主接线方式的案例分析

3.1 10kV两路电源供电主接线方式案例

3.1.1 案例一

某座大楼是某县科技园的重点配套项目，后期通过和供电部门的交流，按照办公楼的负荷等级特征设计供电方案。主供运行过程中，合上主供总柜4H、分段柜9H断路器，分开备供总柜13H断路器。而在备供运行过程中，则合上备供总柜13H断路器，分开主供总柜4H、分段柜9H断路器。在方案的后期实施中，运用二台一组变压器将低压配电系统组成联络，同时也是大小两个容量不一样的变压器进行低压联络，因此需要有应急操作预案以应对故障可能。QF1、QF11、QF6间要加电气闭锁要求，即一般QF1、QF11保持合闸，检修1#低压排时应该卸载1#、3#上面的三级负荷，然后手动投入联络开关，切忌不能在未卸载负荷的情况下直接投入，不然就会让QF11低压总开关因过载出现跳闸问题。检修3#低压排时，其方式和1#相同，此处不再赘述。

3.1.2 案例二

某建筑工程属于社区的公共建筑，变电所处于-1F，其供电负荷等级是二级。这里面的消防用电设备是二级，一般普通的则是三级，总装机容量是512kW，消防负荷装机容量是110kW。这个项目一路高压、低压市政电源，皆是把电缆直接埋到地下，然后通过接到变配电所的进线柜。变电所中有一台干式变压器，其容量是400kVA。在和供电部门几次沟通后才完成这种供电接线工作，其中市政电源要提供一路低压用电比较困难。也唯有如此，才可以不用一般的两路10kV高压一起供电。前期方案对自备柴油发电机组也考虑在内，将之当成第二路电源。不过，会增加初期投资，且以后运行维护成本也高，可以根据实际情况决定使用与否。[3]

3.2 10kV三路电源供电主接线案例

某综合体项目基本是由基地东边的高层办公楼、公寓2号塔楼和基地西边的商业、休闲3号裙楼构成，最早的供电方案选择的是两路电源共同供电单母线分段，且高压联络开关不设置在中间。这种供电方式对业主早期开发、方案咨询是很有必要的，也节省了初期的投资造价。该地区供电较为紧张，单回路供电容量没有超过11000kVA，而实际只能控制在7000kVA。由于这个项目是本地的标志性建筑，供电部门要求一定要确保稳定供电，这就需要有合适的备供容量。根据代表性的建筑项目来看，其有五星级酒店、豪华公寓、超大办公区，因此改进方案是将第三路市政电源引入近来，将之当做其它两路常用电源在发生故障的情况下的热备用。

三路电源两路供电，两用一备。一路10kA高压备用电源应是C进线。主供是18550kVA，备供是8720kVA。对两段母线一起失电的情况不作考虑，高压母线的联络需要手动。从高压断路器的分闸与合闸情况判断主备供高压进线是运行还是故障。该项目改进型高压断路器的分闸合闸情况见表1，分闸是以“0”表示，反之则以“1”表示。

经过改进，供电方案备供和主供容量各占一半，不符合供电部门要求重要标志性建筑需达75%的要求。同时，供电部门认为常用电经常大于7000kVA不符合正常运行状况，所以应该对供电接线方案进行改变。将10kVA专用开关站设置在2号楼-1F，供电运用三路专用馈线。如果电源正常运行，那么三路专用馈线会共同供电，且以分列运行的方式，互为备用。如果某路馈线失电，就可以使用两组“三取二”的方法进行供电，即Ⅰ、Ⅱ段进线失电，则Ⅰ、Ⅱ母联接通；Ⅲ段进线失电，Ⅱ、Ⅲ段母联接通；Ⅱ段进线失电，要确保Ⅱ、Ⅲ段母联接通，而Ⅰ、Ⅱ母联不接通。

表1 某综合体项目改进型高压断路器分闸/合闸情况

要是同一高压母线上存在一组二台变压器带，就会让这段母线出现短路的故障，而这个故障要是未被排除，其它相关的高压联络开关则无法合闸，使事故扩大。因此，要确保一级负荷供电，在Ⅰ段进线上把这个项目的全部两台一组中的一台变压器接上。Ⅱ、Ⅲ段母线的变压器和Ⅰ段对应，换言之，Ⅰ段符合是这个项目总容量的1/2，如此就会造成Ⅰ段接入的容量有些偏大。要确保供电稳定性，而且让Ⅰ段母线容量不会太大，裙楼高压使用两路自切供电。

4 结语

总之，民用建筑变电所供电设计人员应该按照公共电网的发展变化，在考虑本地工程特征、规模、负荷等级等方面以后，严格遵守国家行业标准规范，制定科学的设计方案，以保证民用建筑变电站安全可靠地运转。另外，民用建筑供电主接线对供电的稳定性、经济性有决定性影响，而项目周边的电力市政供电实际情况则限制了供电主接线方式，故而在相关的主接线设计中，应该进行综合运用，充分制定安全、高效、节能、先进的设计方式，为民用建筑变电所供电的可持续发展做出更多贡献。

[1]陈世超.110kV变电所的设计过程[A].2011建筑工程电气技术文集，2011：40.

[2]成冠星.关于10kV变电所设计分析[J].河南科技，2013（20）：135.

[3]中国航空工业规划设计研究院.工业与民用配电设计手册[M].北京：中国电力出版社，2005：27.

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1673-0038（2015）37-0301-02

2015-8-28