试论大型居住区10kV高压供配电系统的设计

王一名

摘要：经济在快速发展，社会在不断进步，在我国小区规模不断加大的情况下，小区的配电方式成为了非常重要的一项工作内容，将直接关系到小区用电的稳定以及用电安全。在本文中，将就大型居住区10kV高压供配电系统的设计进行一定的研究。

关键词：大型居住区;10kV高压供配电系统;设计

引言

能作为群众生产、生活中的重要能源之一，其输送过程的科学性、安全性备受人们重视，在配电系统中，10kV高压开关柜作为一种广泛使用的套配电装置，其设计质量好坏直接影响着电力系统作用的发挥效果。如何对10kV配电系统高压开关柜结构进行科学设计是本文关注重点。

1、10kV 配电系统接线方式的选择

某小区占地面积45万m2，建筑面积28.8万m2，按12个分区组合。该小区10kV电源来自其就近的110kV高压变电站。供电网络要经济合理、安全可靠地输送电能到用户，应该从性能、时间、费用、适应性、可靠性等多方面进行综合评价，才能恰如其分地选择接线方式。就10kV供电方式我们和当地供电部门进行了广泛的交流，据《供配电系统设计规范》规定：高压供电系统宜采用放射式。根据变压器的容量、分布及地理环境等情况，亦可采用树干式或环式。在小区10kV供电系统设计中，接线方式的选择有以下三种方案：a.高压树干式接线方案。需要大量使用高压电缆分接箱，可靠性低，而当地居民对用电要求较高，故这种方式并不合理。b.高压放射式接线方案。在初期这种方式被作为选择对象，但放射式只适用于允许年停电32h以上的地方，可靠性较低。并需要在电网入小区处设电气开闭站，大量配置高压柜，高压电缆回路多，首期投资大，显然难以适应开发商的投资策略。c.高压环网式接线方案。《建筑电气设计手册》对高压环网式供电系统的解释如下：环网供电系统是由电源引出两个回路向P个负荷点供电，并在各负荷点供电，在各负荷点之间依次敷设联络线，形成闭合的多边形电网，敷设的线路数目n=P+1。该方案结构简单，投资较少，可靠性高。但环网供电接线方式有两种类型，一种类型是两路电源来自同一变电站的不同母线或者不同的变电站，为典型的双回路电源环网供电接线，适用于年停电24-32h的地方。另一种是双环网供电接线，每一变电所内两台变压器来自不同电源的闭式环网，同时变压器低压侧再设联络开关，因此供电可靠性大大提高，双环网供电接线适用于年停电24h以下的地方。

2、大型居住区10kV高压供配电系统的设计

2.1负荷分级与供电要求

在我国城市不断发展、人们生活水平不断提升的情况下，人们在生活当中的电器数量不断 增加，对快捷、方便电源的应用则实现对其余类型能源的逐步取代。在小区内，对基础道路设施、水泵房以及基本商业机构的设置已经成为了一种较为常见的现象，并因此在实际用电方面具有了多样性的特点。对此，即需要能够充分联系小区建筑类型，以科学指标的应用做好负荷预算处理。负荷分级方面，通常来说，当不同负荷出现供电中断情况时，其在政治、经济以及社会方面也将因此产生不同的影响。根据其具体影响情况的强弱性，则可以将其分为几个不同的等级，即1、2、3这三个等级。当停电事故造成的影响越大时，其所具有的级别也就越高，并因此对供电系统的可靠、安全以及稳定具有了更高的要求。在实际设计当中，即需要能够根据建筑电气设计规划对不同类型建筑做好对应级别的确定。而在具体供电要求方面，当具有较高级别时，其对于供电系统的可靠、安全以及稳定性要求也就越高，对此，在实际对不同级别负荷情况进行供电时，即需要能够对以下要求进行满足：第一，对一级负荷实现2个独立供电电源的提供，以此保证当其中一个电源发生问题时，即能够对另一个供电电源进行启用。对于重要程度特别高的一级负荷，为了避免所具有的2个电源同时发生供电问题，则需要在此基础上对一个应急电源进行准备，在具体要求方面则可以对负荷自身允许中断供电时间的参考，即对其设置一个具有独立特征的发电机组;第二，对于二级负荷的线路或者变压器，在发生故障问题时，能够继续供电，或者在供电中断问题发生之后能够及时的恢复，以此保障其二级负荷得以正常的运转;第三，对于三级负荷线路以及变压器，则不具有十分特殊的要求，即保证其在正常情况下能够正常使用即可。

2.2配电所的设置

随着人们追求的提高，对供配电设施的要求也越来越高，对配电所而言，一般要求其符合小区的总体规划、保持小区的整体形象美观、节约小区的土地资源、具有较高的可靠性和安全性、布局科学合理。通常情况下，民用建筑的配电所电压的设计要考虑小区用电负荷的大小、小区的远景规划、当地电网的现状、供电距离的远近和线路的回路数等因素。对于大型居住小区而言，由于小区内各种用电设备的容量较大，一般选择10kV的高压供电方式。然而由于传统的独立配电所占地面积较大，影响小区的整体美观，需要投入较大的资金和较长的时间，另外，小区的建设也不是一蹴而就的，往往需要开发商分区、分期进行，从而在时间上具有先后顺序，所以大型居住小区内的配电所可以采用户外箱式变电所，这种配电所的特点是：所占面积较小，外观美观，不影响小区的整体形象美，所需要投入的资金和时间都较少，维修起来比较方便，且运行稳定、可靠、安全，因此，户外箱式变电所是一种非常适合大型居住小区的、较为理想的选择。其常用的容量大小为315～1260kVA。在选择箱式变电所时，应认真计算小区所需的容量大小，若容量过大，易出现大马拉小车的现象，从而造成浪费;若容量过小，不仅影响变压器的最佳负载率，出现损耗过大的现象，而且对小区用电器的扩容造成不利影响，因為当增加负载时，需要更换更大容量的变压器，从而出现重复投资，影响用户的用电。

2.3变压器合理设计

目前为了保障变电器设计能稳定运行，提升变压器应用稳定性与安全性，需要对变压器运行条件以及影响要素进行分析，对能源消耗以及运行成本进行控制。目前智能化建筑变压器主要是选用低能耗的高效变压器，促使变压器基本负荷状态能控制在70至85%范围内。将变压器容量以及负荷率控制在最佳运行状态，能有效降低变压器应用数量，对能源有效控制，提升能源资源应用效率。在季节性负荷影响下，对电能传递质量会产生较大影响。目前可以配置专用的变压器来调控负荷季节性变化，实现灵活投切，促使变压器能稳定运行，防止由于长时间轻载运行产生较大的能源损耗问题。比如在夏季建筑内部空调运转负荷较大，可以配置单独变压器作为空调变压器，这样能有效降低能耗，提升变压器运行效率。

其次在电力传输过程中，受到诸多因素影响会导致线路损耗问题发生，通过合理设计能对线损问题有效控制。电流从线路中流通之后，受到负荷问题以及线路材质影响会产生不同程度功率损耗问题。所以当前通过对电网功率因数进行控制，选取最佳的线路材质，能对电路电阻问题有效优化。

结语

如今，大型小区已经是城市居民生活的主要场所，其10kV高压供配电系统与人们的日常活动紧密相关，所以对于10kV高压供配电系统的设计要求与标准正在随着社会的发展而日益提高，这也给设计人员提出了更高的要求。对于设计人员来说，不仅应当积累丰富的设计经验，还应当在设计工作中重视每个设计项目的实际情况，立足实际情况，结合工作经验，提高设计水平，改良设计方案，优化高压供配电服务，切实提高居民的生活质量与用电便利水平。

参考文献

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[2]聂凤将.小区配电系统设计优化策略[J].电子测试，2015（12）.