前言:我们精心挑选了数篇优质变电配电的区别文章,供您阅读参考。期待这些文章能为您带来启发,助您在写作的道路上更上一层楼。
【关键词】住宅小区;用电负荷;供配电系统设计;
近年来,随着现代科学技术的发展和人们生活水平的提高,人们对居住环境的安全、舒适、实用、方便、环保等方面的要求日益提高。这就要求设计人员必须针对住宅小区的建设规模,结合小区的总体规划及用电负荷特征,合理选择住宅小区的供电方式,以保证供电系统的安全可靠运行
一、住宅小区用电的特点及负荷的确定
住宅小区用电的特点在于用户的多样性。小区内除了住宅外,还包括很多的配套服务设施,如物业会所、水泵房、锅炉房、商业服务设施、停车场、学校和幼儿园等。其用户既有一般用户,又有重点用户;既有多层和高层住宅,又有小区级公共建筑和少数市级公共建筑。生活用电包括居民住宅用电、给排水用电、集中供热用电等;公共建筑用电一般包括物业会所、水泵房、锅炉房、学校、小区道路照明、楼道照明和景观照明等。因此,在详细规划阶段,应针对不同的建筑采用不同的指标来进行用电负荷计算,通常采用单位建筑用地面积负荷指标法进行负荷预测。其计算公式为:
P=(P1S1+P2S2+…+PnSn)×Kx (1)
A=P×Tmax(2)
式中:P——最大用电负荷;
Pn——单位面积上的用电负荷,即负荷密度;
Sn——不同地块的规划用地面积;
A—年用电总量;
Tmax——最大负荷利用小时数;
Kx——需用系数。
根据以上公式和《工业与民用配电设计手册》,可以估算出小区用电各指标值
二、小区供配电系统设计
对住宅小区的供配电设计,应本着超前规划原则,为以后将增加的用电设备保留相应的负荷容量,这样可避免供电设备不间断式的更新,降低重复投资带来的浪费及给用户带来的用电不便。
1、 住户线路系统
无专业电工维护的住宅电气线路与有专业维修工的企事业单位的电气线路不同,加上居民不懂电气维修的安全知识,极易产生电气事故。所以,居住区电气线路设计当吸取以往经验,面对未来需求,达到安全性、可持续发展性,以达到住宅的功用性及舒适性需求。当下居民对电的需要愈来愈高,高档大功率的电器逐步进入一般百姓家庭,对住宅的电气线路设计,应由以往的温饱型过渡至现今小康智能型,在重视电气线路安全性的同时,为长远负荷增长预留充分的容量。由于住宅暗配的电气线路难以更换与增加,故需一步到位,以满足长远负荷需求。所以针对昔日住宅电气设计要求中存在的问题与《住宅设计规范》(GB50096—2011)中的规定“电气线路应采用符合安全与防火需求的敷设方式配线,导线应采用铜芯绝缘线,每套住宅进户线截面不应
2、住户配电系统
以往我国每户住宅里照明与插座分支的回路数过少,并且有的甚至为照明与插座共用一个回路。因为分支回路少,导致每个回路所带负荷加大,事实上等于减少了线路与截面,因而致使电气线路的长期过载,导线绝缘下降,线路温升增大,造成电气线路的事故增多。
增加分支回路的数量,等于降低了回路阻抗,如此对于减少住宅的谐波电压,降低谐波危害非常有利。并且,住宅设计足够多的分支回路数量,便能够有条件地把发生谐波的、非线性负荷电器与对谐波的敏感电器分回路供电。这样,非线性的负荷谐波电流在其分支回路阻抗产生的谐波电压便不可能危及到另一回路上的敏感电器。由于分支回路数量的增多,当其中的任一回路展开检修或因故障跳闸之时,其停电范围缩小,给家庭生活带来的不便亦减少。
当今通用设计,在住户室内设配电箱,并依照照明、空调、插座等,分回路设置。其中空调、照明回路采取空气开关,对于柜式空调、浴霸、插座应采用漏电断路器。其优点为:照明不通过漏电开关;空调安装于2.4 m 之上,人体正常不接触,插座通过不同家用电器配电;浴霸安置于卫生间,因环境潮湿,其漏电可能性比较大,若一旦发生漏电,开关便会脱扣,以保证用电安全。
3、 住宅小区配电外线设计
(1)变压器容量确定:在建筑配电设计时,变压器容量依照小区的范围(建筑面积)进行确定。
变压器的总容量=a+b+c。 式中,a 为居民总用量:按50W/m2计,此部分包含居民户用电量、小区居住建筑中公共照明或建筑物里各类辅助的动力用电容量(比如小高层中的排烟机、电梯、污水泵、排风机等用电量)与居民区里必须的小型配套建筑(如居委会、商店、幼儿园、车库等用电量);b 为较大型公共建筑用电量:依照60~70W/m2计(比如多功能活动场所、商场等用电量);c 为住宅小区里的广场、娱乐设施、喷泉、院区照明等用电量,依实际用电情形计算。
三、变电所的确定
住宅小区能否设置高压开闭所以及设置多少变电所,应依据当地的供电部门供电方案要求、用电容量及负荷性质以及所在环境与节能等因素进行设计。正常由变电所至用电负荷的低压线路供电的半径不应超出250 m。在供电的计算容量超出500 kW、供电的距离超出250 m时,应增设变电所。
依据当下我国大多供电部门的要求,居住用户用电应采取一户一表计费方法,电源直接接进小区的变电所低压配电系统。小区变电所高低压配电房应当独立设置并且由供电部门担当维护管理,小区变电所低压系统可以提供一路三相400 A 与380 V/220 V的低压电源,并且经设于小区变电所以外专用的低压计量箱后提供住宅公共用电。在住宅公共的用电容量超出400 A 或有容量极大的商业用电(>100 kW)之时,应当设置带商业或局部公共用电专用的变电所。专用变电所的高压电源由小区高压系统专用的回路提供,并且于小区变电所以外设置高压配电间,采取高供高计方法。
小区变电所内的变压器容量与台数须依据小区住户用电与住宅公共的用电计算容量来确定,正常计算容量超出630 kVA,应采取2台变压器。单台变压器容量不宜超出1 600 kVA。专用的变内变压器的容量与台数应当依据商业用电及公建用电整体与消防用电计算的容量来确定。当有一级与二级负荷之时,应当考虑用柴油发电机组作为备用电源,并且做好和市电高低开关连锁的设计,禁止与市电并联。由于专用变采取高供高计的方法,相对其低压的配电系统中局部住宅的公共用电负荷,可采取专用回路,并且经专用计量装置进行“表下除度”的方式来区别非商业用的电量。一样,对于不安置专用变时,住宅小区的变中少量商业用电(商铺)经过当地供电部门的同意亦可采取“表下除度”与一户一表方法,分别计费。总之,住宅小区的变配电系统既需达到建筑电气的设计规范要求,又需达到当地供电部门对小区住户用电管理中的特别要求。
关键词 配电 自动化
1 配电自动化
中国目前的配电网很薄弱,绝大多数为树状结构,且多为架空线,可靠性差,损耗高,电压质量差,自动化程度低,因此加强配电网的建设是当务之急,近几年大量进行的城网、农网改造提供了巨大的市场机遇。采用信息技术,对配电系统的安全可靠运行,提高管理水平,降低损耗具有重要意义。
目前,配电自动化还没有一个明确的定义。在电力系统一般把这4个方面的内容统称为配电管理系统。事实上,4个方面的内容相互独立运行,它们之间的联系十分密切,特别是信息的搜集、传递、存储、利用是相互影响的。分步骤地从纵向和横向两个方向逐步实施和完善。在供电企业内,它属于一个信息管理系统。
2 配电自动化的内容
2.1变电站自动化
发展变电站综合自动化也是当前城网和农网建设和改造的基础环节之一。变电站是电力系统中不可缺少的重要环节,它担负着电能转换和电能重新分配的繁重任务,对电网的安全和经济运行起着举足轻重的作用。尤其是现在大容量发电机组的不断投运和超高压远距离输电和大电网的出现,使电力系统的安全控制更加复杂,如果仍依靠原来的人工秒表、记录、人工操作为主,依靠原来变电站的旧设备,而不进行技术改造的话,必然没法满足安全、稳定运行的需要,更谈不上适应现代电力系统管理模式的需求。
2.2馈线自动化
馈线自动化是指配电线路的自动化。包括配电网的高压、中压和低压3个电压等级范围内的线路自动化。它是指从变电站的变压器二次测出线口到线路上的负荷之间的配电线路。等级馈线自动化有其自身的技术特点,从结构到一次、二次设备和功能,与高、中压有很大的区别。
无论是城市配电网,还是农村配电网,配电网自动化应立足于在进行配电网改造,以真正解决配电网的实际问题,以符合供电可靠性及用户供电的要求,不搞形式,将有限的资金投入到较为实际有效的电网改造中去,解决配电网较为突出的技术问题。确保电力用户用电的时效性,满足电力用户的供电需求。从用户用电的实际要求为出发点,做好用户用电的服务工作,体现用户是上帝的精神。
3 配电自动化管理
在综合分析配电网供电可靠性、停电损失及供电成本基础上,提出了以辖区指数代表供电可靠性,在使电力总成本最低,即社会总效益最大的前提下,设置了配电网中分段开关的数量和位置的一种新方法,并进行了实例论证,将为基于电力市场的配电自动化设计提供一种手段。在电网调度自动化系统中采用多媒体技术,采用触摸屏,使人机交互对话具有良好的界面。按照屏幕提示的区域用手轻轻触摸,即可得到想要知道的信息,这为只懂电力系统的工作方式、不懂计算机系统的人带来极大方便。在配电自动化进程中,自动重合器、分段器及熔断器等开关设备的应用将越来越广泛,因此对开关设备的选择和定位的研究具有重要意义。
3.1信息管理
信息管理是配电自动化系统的基本功能,信息被连续地采集更新。信息系统的基本构成是一个不断更新、紧紧跟踪配电系统状态数据库。必须是配电系统的一个完整而准确的记录,配电调度员或任何一项自动化功能都能够方便地存取数据;要随着配电系统的扩充加以修改。信息管理是连续进行的动态过程,信息存入、检索和处理随时都在进行着。对用于控制的信息,其精度和实时性要求很高。用于保护的信息要求精度高并且实时性好,能使保护在毫秒级时间内动作。在无功控制等功能中数据的精度比实时『生更重要。数据采集时必须把由于顺序地扫描远方各点而造成的数据不同时性减至最小。采用分布式计算机系统对此是有利的,并能提供保护所必需的快速响应。信息记录的内容包括系统各点的运行参数、事件和数值的时间标志的开关量变动等。反映系统结构变化,远方抄表直接从用户表计上自动记录到电力和电量信息。精度不受损失,远方抄表系统是比较复杂的。响应时间对这一功能并不重要。介时,可以遥控切换用户表计中的机械记度器或固态记数器。
3.2安全管理
安全管理的目的是使配电系统发生故障后所造成的影响最小。当发生永久性故障时,首先要辨识并隔离故障线路段,重新构建配电系统,使非故障段能在最短时间内恢复供电。典型的运行方式是由变电站通过多条放射状馈电线对用户供电。当负荷密度很大时,大多数馈电线将互连起来,以使用户有备用的供电途径。对于这种配电系统,故障识别和恢复供电均可自动操作。当一条线路某段发生故障时,馈电线断路器将自动跳闸并自动重合一定次数,如果故障消失则重合成功,如果是永久性故障,馈电线断路器将再次跳开并锁定在断开位置。配电自动化系统通过对故障电流分布信息的分析,推求出故障位置,在电源已经切断的条件下,自动地打开有关的分段刀闸将故障段隔离。自动化系统重新安排运行方式,控制操作适当的刀闸和断路器,将所有非故障线路段重新接入到供电电源上去。
3.3加快电网改造
按照电网的规划,优先安排增加电网传输容量、提高电网安全和供电质量的项目,优化电网结构,满足合理的变压器容载比的要求。城市配电网要实现环网结构,提高互供能力。积极采用配电自动化技术。实施环网供电,馈线自动化,缩短故障隔离时间,缩小停电范围。对已经形成的配电网络应积极合理的装设线路分段设备、重合设备。推广在线路上装设有效的故障指示仪,变电所内装设小电流接地选线装置,采用电缆故障寻址器等分散、智能型就地故障检测装置,准确并缩短查找故障点的时间。使用较好的105CV接地故障查找仪器,尽快确定故障点。大力开展10kV配电网带电作业。带电接引,处理和更换跌落开关、带电立杆紧线等作业项目推行带电作业方法,同时加强带电作业人员培训,配置工器具、带电作业车等,不断扩大带电作业项目范围。实行带电作业时,应严格执行有关规章制度,确保安全。
[关键词]农村变电所 建设 配电装置 继电保护 二次接线 无功补偿
一、引言
我国农村电网目前仍以35、66kV电压等级的变电所为主,对于110kV电压等级的农村小型化变电所,除广东、湖南等地有少量建成外,其他地区尚未出现。因此,本文所说的农村小型化变电所是指户外敞开式布置,接线简单、保护简化、设备自动化程度高、单台主变容量在6300kVA及以下的35kV、66kV县及县级市以下地区变电所。
二、小型化变电所与常规变电所的区别
小型化变电所的建设方案,是在总结国内外变电所设计运行经验的基础上提出的,与过去建设的常规变电所和简陋变电所有明显的区别。无论是主接线形式、设备配置及选型、总体布置还是保护方式,都形成了一种新的格局。
1.主变压器
变电所可装设1~2台主变压器,在负荷变化比较大的地区,为降低,空载损耗,宜配置不同容量的变压器,如采用并联运行,为减小两变压器内的环流,这两台主变容量比不宜超过3:1。
由于农村电网线损大,季节负荷差别大,无功补偿率低,用户端电压难以满足电压允许偏差值的要求,不能保证用户用电设备的良好运行,如果采用有载调压变压器,可改善电压质量、减少电压波动。因此,经计算用户端电压不能满足用户对电压质量的要求时,应采用有载调压变压器。有载调压变压器的缺点是价格高于普通变压器,其检修工作量也较大。
2.电气主接线
变电所的主接线是根据负荷性质、用电容量、设备特点、出线回路数和变电所在电网中的地位等条件确定的,应满足供电可靠、运行灵活、操作检修方便、维护简单、节约投资和便于扩建等要求。
35kV、66kV进线为2回及以下时,宜采用桥形接线、线路变压器组或线路分支(即T形)接线。10kV出线少于6回时,可以采用单母线接线;当出线为6回及以上并有两台主变压器时,宜采用分段单母线或简易分段单母线接线。
T接在线路中的分支变电所或终端变电所,主变压器容量在6300kVA及以下时,35kV、66kV侧应采用熔断器和隔离负荷开关配合作保护。这是农村小型化变电所区别于常规变电所的特有的一种保护方式。T接在线路中的分支变电所或终端变电所的重要性远比枢纽变电所小,而目前国内已研制出35kV户外隔离负荷开关,它能开断和关合200A以下的负荷电流,与熔断器配合代替断路器,能有效地保护主变压器和变电所35kV进出线。
三、配电装置
配电装置的布置和导体、电器、架构的选择应满足正常运行、安装检修、短路和过电压状态的要求,不得危及人身安全和影响周围设备,这是确定配电装置的基本原则。小型化变电所的配电装置为户外敞开式,宜采用半高型布置;若采用其他布置,应保证运行安全、检修方便,并考虑节约占地。
近年来,高压配电装置发展较快,新型设备的涌现大大提高了供电的可靠性,减少了维护工作量。为推广新技术、新产品,提高农网装备水平,农村小型化变电所的主开关设备应采用真空断路器、六氟化硫断路器、真空自动重合器或六氟化硫重合器作开断设备,不得采用以油为灭弧介质的断路器和自动重合器。
四、继电保护和二次接线
在小型化变电所中,主变压器保护采用熔断器与隔离负荷开关配合作保护,主变压器35kV侧采用熔断器作保护,主变压器10kV侧采用断路器作保护。农村电网主变压器容量较小,尤其是对T接在线路中的分支变电所,在一定程度上简化35kV侧保护,加强10kV侧保护,以节约投资。此外,随着新型负荷开关的不断改进,其开断的负荷电流越来越大,保护范围越来越宽,同时,熔断器质量不断提高,应用其优良的速断保护性能与负荷开关配合使用,保护变压器最为理想。
对10kV出线开关,若是户内装置,其控制和保护应采用分布式单元保护或综合集控装置;若是户外装置,应采用自动重合器。为充分发挥自动重合器的作用,10kV线路上采用自动分段器与自动重合器或带自动重合闸的断路器配合使用。
隔离开关与相应回路的断路器、自动重合器、接地开关之间应装设可靠的防误操作闭锁装置。当采用自动重合器时,其本身必须具有闭锁回路和合、分位置的信号接点。变电所应配置远动装置和可靠的通信设施。
五、无功补偿
10kV母线宜根据主变压器的容量和台数装设密集型补偿电容器,补偿电容器的总容量按满足主变压器所需的无功功率补偿值,一般按主变压器容量的10%~15%确定。
电容器组容量小于300kvar时,接线方式亦列成三角形;容量大于等于300kvar时,采用中性点不接地的星形或双星形接线方式。电容器组的开关设备和导体的长期允许电流不应小于电容器组额定电流的1.35倍。电容器组应装设单独的控制和保护设备,并应直接与放电装置连接。
根据农村变电所建设原则和发展方向,国电公司农电发展部提出了两个农村小型化变电所模式方案,即第一方案(近期方案)和第二方案(远期方案)。第一方案选用SF6(或真空)断路器作为10kV出线开关,控制和保护选用微机(或集成电路)综合集控台(屏),采用半户外式;第二方案所用SF6(或真空)自动重合器作为10kV出线保护控制设备,35kV侧主变压器保护选用新型熔断器,主变压器出口处装设自动电压调整器,采用全户外式。
随着小型化变电所数量的增加,运行时间的延长,以及与县调通信、自动化的密切结合,无人值班变电所的建设已逐步推行。
参考文献:
[1]丘立宇.谈农村小型化变电所设计.企业科技与发展,2010
[2]唐勇,徐斌,许和明.35KV农村变电所多方案设计与建设的探索.安徽电力职工大学学报,2002
[3]陈枫,张宏伟.35kV无人值班变电所的建设与运行管理.农村电工,2006
关键词:公路隧道;消防负荷;供配电;方案设计;配电线路;二级负荷 文献标识码:A
中图分类号:U453 文章编号:1009-2374(2017)11-0190-02 DOI:10.13535/ki.11-4406/n.2017.11.096
公路隧道是在山体下面或者地表下层的重要交通道路,由于其位置的特殊性,因此在施工建设过程中,对供配电的要求标准也越来越高。随着公路隧道内各种功能的不断完善,其涉及到的电气部分内容也变得复杂多样。考虑到公路隧道的消防安全问题,一般公路隧道内部都使用消防设备。消防设备的正常使用,需要一套设计合理运行平稳的供配电系统。基于此,在本文的研究过程中,对公路隧道供配电设计中的消防类负荷的设计方案进行深入研究,提出了一些合理的解决方案和措施,希望可以对提升公路隧道消防类负荷的安全用电,起到一定的参考借鉴作用。
1 公路隧道中的消防类负荷
公路隧道中的消防类负荷较多,如应急照明、排烟风机、消防管道电伴热带、消防补水水泵、车型横洞防火卷帘、火灾自动报警系统、紧急电话与广播、交通监控系统等。其中除了消防管道电伴热带属于一级负荷,消防补水泵属于二级负荷,其他都属于一级负荷中的特别重要负荷。
2 各级负荷的供电要求
根据用电设计施工规范,对消防类电源的要求标准,不同级别的负荷供电如下面几种:具体负荷分级需要根据《供配电系统设计规范》《火灾自动报警系统设计规范》《公路隧道设计规范第二册交通工程及附属设施》等确定。
2.1 一级负荷设备的供配电做法
隧道一级负荷应采用双电源供电模式,当一个电源发生故障时,另一个电源应不至于同时受到损坏。一级负荷容量不大时应优先采用从邻近的电力系统取得第二低压电源,亦可采用应急发电机组作为备用电源。对于隧道一级负荷别重要负荷,除上述两个电源外,还必须设置不间断电源装置,作为应急电源,并严禁将其他负荷接入应急供电系统。
2.2 二级负荷的供电系统
二级负荷类消防设备,宜由两回线路供电。在负荷较小或地区供电条件困难时,二级负荷可由一回6kV及以上专用的架空线路或电缆供电。当采用架空线时,可为一回架空线供电;当采用电缆线路时,应采用两根电缆组成的线路供电,其每根电缆应能承受100%的二级负荷。
3 备用电源和应急电源的设计
第一,有一级负荷的变电站,在供配电方案设计时,必须要使用双电源,使用的双电源最好是直接从电网获取,如果在电网中只可以获得一路市电,则另一路可以使用柴油发电机满足。
第二,针对一级负荷中的重要负荷,在供配电设计方案时,要在负荷前短设置UPS或者EPS。
第三,在实际公路隧道中,对于消防类负荷的供配电设计,要遵从如下三个方面的设计细则:(1)对于500m以下的隧道,可以不用设置应急照明,如果没有隧道监控、电光标志等负荷,就说明没有一级负荷的供电需求,在这种情况下,无需配备柴油发电机;(2)如果是公路隧道内部有排烟风机、消防加压水泵、应急照明、火灾报警、隧道监控等任意一项设备,则说明隧道内的变电站需要两路电源。对于消防补水泵,在实际隧道中,要灵活掌握其用电情况,设置柴油发电机;(3)公路隧道内的应急照明、电光标志、火灾报警、隧道监控等一级负荷中的特别重要负荷,在设计供配电方案时一定要设置应急电源。应急电源的方式主要是EPS和UPS两种。
其中,应急电源在设置时,要遵循如下设置原则:公路隧道内的应急照明应该优先采用EPS作为其应急电源,在出现意外情况时,进行电源切换,时间不能超过3ms操作的电源,只可使用UPS作为电源,另外,还可以从电压互感器进行引电。对于那些要求不能中断的供电要求,例如监控、通信的负荷用电,需要使用UPS作为其应急电源。
4 EPS与UPS设置的区别
公路隧道中的电源设置,需要根据其不同的特点,进行合理分析,并做好其各自供负荷的设置。UPS是一种不间断供电,而EPS是一种非在线式电源,不过这种电源允许有一定的切换时间。这两种电源方式都能作为应急电源使用,不过在具体使用方面还是存在一定区别的。
对于隧道的应急照明来说,更加适合的就是EPS,根据相关规定,对于隧道中的应急照明中断时间,不可以超过3s。在这种情况下,为了使得隧道内的各种灯光不熄灭,对于电源切换时间的要求控制在3~5ms。
如果公路隧道中的用电负荷不允许中断供电或者对中断供电时间的要求控制在毫秒级别时,就需要使用在线式的UPS供电。如果是需要保护电压的,根据有关供电要求,就需要使用互感器作为操作电源,并且要使用UPS作为分闸操作电源。不过一般情况下,使用UPS也可以作为合、分闸操作电源。
5 配电方式
5.1 树干式配电方式
公路隧道中的消防负荷供配电方式,需要根据防火分区的划分,对配电系统进行合理的规划。
关键词:电力设计,电网安全,措施
中图分类号:F407文献标识码: A
引 言
现如今,随着社会的发展和进步,对用电量的需求也越来越大,用电安全性是否可以得到充分保障,对于人们的日常生活而言显得尤为重要。 对于我国而言,土地资源短缺,再加上征地费用极高,这对我国变电站电网的设计以及规划都提出了更加严格的要求。 怎样才能够在变电站内建立一套科学、合理的电网结构,确保城市规划能与电网设计相互适应,并从根本上实现城市电网的安全可靠运行,成为了电力工作者们共同探讨的问题之一。对于城市中的电网建设而言,要围绕协调发展、标准统一、安全、超前发展等原则执行。 这些原则的根本含义,就是让城市电网在与城市相互结合、促进城市发展的前提下,为电网的后续发展留有足够空间,保证了城市电网的安全,减低电网建设的造价。
1、电力设计确保电网安全的原则
1.1 合理选择电压等级
在整个电网规划过程中, 最为重要的是电压等级的选择,这会直接影响电网的整体规划。 以某座城市为例,规划取消该城市中 35kV 的电压,但城市周边的郊区,为了预防线路过长而造成的种种问题,可以继续使用 35kV 的电压。 当电压等级在不断简化的同时,还应当逐渐减少变压层次。 为了防止重复降压的情况出现,只选取高电压或低电压中的一级,在 220kV的变电站中,选择 110kV、220kV 或者35kV电压,如果在 110kV的变电站中, 则应当选择 110kV 或者 10kV 电压。 为了可以更加良好的减少变压层次,优化电压等级。
1.2 确保电网供电可靠性
在城市电网供电中,必须要满足两个基本原则―――供电可靠性和安全性。对于城市供电来说,必须要根据相应的变电容载比对其进行严格配置,不同级别的变电容载比必须满足当前《电网规划设计准则》的相关内容。 而在这套《电网规划设计准则》中,包含了 N-1 准则以及 N-2 准则。 对于城市配电网而言,通常情况下都要求使用 N-1 准则,但是在那些较为重要的地方,也会使用N-2 准则。只有当城市供电真正满足了 N-2 原则,才可以确保电网在进行供电过程中更加安全和可靠。在供电可靠性方面,一般城网供电可靠性的目标制定为99.99%,变压器是不允许过载的。对于中压配网来说,其负荷转移需要一定的安全前提,如果变电站失去任一回进线或主变压器,供电能力会有所下降,这时就具备转移负荷的能力。如果在变电站中,一段母线因为发生故障而停止传输,那么配电网就具备转移负荷的能力。如果在10千伏的配电线路中,有任一段发生故障,配电网就具备转移负荷的能力。在配电网发生故障时,可能会造成停电的现象在两回路供电的用户,失去一个回路时不需要限电。在三回路供电的用户,如果失去一条回路时,不需要限电,失去两条回路时,需要满足供电容量50%的用电。
1.3 电网负荷转移能力
变电站的电网负荷转移应当具备以下几个最基本的能力:
(1)保证中压配电网的供电能力。 在电网整体结构中,中压配电网起到一个至关重要的主体作用,因为它可以使负荷进行转移。 假设变电站中的变压器以及回线路无法得到联系时,中压配就会发挥其应有的作用,为继续供电提供保障。对于中压配网来说,其负荷转移需要一定的安全前提,如果变电站失去任一回进线或主变压器,供电能力会有所下降,这时就具备转移负荷的能力。
(2)中压配电网可以修复出现的问题。 假设在用电过程中,中压配出现了技术故障,即便在这种情况下依旧能够对负荷进行转移。 比如,如果在变电站中,一段母线因为发生故障而停止传输,那么配电网就具备转移负荷的能力。如果在10千伏的配电线路中,有任一段发生故障,配电网就具备转移负荷的能力。在配电网发生故障时,可能会造成停电的现象在两回路供电的用户,失去一个回路时不需要限电。在进行修复时应当满足以下基本条件:①在三回路供电的用户,如果失去一条回路时,不需要限电,失去两条回路时,需要满足供电容量50%的用电。 ②当变电站多回路或单个回路的电源全部停掉时,恢复电量的时间应当等于故障处理恢复时间。 ③当电网处于环网方式时,对于那些开环网络里的用户,在恢复时的最低供电要求应当是恢复供电的时间; 将配网自动化限制在 2min 以内对供电进行完全恢复,确保用户能够及时用电。
(3)中压配电网拥有备用容量。 在正常情况下,中压配电网自身拥有 50%的裕度。 假设电网中的某个元件发生了故障,或正在进行抢修无法正常供电时,使用道闸操作,可以确保能为用户继续供电,不会出现停电情况。
2、110 kV和 220 kV变电站电力设计的区别
2.1 110kV变电站
未来城市电网对 110kv 变电站的设计规划主要为接线简单化、多层化、室内化发展。一般 110kv 变电站的主接线形式决定电网的安全可靠性。因为是终端变电站,110kv 变电站均采用双电源路线到内桥接线,再到使用备投电源作为高压侧主线的形式。在内桥段进行接线时,选择 2 线 2 变时;若需扩充内桥段的接线时,则改为 2线 3 变时。若 110kv 变电站的测压小于 10kv,并且接入 2 台变压器时,应选择单母分段的接线方式。一般而言,110kv 变电站主要与变压器以及变压器的容量相关。正常情况下,按照 2×50 兆伏安的变电站规模,10kv 出线,21~25 回。
110kv 变电站技术准则要点,现以某市的城网为例:某市的110kv 变电站规范大约为 2×31 兆伏安,因为 110kv 变电站需进一步深入城市,而城市的用地紧缺现象严重。因此,变电站的占地面积以及线路应经过充分的科学论证后方可施行。一般情况下,110kv变电站可提供 3 台变电器规划和设计。如果按照 2 台计算,但可能增加为第 3 台,应采用双绕组变压器。使用双绕组变压器应为110kv/10kv,三级电压。
2.2 220kV变电站
众所周知,在城市电力传输过程中,一般采用220千伏的变电站220千伏也是国内常用的电压标准。220千伏变电站在市区传输过程中起着重要的作用我们必须保证电网的安全性按照下列设计要求来进行电力设计我国对 220kV 变电站有着极为严格的要求,因为这种变电站对城市供电起着至关重要的作用。 在对 220kV 变电站电网进行规划中,应当将以下几方面考虑在内:
(1)对 220kV 变电站的规模进行重点考虑。 在对变电站规模进行规划时,应当首先使用 180MVA 或 150MVA 作为主要变容量。
(2)要对电源供应进行充分考虑:对于 220kV 的变电站而言,其电源供应应当有两回或者两回以上。 在这些电源回路上,要满足变电站规定的额定功率以及穿越功率。
(3)对于单个变电所而言,在其内部应当装有 2 个或 2 个以上的变压器。 当变电所当中的任何一台变压器出现故障之后,其负荷会自动转向可以正常工作的变压器上。 与此同时,能够确保变压器短时间过载容量大于变压器的负荷。 电网可以帮助变压器转移负荷的过载容量。 通常情况下,变电站的变压器过载率可以达到 15,过载时间长达 4h。 假设变电站中的变电器超过 2 台,那么运行率可以取 70%,超过 4 台时运行率可以取 90%。
(4)谐波问题
电容器具备一定的抗谐波能力,但谐波含量过大时会对电容器的寿命产生影响,甚至造成电容器的过早损坏;并且由于电容器对谐波有放大作用,因而使系统的谐波干扰更严重。另外,动态无功补偿柜的控制环节,容易受谐波干扰影响,造成控制失灵。因而在有较大谐波干扰,又需补偿无功的地点,应考虑添加滤波装置。这一问题普遍被忽视,致使一些补偿设备莫名其妙地损坏。因而做无功补偿设计时必须考虑谐波治理。
(5)无功倒送问题
无功倒送是电力系统所不允许的,因为它会增加线路和变压器损耗,加重线路负担。无功补偿设备的生产厂家,虽然都强调自己的设备不会造成无功倒送,但是实际情况并非如此。对于接触器控制的补偿柜,补偿量是三相同调的;对于晶闸管控制的补偿柜,虽然三相的补偿量可以分调,但是很多厂家为了节约资金,只选择一相做采样和无功分析。于是在三相负荷不对称的情况下,就可能造成无功倒送。至于采用固定电容器补偿方式的用户,在负荷低谷时,也可能造成无功倒送。选择补偿方式时,应充分考虑这一点。
(6)电压调节方式的补偿设备带来的问题
有些无功补偿设备是依据电压来确定无功投切量的,这有助于保证用户的电能质量,但对电力系统而言却并不可取。因为虽然线路电压的波动主要由无功量变化引起,但线路的电压水平是由系统情况决定的。当线路电压基准偏高或偏低时,无功的投切量可能与实际需求相去甚远,出现无功过补或欠补。
3、结束语
随着现在我国人民生活水平质量的不断提高,加上社会经济的不断发展,对电的需求也越来越大,电力资源早已成为人们日常生活中并不可少的重要能源之一,对于社会公共安全而言,也包含了电网安全在内,要想从根本上满足社会主义和谐的基本要求,那么首先就应当确保电网电力在保证安全、可靠前提下,能得到有效供应。 可是从现实情况上看,我国电网的安全性十分让人担忧, 在电网设计以及规划方面还存在很多缺陷。 所以,在对电网进行设计和规划的同时,要着重考虑电网的安全性。 一定要严格按照电网规划的相关原则执行,同时还应当遵循 110kV 以及 220kV 电网变电站的各种技术准则,在电压等级、配电可靠性安全性以及电网负荷转移等方面都要经过细心考虑,突出电网的整体安全性能。
【关键词】10kV;变配电所;设计
10kV变配电所的设计涉及到多个环节,例如负荷等级的确定、变压器的选定、短路电流的计算、相关热动稳定性的计算、电费计量以及功率因素补偿等,有时还要负责对低压出线回路的漏电以及谐波的抑制要求进行监测。变电所设计部门提供的设计施工图要经过当地供电部门的审查,确保计量及安全的需要。
1.高压供配电系统的主接线
高压供电系统的主接线不仅要满足当地供电部门的要求,同时也要遵从《10kV及以下变电所设计规范》及《供配电系统设计规范》的相关规定。常用到的高压开关有两种,一种是以真空负荷开关以及SF6为代表的负荷开关(环网柜),另一种是以真空断路器为代表的断路器。但是国家对具体使用哪一种开关没有明文规定。但是鉴于负荷开关的控制简单,并且需要配合电动操作机构才能满足继电保护需求,为此对于超过800kVA的变压器一般采用断路器柜。
用于某个用户的变压器(专变)以及用于住宅配电的变压器(公变)由于管理者与产权不同,为此供电部门对此的要求也有区别。例如,对于公变的电费由于是低压每户收取,并且是由变电部门直接管理,为此单台变压器的容量控制在800kVA以下,为此允许使用环网柜,其特点是接线较为简单。
例如在广东省的规定中提到,当单个用户的用电量大于100kVA时要设置专变。电能计量装置原则上应设在电力设施的产权分界处。对专线供电的高压用户,应在变电站出线处计量;对公共线路供电的高压用户,用电总量在315kVA以上的,应在用户受电变压器的高压侧计量,用电总量在315kVA及以下的,可在用户受电变压器的低压侧计量。特殊情况下,专线供电的用户可以在用户侧计量,公共线路供电的315kVA以上高压用户可在受电变压器低压侧计量。公用变压器供电用户采用低压计量方式。
至于系统到底采用单电源或者是双电源要基于负荷等级以及当地供电情况而定。例如在供电条件许可的条件下,如果存在较多的一级及二级负荷,此时要采用双电源。同时配备两台变压器,进线电缆要承受100%的一二级负荷。
2.短路电流的计算
短路电流的计算是进行高低压开关、校验开关以及线路开关选择、继电保护器确定的基础,为此是变电所设计的重要环节。下面以630kVA的变压器高、低压侧的三相短路电流为例来说明结果的重要性,这里按照远离发电机断短路以及无限大电源容量来进行计算。
(1)建立模型。这里假设在110kV/10kV变电站有一台容量为40000kVA的变压器,属于三相双绕组无励磁调压式变压器。其短路阻抗为μk%=10.5,连结组别为Ynd11。距离10kV/0.4kV变电所的距离为4km,使用的电缆为YJV―8.7/15kV―3x95,相应的末端变压器容量为630kVA,其短路阻抗为μk%=4.5,连结组别为Dyn11。然后在此基础上计算末端变压器在高、低压侧的三相短路电流。
(2)结果分析。有上述条件得到的短路电流及短路容量分别为:Id1=21kA,Sd1=382MVA;Id2=9kA,Sd2=164MVA;Id3=18.64kA,Sd3=12.9MVA。其实在实际的工程中并不一定知道前端110kV变电站距离设计的10kV变电站的距离或者前端变压器的容量,此时可以依据离前端变压器的远近来计算,并据此进行设备选择。从以上结果不难看出,距离电源点越远得到的短路电流越小。同时在同级电压中距离电源点的距离越近,短路电流越大;而在同样的短路电容下,如果电压越低,相应的短路电流就越大。
目前来讲主要使用的高压开关为VS1以及VD4,相应的额定对称短路电流为16kA、20kA、25kA、31.5kA、40kA、50kA,通过合理的选择必然可以满足设计要求;在常用的低压开关中,空气断路器的额定短路电流有以下几种:125kA、110kA、100kA、85kA、75kA、65kA、50kA、42kA。而塑壳断路器的短路电流则从16kA到200kA不等。为此只要合理选择,也很容易满足规范要求。
3.变配电所设计问题分析
3.1主接线不符合设计要求
实际中出现的主接线不满足电力部门对于功率因数以及计量要求主要是由于和电力部门的沟通不畅所致。导致这一问题的原因有:设计人员对于电力部门的产权界限划分不明确;不清楚保证电源的高可靠性需要收取费用,从而盲目的提升或者降低等级;不了解电力部门对于功率因数达不到设计要求要罚款的规定等均会造成设计的不合理。
3.2平面布置不合理
设计变电所的文件要满足一系列的要求,例如变电所的出入口设计或者通道设计方面:当变电所设备采用干式时可以与主建筑放于一起,但是要费用防火门;当位于高层建筑内要设置气体自动灭火装置与自动报警装置;当建筑物长度超过了7m要设置两个出口,并且至少一个出口要满足设备的搬运要求;如果建筑的长度超过60要在中间加设出口;如果设备本身的长度超过了6m就要在背后设置两个通道,如超过15m还要在中间增设通道。同时在布设通道时要首选直线形,避免U或者是L形,从而减少中间接头。
3.3进线电缆及变压器容量的选择不合理
在设计中有时会出现将100―1000kVA的变压器的高压侧统一使用YJV―8.7/15kV―3x50的电缆,这种选择尽管可以满足在流量的需要,但是不能满足热稳定要求。例如在630kVA的高压侧要至少使用3×70的电缆。此外当使用两台变压器时,使用的变压器及电缆的选择要首先考虑到100%的一、二级荷载的容量。
3.4避雷器安装不合理
避雷器作为变配电所的重要部分,如果选择不合适会加剧破坏性。例如如果避雷器安装在距离变压器较远的位置(电杆上),由于避雷器与需要保护的变压器具有一定的距离,该距离中引线的电感压降为U=Ldi/dt,也就是在0.6m长的引线上有1mH的电感。即使遇到雷击波陡度不是太大的情况下(di/dt=10kA/us),相应的引线上的压浆就可达到10kV,为此在引线的作用下,避雷器反而加大了对变压器的破坏。而如果将避雷器设置于变压器上就睡仅受到避雷器的残压而几乎没有影响。为此避雷器与变压器的距离越近其保护作用就越发明显。在实际的选择中可以选择氧化锌避雷器,充分的利用其吸收过压能量大、非线性系数小、寿命长、响应快、残压小、重量轻等优势。
4.结束语
10kV变配电所作为为用户提供电力的中心环节,充分的保证其设计合理性对于保证正常供电、经济性、安全性具有重要意义。设计人员、电力部门要同心协力不断地对设计进行优化,促使变配电所的发展。
参考文献:
[1] 黄育宏.10 kV架空配电线路工程设计分析[J].农村电气化,2008.
关键词:高速铁路;10kV配电站;继电保护
中图分类号:TM77 文献标识码:A
文章编号:1009-0118(2012)07-0204-02
高速铁路中的供电系统中,主要是由10kV变电所和电力贯通线路两个部分组成,一般在铁路沿线进行设置,设置的具置要根据电源的分布以及是否方便检修等因素尽心尽管确定,通常情况下设置的距离为40-60Km。贯通线路则是从配电所中延伸出2条10kV的电力线路,在铁路沿线进行敷设,以此为铁路区间提供必要的电力负荷,该负荷包括一级负荷和综合负荷两种贯通线。在铁路贯通线两端的变电所,在贯通线高压开关柜内电压互感器与断路器所实现供电,为了保证区间负荷供电的连续性和可靠性,在铁路变配电所应当设置有调压器,才能够有效的保证贯通线的供电,并且进行有效的调节。
一、高速铁路10kV配电系统继电保护概述
传统的10kV配电系统继电保护装置主要是由电磁型、晶体管继承电路保护组成,当前,随着科学技术的不断发展,已经逐渐发展为微机保护。自上世纪90年来以来,我国配电系统获得了快速的发展,而微机保护也开始广、的应用于各种配电系统中。针对高速铁路10kV配电系统继电保护装置的配置,有如下三个原则:(一)配电站进线在通常情况下不设置继电保护;(二)变电站以及开关站的出线的保护装置,一般是由过电流保护、零序电流保护、前加速一次重合闸保护几个装置构成;(三)配电站电源要设置保护装置。
二、高速铁路10kV配电系统继电保护常见问题
(一)配电网中的励磁涌流问题
10kV配电系统中包含了较多的变压器,当配电网进入到工作状态时这些变压器是挂线路上,在合闸时,每个变压器都会产生一定的励磁涌流,并且在线路上发生迭加和反射,这时就会形成一个复杂的电磁动态过程。如果系统的抗阻力较小,则会产生较大的涌流,这时所产生的时间常数会较大。如果使用二段式电流保护时,则同时需要对其灵敏度进行有效的控制,这时产生的动作电压值一般较小,特别是在脚上的线路中或者是系统的抗阻较大时这种现象更为明显。一般情况下,10kV配电系统采用的多是三段式电流保护,由于瞬时电流速断保护需要同时兼顾到其灵敏度,所以其动作电流值一般都很少,这种现象则会在系统抗阻较大时特别明显。励磁涌流值如果超过了装置的预定值,则可能会造成系统的误操作。
(二)配网中的电流互感器饱和问题
在10kV配电网的出口处的电流往往都不大,尤其是在高速铁路的10kV配电系统中,由于与电源的距离较远,这时系统的抗阻值较大,同一条线路中出口处的短路电流会由于受到不同的运行规模和方式的影响发生变化。随着配电系统规模的不断增加,10kV配电系统出口处的短路电流也会不断的变大,甚至会达到电流互感器额定电流的几百倍,这就使得系统中一些能够正常运行的电流互感器受到干扰而发生饱和。
(三)配网中所用变保护问题对继电保护的影响
所用变是一种特殊的设备,虽然容量不大但是其却具有较高的可靠性,安装的位置也与一般装置有着一定的区别,一般的所用变保护装置是通过熔断器的使用来保证系统运转的可靠性。但是,系统短路容量增大以及综合自动化的要求,使得传统的所用变保护装置无法满足其需要,如果是高压侧故障,短路电流足以使母联保护或主变后备保护动作而断开故障,如果是低压侧故障,短路电流可能达不到母联保护或主变后备保护启动值,使故障无法及时切除,严重影响变电所安全运行。
三、高速铁路10kV配电系统继电保护的相关措施
(一)励磁涌流现象的控制
通常情况下,励磁涌流的发生有着一定的特征,其包含了大量的二次谐波,而继电保护则主要是利用这个特征来避免励磁涌流的干扰而使得系统发生误操作。这里需要对10kV配电系统的继电保护装置进行必要的改造,由于励磁涌流的大小一般会随着时间的变化而发生变化,往往在开始的时候涌流会很大,在一段时间后会消失,可以利用该特点,对电流速断保护中进行一定的延迟,这样则能够有效的避免发生误操作,保证配电系统的安全运行。
(二)电流互感器饱和问题的控制
电流互感器饱和其实就是电流互感器铁芯中的磁通饱和,而磁通密度与感应电势成正比,电流互感器二二次负载阻抗越大,在同样电流的情况下,二次回路感应电势就越大。电流互感器严重饱和时,一次电流全部变成励磁电流,二次侧感应电流为零,流过电流继电器的电流为零,保护装置就会拒动。
(三)所用变保护问题的控制
对于所用变保护的问题,如果发生拒动的情况,则需要从优化配置保护入手,针对电流互感器进行选择时应当全面的考虑,尤其是针对所用变发生故障时产生的饱和问题,另外,保证计量用电流互感器要与保护电流互感器的相互分离,这样才能够确保用电互感器的安装以及使用的安全性,确保所用变保护的顺利进行。在对其定值进行确定时,可以根据所用变低压出口短路对其进行确定,而过负荷保护则需要按照所用变量来进行确定。
四、结束语
随着社会和经济的快速发展,对电量的需求也在不断的提高,与此同时对供电质量也提出了更为严格的要求。10kV配电系统在高速铁路中的运用,能够有效为高速铁路发展提供必要的供电负荷,并且促进铁路电力系统的不断完善。10kV配电系统继电保护是一个系统的工程,需要不断的对其配置方案进行有效的优化,并且对施工过程进行有效的控制,才能够实现电力输送的最大化。
参考文献:
[1]樊祥叶.高速铁路10kV配电所继电保护的研究[J].上海铁道科技,2011,(03).
[2]王湘丽.浅析10KV变电所继电保护[J].城市建设理论研究(电子版),2012,(07).
[3]黄美华.10kV配电网继电保护研究[J].无线互联科技,2011,(09).
关键词:住宅小区 10 kV配网 配网规划 存在问题 处理办法
中图分类号:TM715 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2016)11(a)-0016-02
电网是我国基础设施建设的重要内容,配网工程作为电力工程的关键组成部分承担着分配电力能源的责任,配网工程的科学性、合理性、安全性直接关系着整个电力工程的建设质量及电力能源的分配,下文主要就居民小区10 kV配网规划工作开展中相关的问题进行简单的归纳总结。
1 小区10 kV配电网规划的具体流程
1.1 规划前的准备工作
小区配电网规划之前的准备工作十分重要,配网组织人员首先需要对小区所在区域电网的实际运行情况进行详细的调查分析,10 kV配电网属于中压配电网,具体的规划过程中要协调好该配电网与高压配电网及低压配电网之间的关系,设计规划工作中必须严格按照国家城市电力网规划设计相关标准执行。
1.2 数据调查
数据调查是10 kV中压配电网设计规划的另一个重要步骤,电网规划中涉及到许多变化性较大的数据问题,规划人员必须要做好规划说明书等相关资料的搜集整理整理工作,以免实际的工作过程中遇到一些突发的问题影响配网工程的质量。
1.3 小区类别划分
根据小区的功能、居民的生活方式等等不同,可以将其划分为高档居民住宅区、普通居民住宅区、纯商贸区、纯工业区等等几类,小区内又可以划分为绿地、公园、住宅等等几个组成部分,不同区域对于电力能源的要求可能存在一定的区别比如绿地区的电力能源需求相对较低,住宅区则相对较高,因此,配单网规划工作中首先需要根据小区的不同情况,对其进行分类。
1.4 负荷预测
小区电网的负荷预测对于配电网的设计规划十分重要,目前来说,我国配电网负荷预测工作主要通过功能小区负荷密度指标法进行,通过该种方法预测小区的电力负荷准确度较高。
1.5 变电站选址和定容
变电站是配电网的重要组成部分,它的工作安全性、稳定性直接决定了末端电力传输情况的好坏,设计人员在变电站选址过程中要对小区周围的地形、建筑物情况进行详细勘察分析,综合考虑整个电力系统中高压变电站及低压变电站容量问题,最终确定10 kV中压变电站设备的容量。
2 现阶段我国小区10 kV中压配电网规划工作中存在的问题
就目前来说,我国住宅小区10 kV配网规划工作之中还存在着许多问题,管理方面,工询方案制定刘华才能不完整,项目立项、评估等等体制不完善,整个工程规划过程比较混乱,为配网工程埋下安全隐患;规划过程中没有考虑到变电层运行等等问题,没有形成配网的主推接线方式;工作人员事前没有指定统一完善的配网规划及负荷预测方案,施工人员在配网建设过程中只是按照自身的经验进行,不够科学合理。网架方面,存在着严重的分段装接容量过大、用户数量过多、架空线联络不足等问题,一旦出现电路故障很有可能会导致大面积集中停电,影响了居民的正常工作及生活。基于此,配网组织人员在实际的配电网规划过程中必须要注意以下几方面问题。
3 优化小区10 kV中压配电网规划工作的策略
3.1 小区负荷指标确定
小区负荷指标确定时,可以首先划分小区配电区域,然后结合总的电力负荷指标标准划定不同区域的电力负荷指标,总体的负荷指标则主要根据小区住户的电力需求及经济情况进行确定。工业用地居民用地的负荷指标存在着很大的区别,就工业用地来说,规划人员需要对区域的工业发展情况及实际的盈利情况、电力资源使用情况等等确定负荷密度指标。居民用地负荷指标确定时则需要重点关注负荷指标和最大负荷同时系数的选取问题,规划人员首先需要对小区内部居民的生活水平进行分析调查,以此为基础分析各户居民空调、照明、冰箱等用电设备的电力资源使用情况,并结合具体的建筑面积确定居民负荷密度。
3.2 变电站选址定容问题
10 kV中压配电变压器选址时必须严格遵守国家城市电网规划设计到则以及各个城市特殊的电网规划规范进行,同时还要综合考虑小区的实际情况进行,小区的负荷密度较低时,最好使用容量较小的配电变压器,密度负荷较高时可以选用容量在800 kVA的配电变电站。随着电力行业的不断发展,未来变压器必然会朝着可靠性高、占地面积小、维修率低、自动化、标准化等等方向发展。电网规划过程中选用小容量的变压器能够缩短低压线路的长度,减少线路损耗,相对于大容量的变压器而言更加的经济;小容量变压器发生故障之后影响的供电范围较好,因此受到了电力规划人员的青睐。
为了保证电网供配电的科学性、合理性,高压配电变压器选址时必须要注意以下问题:首先电力负荷预测本身就具备很强的不确定性,高压配电变压器选址及定容时必须要考虑到这一问题,电网的规划要能够适应负荷的变化;为了尽可能减少线路损耗,变电站站址与负荷中心的位置应尽量的小,建设过程中要避免破坏周围的自然环境,站址选定之后必须经过市政规划部门的审核批准之后才能够进行建设施工;站址选择需要考虑区域一级电源及自然环境、社会环境情况,保证其与高压配电网、周边环境的协调性。
3.3 网络接线模式选择
小区10 kV配电网的接线模式选择时需要综合考虑小区的用点情况、区域分布情况,必须保证整个网络结构的合理性,接线模式选择时必须要满足配电网供电安全性、运行经济性、可拓展性等等要求,要方便配电自动化共组的开展,平衡网络的可靠性、投资的经济性、运行灵活性等等之间的关系。
3.4 开关站选择
开关站可以有效地解决高压配电变压器线路出现走廊不足、出线开关柜紧张等等问题,增加接线的灵活性,因此开关站的选择时电网规划的重要内容,城市电网开关站因该尽可能靠近负荷中心进行设置,方便电力企业线路敷设及维护管理的同时,可以有效地减少电缆的长度,这对于降低投资管理成本十分有利;此外,为了方便施工,实际的规划过程中应尽可能简化接线方式;为了便于后期的维护管理工作,开关站接线应留有一定的发展余地。
4 结语
该文主要就小区10KV配电网规划的步骤,存在的问题进行了简单的分析,实际的配电网规划工作中,设计人员必须要重点关注小区负荷指标、变电站选址定容、开关站选择、网络接线模式选择等等问题,严格遵守相关的建设标准,尽可能提高配电网建设的质量,保证小区供电的安全性、稳定性。
参考文献
[1] 杨仕锋.浅谈小区10kV配网规划存在的问题及处理办法[J].黑龙江科技信息,2012(19):39.
[2] 陈惠康.浅析小区10kV配网规划存在的问题及处理办法[J].黑龙江科技信息,2012(23):34.
关键词:电力系统自动化;电力工程项目管理;自动化管理应用;
中图分类号:F407.61 文献标识码:A 文章编号:
概述
随着社会的发展以及进步,电力系统的配电网自动化已然成为了当下电网建设、改造的热点,每一个城市都积极的将电力系统配电自动化建设、改造当成发展的重点项目,并且相应的为这个项目投入大量的物力、财力以及人力,其目的就是为了能够实现电力系统配电的自动化模式,以提高自身城市供电的可靠性、强化自身城市供电的能力以及扩大自身城市供电的范围,从而真正的实现优化电力,做好电力服务工作。然而,就我国电力系统目前的发展状态来说,电力系统配电自动化当中的一些内容仍然处于研究、开发或者是试用的阶段,还不能够全面的投入以及使用。正是因为这样,城市在进行自身电力系统配电自动化建设以及改革的时候,必须严格的根据自身实际条件着手,科学的进行统筹安排工作,并且以循序渐进为基本原则,做好相关的项目规划,这样才能够确保项目开展的科学性、有序性以及适应性,才能够真正的赋予电力系统配电自动化意义,最终也才能够建设出适合自身城市发展的配电自动化系统,真正的起到对城市的促进作用。
1、配电自动化概念
配电自动化是20世纪80年代末,美国等几个工业发达国家发展起来的,中国目前的配电网很薄弱,绝大多数为树状结构,且多为架空线,可靠性差,损耗高,电压质量差,自动化程度低,因此加强配电网的建设是当务之急,近几年大量进行的城网、农网改造提供了巨大的市场机遇。采用信息技术,对配电系统的安全可靠运行,提高管理水平,降低损耗具有重要意义。目前,配电自动化还没有一个明确的定义。在电力系统一般把这4个方面的内容统称为配电管理系统。事实上,4个方面的内容相互独立运行,它们之间的联系十分密切,特别是信息的搜集、传递、存储、利用是相互影响的。分步骤地从纵向和横向两个方向逐步实施和完善。在供电企业内,它属于一个信息管理系统。
2、电力系统配电自动化
经济的发展对配电网自动化提出了更高的要求,配电网自动化也是电力系统现代化发展的必然趋势。技术在发展,需求也在提高,应参照发达国家和地区的经验。最终目的都是为了扩大供电能力,提高供电可靠性,优化电力服务。从目前的应用情况,有些内容只限于开发、研制和试用阶段,因此,应本着从实际出发,统筹安排,循序渐进的原则,综合考虑近期与远期、全局与局部、主要与次要的关系,进一步设计开发出先进、通用、标准的配电网自动化系统,对电力市场的发展具有重要意义。
①、实施配网自动化的目标
实施配网自动化的首要目标是提高配电网的供电可靠性,实现高度可靠的配网自动化系统要遵循原则:(1)具有可靠的电源点;(2)具有可靠的配电网网架(规划、布局、线路); (3)具有可靠的设备(一次智能化开关、二次户外FTU、TTU等);(4)具有可靠的通信系统(通信介质、设备);(5)具有可靠的主站、子站系统(计算机硬件、软件、网络)。
②、配电自动化发展过程
20世纪50年代以前,电力系统容量在几百万千瓦左右,单机容量不超过10万千瓦,电力系统自动化多限于单项自动装置,且以安全保护和过程自动调节为主。例如:电网和发电机的各种继电保护、汽轮机的危急保安器、锅炉的安全阀、汽轮机转速和发电机电压的自动调节、并网的自动同期装置等。50~60年代,电力系统规模发展到上千万千瓦,单机容量超过20万千瓦,并形成区域联网,在系统稳定、经济调度和综合自动化方面提出了新的要求。厂内自动化方面开始采用机、炉、电单元式集中控制。系统开始装设模拟式调频装置和以离线计算为基础的经济功率分配装置,并广泛采用远动通信技术。各种新型自动装置如晶体管保护装置、可控硅励磁调节器、电气液压式调速器等得到推广使用。70~80年代,以计算机为主体配有功能齐全的整套软硬件的电网实时监控系统 (SCADA)开始出现。20万千瓦以上大型火力发电机组开始采用实时安全监控和闭环自动启停全过程控制。水力发电站的水库调度、大坝监测和电厂综合自动化的计算机监控开始得到推广。各种自动调节装置和继电保护装置中广泛采用微型计算机。
③、电力系统及其自动化研究方向
⑴智能保护与变电站综合自动化 ;⑵电力市场理论与技术;⑶电力系统实时仿真系统 ;⑷电力系统运行人员培训仿真系统;⑸配电网自动化 ;⑹电力系统分析与控制;⑺人工智能在电力系统中的应用 ;⑻现代电力电子技术在电力系统中的应用;⑼电气设备状态监测与故障诊断技术 。
3、配电自动化的内容
3.1、变电站自动化
发展变电站综合自动化也是当前城网和农网建设和改造的基础环节之一。变电站是电力系统中不可缺少的重要环节,它担负着电能转换和电能重新分配的繁重任务,对电网的安全和经济运行起着举足轻重的作用。尤其是现在大容量发电机组的不断投运和超高压远距离输电和大电网的出现,使电力系统的安全控制更加复杂,如果仍依靠原来的人工秒表、记录、人工操作为主,依靠原来变电站的旧设备,而不进行技术改造的话,必然没法满足安全、稳定运行的需要,更谈不上适应现代电力系统管理模式的需求。
3.2、馈线自动化
馈线自动化是指配电线路的自动化。包括配电网的高压、中压和低压3个电压等级范围内的线路自动化。它是指从变电站的变压器二次测出线口到线路上的负荷之间的配电线路。等级馈线自动化有其自身的技术特点,从结构到一次、二次设备和功能,与高、中压有很大的区别。
4、配电自动化的立足点
解决电网的“瓶颈”问题是加强城网和农网的建设改造,提高供电质量、开拓市场,拉动国民经济增长的一项重要措施。国家决定投入巨资用于建设和改造,必须依靠科技的进步,采用先进的技术。配电自动化是建设和改造中现代化管理的重要手段。发展变电站综合自动化也是当前城网和农网建设和改造的基础环节之一。无论是城市配电网,还是农村配电网,配电网自动化应立足于在进行配电网改造,以真正解决配电网的实际问题,以符合供电可靠性及用户供电的要求,不搞形式,将有限的资金投入到较为实际有效的电网改造中去,解决配电网较为突出的技术问题。确保电力用户用电的时效性,满足电力用户的供电需求。从用户用电的实际要求为出发点,做好用户用电的服务工作,体现用户是上帝的精神。
关键词: 居住 变配电 系统设计 自动化
中图分类号: TM7 文献标识码:A 文章编号:
Abstract:With the social development and progress, it will play an important role to design the distribution power system of the housing, in this paper, it will mainly discuss on the relative contents.
Key Words: housing; distribution; system; design; automation
引言
随着居民生活水平的不断提高,家用电器特别是空调、电饭锅、微波炉等功率大、耗电多的用电设备逐步在普通家庭中使用。随着居民用电负荷的剧增,居民生活小区的供电设施不能满足目前居民用电负荷增长的需要,因此,我们应该致力于对关于居住小区变配电系统设计的探讨,从而满足人们的需求。
1、小区供配电特点
小区各栋楼房之间空间较大,供电面积较大,每台箱变供电范围有限,因此需用多台箱变才能满足用户负荷要求。由于用户较多,必须有相应个数的供电回路。每栋楼的建筑面积和用户数量不一样,供电方式也不―洋。根据住户数量,采取相应的电源方式。对于联体楼房可采用单相供电,对于复式楼可采用三相电源供电。由于小区面积大,负荷点多而分散,所以在建设时,电源可以采用现场两级变压,第一级为35kV变为10kV(站变),第二级为10kV变为O.4kv(户外箱式变压器)。箱变分布在负荷中心,减小一次投入,降低运行成本,提高用户的用电质量。从站变到箱变的10kv用电缆连接,各个箱变的容量由各进户单栋楼房的组团计算总负荷选定。
2 小区配电系统设计
对居住小区的供电设计,应本着超前规划原则,为以后将增加的用电设备保留相应的负荷容量,这样可避免供电设备不间断式的更新,降低重复投资带来的浪费及给用户带来的用电不便。
2.1 住户线路系统
无专业电工维护的住宅电气线路与有专业维修工的企事业单位的电气线路不同,加上居民不懂电气维修的安全知识,极易产生电气事故。所以,居住区电气线路设计当吸取以往经验,面对未来需求,达到安全性、可持续发展性,以达到住宅的功用性及舒适性需求。当下居民对电的需要愈来愈高,高档大功率的电器逐步进入一般百姓家庭,对住宅的电气线路设计,当由以往的温饱型过渡至现今小康智能型,在重视电气线路安全性的同时,为长远负荷增长预留充分的容量。由于住宅暗配的电气线路为难以更换与增加的,故需一步到位,以满足长远负荷需求。所以针对昔日住宅电气设计要求中存在的问题与《住宅设计规范》(GB0096―1999)中的规定“电气线路当采纳符合安全与防火需求的敷设形式配线,导线当采取铜芯线,每套的住宅进户导线截面不应<10 mm2,分支的回路截面亦不应<2.5 mm2。”依据以上基准的最低需求,在进行住宅小区设计时,应依照户型面积大小,对于用电负荷是单相8 kW 的,那么住宅入户的线径,不应<16 mm2的铜芯导线;对于用电负荷为单相6 kW的,那么住宅入户的线径为≮10 mm2的铜芯导线;其分支回路采取2.5~4 mm2的铜芯导线。
2.2 住户配电系统
以往我国每户住宅里照明与插座分支的回路数过小,并且有的甚至为照明与插座共用一个回路。因为分支回路少,导致每个回路所带负荷加大,事实上等于减少了线路与截面,因而致使电气线路的长期过载,导线绝缘下降,线路温升增大,造成电气线路的事故增多。增加分支回路的数量,等于降低了回路阻抗,如此对于减少住宅的谐波电压,降低谐波危害非常有利。并且,住宅设计足够多的分支回路数量,便能够有条件地把发生谐波的、非线性负荷电器与对谐波的敏感电器分回路供电。这样,非线性的负荷谐波电流在其分支回路阻抗产生的谐波电压便不可能危及到另一回路上的敏感电器。分支回路的数量增多,当一路线展开检修与因故障跳闸之时,其停电范围缩小,给家庭生活带来的不便亦减少。当今通用设计,在住户室内设配电箱,并依照照明、空调、插座等,分回路设置。其中空调、照明回路采取空气开关,对于柜式空调、浴霸、插座应采用漏电断路器。其优点为:照明不通过漏电开关,其空调安装于2.4 m 之上,人体正常不接触,插座通过不同家用电器配电,浴霸安置于卫生间,因环境潮湿,其漏电可能性比较大,若一旦发生漏电,开关便会脱扣,以保证用电安全。
2.3 居住小区配电外线设计
变压器容量确定:在建筑配电设计时,变压器容量依照小区的范围(建筑面积)进行确定。变压器的总容量=a+b+c。式中,a 为居民总用量:按50 VA/m2计,此部分包含居民户用电量、小区居住建筑中公共照明或建筑物里各类辅助的动力用电容量(比如小高层中的排烟机、电梯、污水泵、排风机等用电量)与居民区里必须的小型配套建筑(如居委会、商店、幼儿园、车库等用电量);b 为较大型公共建筑用量:依照60~70 VA/m2计(比如多功能活动场所、商场等用电量);c 为住宅小区里的广场、娱乐设施、喷泉、院区照明等用电量,依实际用电情形计算。但是,要引起重视的是,同时要考虑到变压器同时系数.
3 变电所的确定
居住小区能否设置高压开闭所以及设置多少变电所,应依据当地的供电部门供电方案要求,与用电容量及负荷性质以及所在环境与节能等因素进行设计。正常由变电所至用电负荷的低压线路供电的半径不应超出250 m。在供电的计算容量超出500 kW、供电的距离超出250 m时,应增设变电所。依据当下我国大多供电部门的要求,居住用户用电应采取一户一表计费方法,电源直接接进小区的变电所低压配电系统。小区变电所高低压配电房应当独立设置并且由供电部门担当维护管理,小区变电所低压系统可以提供一路三相400 A 与380 V/220 V的低压电源,并且设于小区变电所以外,在专用的低压计量箱后提供住宅公共用电。在住宅公共的用电容量超出400 A 与有容量极大的商业用电(>100 kW)之时,应当设置带商业或局部公共用电专用的变电所。专用变电所的高压电源从小区变高压系统专用的回路提供,并且于小区变电所以外设置高压配电间,采取高供高计方法。
小区变电所内的变压器容量与台数须依据小区住户用电与住宅公共的用电计算容量来确定,正常计算容量超出630 kVA,应采取2台变压器。单台变压器容量不宜超出1 600 kVA。专用的变压器的容量与台数应当依据商业用电及公建用电整体与消防用电计算的容量来确定。当同时有一级与二级负荷之时,应当考虑用柴油发电机组作为备用电源,并且做好和市电高低开关连锁的设计,禁止与市电并联。由于专用变采取高供高计的方法,相对其低压的配电系统中局部住宅的公共用电负荷,可采取专用回路,并且经过专用计量装置进行“表下除度”的方式来区别非商业用的电量。同时,对于不安置专用变时,居住小区的变中少量商业用电(商铺)经过当地供电部门的同意亦可采取“表下除度”与“一户一表”方法,分别计费。总之,居住小区的变配电系统既需达到建筑电气的设计规范要求,又需达到当地供电部门的特别要求。
4 变电所的选址
配电室与变压器室组成配电房。高、低压进出统一规划均采取电缆并且敷设于电缆沟与电缆保护管里。配电房适宜靠近用电负荷中心设置。从小区物业管理角度来考虑,居住小区变配电所应当设置于小区会所及专门管理用房内。从小区的建筑特征方面考虑,也就是住宅群、楼栋间的间距比较大且分布分散。可在小区中心会所内设置高压总配电房,来分区、分片设置低压配电房。在条件不允许时,也可设户外箱式变电站,但应当注意对居住小区总体环境的影响以及电力变压器噪音对居住小区用户的影响。
结束语
随着居民小区数量的不断增加,用电量越来越大,居民小区的供配电设计中许多问题需要分析总结。结合工程实践,为居民提供更安全、稳定、可靠的供配电系统,优质合格的供电质量。对住宅电气负荷标准的确定及配电系统的安全设施配置应具有超前意识,为城市的可持续发展提供更好的保证。
参考文献
[1]北京市建筑设计研究院6E1 工作室.居住小区电气设计.2010.7
关键词:城市;10kV配电网;规划;建设
作者简介:李威武(1983-),男,山西运城人,甘肃兰州供电公司,助理工程师。(甘肃兰州730070)
中图分类号:TM726 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2012)12-0142-02
长期以来,我国的配电网系统普遍存在着“重发电、轻输配”的问题,而这个问题也导致了我国城市10kV配电网的发展建设跟不上时代步伐,远远落后于欧美大国。10kV配电网在建设中日益凸显的问题,应该引起我国各部门的充分重视。
一、城市10kV配电网规划和建设中存在的问题
1.城市10kV电源点布点方式不合理
由于对城市10kV配电网的建设缺乏整体的规划设计,我国部分城市的10kV电源点布局不够合理,再加上布点量不足,容易造成供电半径过大,继而使得线损过高、电压偏低。此外,由于电源点的分布量不足以及分布方式的不合理,很多地区出现了负载不均的现象,影响当地供电系统的正常运行。
2.城市10kV 配电网络结构不合理
在之前的城市发展规划中,由于设计不够合理使得我国的10kV配电网网络架构不合理。这些日益沉积的不合理因素成为直接影响配电网检修、故障排查等相关工作的一大障碍。
3.运行可靠性差,线路负荷率偏大
我国城区10kV配电网的布局尚未经过大的整顿。随着城区的扩展建设,新开发区的电源均从原有线路引用,这就造成了供电可靠性变差,直接导致原有线路的负荷大大增加。以内蒙古为例,通过对该地区供电线路的审核,我们发现,在线路负荷方面内蒙古大部分线路的负荷率超过了70%,正常运行时负荷率偏高,负荷发展适应性差;而小部分线路负荷率低于20%,这就会使得资源得不到充分利用。
二、10kV 配电网规划与建设的思路
一般来说,考虑到城市电力规划的复杂性,可将电力规划分为5年、10年、20年三个规划阶段。应当针对城区配电网存在的主要问题,结合城区电网建设规划进一步优化、简化网络结构,提高供电可靠性和经济效益水平,保证供电的质量。在实施策略上,应远近结合、分步实施。对于城市配电网的建设与规划需要做到以下几个方面:做好负荷预测工作;中压配电站的结构是影响配电网供电质量和供电可靠性的主要因素,关系到整个电网的发展,因此应采用合理的接线模式,而且还要随着负荷的增长逐步趋向于环网等接线方式;在网架结构方面,要增加配电网线路之间的联络,逐步形成结构清晰,供电范围明确的骨干网架;增加供电电源点,合理减少供电半径,合理分配负荷,同时增大中压配电网的导线截面,改造旧线,更换高耗能变压器,这些都将对降低配电网的电能损耗起到明显作用。
1.基础工作
10kV配电网的规划与建设是以为负荷预测基础的。负荷预测的正确性及预见性对城市电网规划的影响极大,网架结构的设置、变电所的布点和电压等级的选择都由负荷水平决定。因此,我们要对负荷预测给予高度重视。
负荷预测是指,根据自然条件、电力系统的运行特性、增容决策及产生的社会影响等情况,通过对历史数据的分析和研究,探索事物之间的内在联系和发展变化规律,做出预先估计和推测。
为了与城市发展的要求相一致,负荷预测一般是以当地政府制定的城市发展计划为依据。在供电公司的配合下,广泛收集有关用电部门的用电需求计划,对市政生活用电的趋势及需求有足够的分析和预测,并总结城市历年的用电发展情况,采用多种负荷预测方法,最后分析各种预测结果,选定规划期末的总用电量和总负荷。
负荷预测常用的方法包括外推法、单耗法、综合用电水平法、负荷密度法和弹性系数法等。在进行负荷预测时,还应当考虑到各供电区域的功能分布、地理位置及特征、用电的性质和电压的等级分层等综合因素。为了使预测达到最大限度的准确,要求我们在实际工作中应当充分了解区域发展和用电情况,从而做出合理的且符合当地发展的负荷预测。例如,将城市中的大部分工业区转移至郊区,城市中心成为居民生活与商业办公的聚集地,这样,城市用电高峰与天气的变化情况就会有十分紧密的联系;而工业用电虽然是郊区用电的大户,但用电高峰与天气的变化情况并没有十分直接的联系。因此,因地制宜,针对负荷性质的区别,选择与之相适应的负荷预测方法,才能达到负荷预测的准确性。这样做不仅能够保证10kV 配电网规划能够顺利开展,还能使得配电网的规划建设更趋于合理。
2.技术措施
(1)网络构架建设。实现电网安全、可靠的供电,需要一个强而有力的网架作支撑。10kV网架一般有联络线方式、“手拉手”环网方式、电缆双环网方式。在城市的中心地段,电网的负荷密度较高。10kV环网能够保障转供用电负荷工作的正常进行;10kV辐射网一般用在用户专线的供电区域内。在进行10kV配电网的规划时,需要注意以下几方面的原则:
1)按照10kV环网的接线方式进行接线时,线路正常运行时的最大载流量需要控制在一个安全范围之内,即安全电流的1/2-3/4内。如果载流量超出了规定的安全范围,就需要及时采用转带负荷措施来进行分流,以确保其安全性。另外,对于有异常现象发生的线路,为确保安全,需要限额控制其载流量。
2)在10kV配电网规划的初始阶段,应充分考虑供电的可靠性问题。为了提高10kV配电网的供电可靠性,应在同一变电站的环网接线或者相邻变电站之间推广应用环网接线技术。为了防止出现电磁环网,在电网正常运行时需要考虑开环运行。10kV配网的建设不应操之过急,应遵循循序渐进的原则。建设之初,可首先将2个变电站之间的小部分10kV馈线联络起来;在中长期建设中则应实现一个变电站的所有10kV馈线(用户专线除外)与周边其他变电站联络在一起。在此同时,还需要考虑主环路成环的建设周期。应尽量减少主环路电缆迁移,节省主环路电缆迁移的开销。在主环路中,通常不需要太多的节点,且节点一般为开闭所、环网节点配电所或具有开闭所和配电站功能的中心配电室。
3)在进行10kV配电网规划时,应在保证实现控制环网和线路正常运行电流强度的前提下,在每一回10kV线路上设置多个分段开关,这样能够将电路维修、检修以及故障排查时的范围缩至最小。出于技术和经济的多方面考虑,一般的线路段数设置在3到4段为最佳,而每一段的用户应当控制在8到10户以内。
(2)配电台区的建设。配电变压器在建设之前应当考虑到密布点的原则问题,以便将低压配电网的供电半径控制在一定范围之内。为遵循安全、可靠和简单的原则,380/220V的低压配电网的建设一般采用的是以配电变压器作为中心的树状放射式的结构,实行分区供电。同一电房内的2台配电变压器的低压母线之间应当设置联络开关以作突发事故的备用。低压线路必须有明确的范围,不能出现跨区供电的现象。
(3)对于导线截面的选择。10kV配电网规划应满足供电区域负荷的需求。10kV配电网的主干线是闭环接线,是一种开环运行结构。10kV配电网线路的供电半径应当不超过3km,低压供电半径应不超过250m(在繁华地区则不超过150m)。主干线的导线半径为240mm2的绝缘导线或者2×240mm2、400 mm2的铜芯电缆,并要把每路的出线负荷基本控制在500A内。
(4)“环网单元”的建设。电缆化开闭所规模大,占地面积大,因此在商业闹市区、市中心或城市道路改造地区建设时难度很大。电缆“环网单元”占地面积小,在不同地区建设时应当因地制宜。环网供电方式是指在不同变电所或同一变电所的不同母线的两回或多回出线,使这些线缆相互之间连接成一个环路,分为单独网络、双环网和多环网等不同形式。环网供电有三个基本组成单元,即两个电缆进出线柜、一个用户变压器支路柜。在任一线路出故障时,进出线柜能够及时隔离,转由另一个单元保证用户变压器支路连续供电。用户回路环网柜有保护和隔离变压器的作用,方便维护和检修。环网柜能够根据用户的需要由基本单元组合成多种方案。
在配网设备的选用上,要坚持“免维护,长寿命,节能型”的原则,以适应电网快速发展的需要,为有效地实行状态检修打好基础。在环网建设上,要尽量考虑不同变电所之间10kV电网运行的可靠性,即在一座10kV变电所全停的情况下也能保证大部分重要用户的供电。
(5)配电地理信息系统的建设。建设10kV 配电地理信息系统,可以直观地在地理图上看到各种电力设施的分布。利用该系统对电网相关资料和设备进行管理,可以使配网资料管理的工作量大大减少。目前,我国的地理信息系统已趋于成熟,逐步在供电企业中推广使用。
(6)开闭站的建设。开闭站也叫开关站,它是指建在城市主要道路的路口附近、负荷中心区和两座高压变电站之间,汇集若干条变电站10kV出线作为电源并且以相同的电压等级向用户供电的开关设备的集合。开闭站的主要功能是转输同时具有出线保护的作用。
其作用是:可以解决高压变电站中压出线间隔不足、出线通道受限制的矛盾;可以减少相同路径的电缆条数;能够加强电网联络,提高供电可靠性。
三、城市10kV配电网规划与建设中应考虑的问题
现代化城市的发展过程中,10kV布点及走线的空间越来越小。由于城区的高速发展,大多数城市电源点的布点以及电路走廊变得相当有限。城市发展对10kV配电网规划与建设的限制使得在城市中心不会再有新的电源点以及走廊出现的可能性。对此,当地政府部门以及有关的电力企业应当将眼光放得更高、更远。任何一座城市在发展的初期,都需要提前考虑好有关配电网的建设与规划设计。应当由当地的电力部门根据地区实际情况进行规划设计,在有了详细的发展计划之后,将其递交至当地政府,并正式纳入规划当中备案。
四、结语
总之,只有从满足各个方面用电需求的角度来考虑10kV配电网的规划问题,才能够适应城市发展的需要。但是在目前建设当中仍然存在很多滞后问题,笔者针对此方面的问题,提出了相应的整改措施。然而,由于受到工作环境、研究场所等诸多方面因素的限制,在某些方面的分析说明还不够完美,仍然需要对这些问题进行更深入的研究,实现进一步的完善和提高,为城市10kV配电网的规划提供切实可行的参考依据。
参考文献:
[1]蒋洪增,侯杰.配电网建设中的实用技术探讨[J].科技创新导报,2011,(1).
[2]黄派兵.浅谈快速查找10kV配网线路故障的技巧[J].科技致富向导,2010,(29).
[3]王新宇.10kV自动化配网的设计及应用[J].自动化应用,2011,(4).
[4]徐郑.配电网10kV馈线及配变的无功规划研究[D].重庆:重庆大学,2005.
[关键词] 住宅小区;配电;设计
中图分类号: S611 文献标识码: A
一、居民小区供电特点分析
随着社会的不断发展,近代小区普遍存在着楼房密集、楼与楼之间的距离小、居民供电需求较大等问题,加之供电箱的供电范围及供电能力有限,因此需要多个供电箱才能完成整个小区的供电任务。为避免会在高峰时期电量超负荷,在用电回路方面也不应采用单一回路。此外要注意根据不同的小区建筑而积和布局方式,采用与之相应的供电方式,取点方式的选择要以小区内每栋楼层的居民数量为综合考量依据。一般情况下小区的供电方式有两种,一种是单相电源供电,适用于联体楼住宅小区,另一种是三相电源供电方式,适用于复式楼住宅小区。小区一般设有相应的供配电中心,分电到小区的各个配电箱。供配电形式一般采用单环网或是双射的形式,可以达到一条电路发生故障另一条电路承担所有电路负荷的作用。进行小区配电设计工作之前,详细合理的分析居民小区的供电特点可以为设计工作提供准确的操作依据。
二、居民小区配电问题的解决方案
(一)断路器的选用方面
居民小区的配电设计时,断路器的错误选择是是普遍存在的设计不合理因素,有些设计人员设计时常常选择高级非选择性断路器,认为越是高级的断路器越是安全,越能起到维护小区供电稳定的需要。其实高级非选择性短路器存在一定的缺陷,当末端发生较大的故障电流时,高级非选择性断路器可能会导致一级或多级断路器非选择性切断;此外在断路器选择方面存在的另一问题是,过多地选用选择性断路器,对于供电需求相对较小的居民小区,电路上可能只有几十或百多安培的电流,因此在这样的小区内过多的使用选择性断路器,就显得多此一举,造成资源的浪费。
其次就是断路器的参数设定不准确或是与供电线路的参数不匹配。一般容易发生的现象是上级短延时过电流脱扣器额定电流太小,甚至小于下级断路器之瞬时过电流脱扣器额定电流,或上级瞬时过电流脱扣器额定电流太小,这些问题的产生都会破坏选择性断路器的选择动作,一旦发生电路故障,断路器失去应有的作用就可能造成不可挽回的损失。
(二)回路设计方面
近年来居民小区的的配电设计方面,往往忽略回路设计。一些设计师为图一时之便,在照明和其他电器插座之间设计较少的回路,有些设计师甚至跳过设计回路这一步骤,根本不设置回路,造成实际线路的横截面减少的问题,实际线路横截面减少可能会导致超负荷断电,一旦电气线路在短时间之内超负荷,线路的绝缘能力会大大降低,造成线路升温,住户大部分电器会因此受到不同程度的损坏,甚至造成不可挽回的事故,严重危害着小区居民的生命和财产安全。因此在居民小区配电设计时,对于各住户的室内配电方式的设计,要切实做好回路的设计工作,避免安全隐患的产生。值得注意的是,有些工作人员会在设计电路时随意更改线路,随意更改各个地下墙面上暗埋的管线的导线截面以及各房间的插座等这些不应更改的线路的位置,这些不当的做法为以后的安全运行留下了诸多隐患。
解决方案分析
居民小区配电设计时,对于电流较大的馈线首端应选用选择型断路器,短延时过电流脱扣器电流Iset2 不应小于下级最大的断路器的短延时或瞬时过电流脱扣器电流之1.2~1.3 倍,其延时时间不宜小于0.3~0.4s。瞬时过电流脱扣器电流宜尽量选大。中间级保护电器宜采用使用安全、分断能力高、选择性好和维护简单方便的断路器或熔断器,上下级的额定电流比不小于其过电流选择比1.6∶1。末端回路的保护电器没有选择性要求,可采用非选择型断路器或熔断器,但应满足接地故障能按规定时间内切断之要求,在户内安装配电箱,一般位置选在靠近入口的承重墙位置,在配电箱内装设支路断路器。对于户内仅有一路插座回路的情况,需要装设漏电断路器。对于插座回路多于两路的情况,可安装漏电保护器,在各插座回路分设单极断路器,同时在大型电器上使用单独的回路;对于居民楼室内的回路设计,应以照明,空调以及其他电器用插座分三个回路为基本设计回路,且在回路设计时对一些大型电器进行用电负荷计算,并参照计算结果进行回路设计,同时要为大型电器设置单独回路,切不可想当然。
四、变电所的确定
居住小区能否设置高压开闭所以及设置多少变电所,应依据当地的供电部门供电方案要求,小区用电容量及负荷性质,结合所在地区环境与节能等进行设计。正常由变电所至用电负荷的低压线路供电的半径不应超出250 m。在供电的计算容量超出500 kW、供电的距离超出250 m时,应增设变电所。依据当下我国大多供电部门的要求,居住用户用电应采取一户一表计费方法,电源直接接进小区的变电所低压配电系统。小区变电所高低压配电房应当独立设置并且由供电部门担当维护管理,小区变电所低压系统可以提供一路三相400A的380V/220V的低压电源,并且经设于小区变电所以外专用的低压计量箱后提供住宅公共用电。在住宅公共的用电容量超出400A或有容量极大的商业用电(>100kW)之时,应当设置带商业或局部公共用电专用的变电所。专用变电所的高压电源从小区高压系统专用的回路提供,并且于小区变电所以外设置单独变电所,采取高供高计方法。
小区变电所内的变压器容量与台数须依据小区住户用电与住宅公共的用电计算容量来确定,正常计算容量超出630kVA,为了保证用电可靠性应采取2台变压器。小区变电所单台变压器容量最大不宜超出1000kVA。专用变内的变压器的容量与台数应当依据商业用电及公建用电整体与消防用电计算的容量来确定。当有一级与二级负荷之时,应当考虑用柴油发电机组作为备用电源,并且做好和市电高低开关连锁的设计,禁止与市电并联。由于专用变采取高供高计的方法,相对其低压的配电系统中局部住宅的公共用电负荷,可采取专用回路,并且经专用计量装置进行“表下除度”的方式来区别非商业用的电量。一样,对于不安置专用变时,居住小区的公变中少量商业用电(商铺)经过当地供电部门的同意亦可采取“表下除度”与一户一表方法,分别计费。总之,居住小区的变配电系统既需达到建筑电气的设计规范要求,又需达到当地供电部门对小区住户用电管理中的特别要求。
五、 变电所的选址
变电所的选址应在满足供电半径要求的前提下根据周边环境合理布置,而且变电所的高、低压进出线敷设需与小区内其他配套设施,如通讯、有线电视等的缆线敷设进行统一规划,电力线路采取电缆并且敷设于电缆沟与电缆保护管里。变电所适宜靠近用电负荷中心设置。从小区物业管理角度来考虑,居住小区变配电所应当设置于专门管理用房内。目前江苏地区居住区变电所按照典型设计必须独立建设。从小区的建筑特征方面考虑,也就是在小区楼栋之间中心位置处设置变电所,对于大型小区在满足供电半径要求下可多处设置变电所来分区、分片供电。在条件不允许时,也可设户外箱式变电站,但应当注意对居住小区总体环境的影响以及电力变压器噪音对居住小区用户的影响。
六、结语
居民小区配电设计关乎整个小区居民的生命财产安全,因此在配电设计时要严格按照国家有关规定,合理选用断路器,有效防止电路故障,保证电力安全。此外对于小区配电设计时切不可投机取巧,要加大人员和硬件设施的管理力度,谨慎操作,消除安全隐患,打造宜居小区。
[参考文献]
[1] 陈智勇,李峰.居民小区配电设备智能化研究及关键技术[J].硅谷,2012.
随着国家颁布设施的电力法的贯彻执行,电力作为一种商品进入市场,接受用户的监督和选择,甚至对电力供应中的停电影响追究电力经营者的责任。另一方面,技术和高精密的装备对配电网供电可靠性和电能质量的要求,已是电力经营者必须考虑的主要问题。随着电力发展的需求和市场观念的转变,配电网的自动化已经作为供电企业十分紧迫的任务。城市电网,从八十年代就意识到配电网的潜在危险,并竭力呼吁致力城市电网的改造工程,并组织全国性的大会对配电网改造提出了具体实施计划,各种渠道凑集资金,提出更改计划利用高技术、好性能的设备从事电网的改造。例:1990年召开了全国城网工作会议,提出了城市配电网在电力系统的重要位置,要求采取性能优良的电力装备,以提高供电能力、保证供电质量。根据电网供电的要求,供电部门提出了配电系统对用户供电的可靠性要求,供电可靠性指标达到99%,服务监控中心和对机场、银行及计算机网络和是电力质量要求高的场所,没有可靠的配电网是无法保障的。
配电网综合实施的改造是实现配电网自动化的基本前提,没有好的电网和电网结构、好的设备是不可能实现配电网自动化,早期的配电网已经基本形成,只能在原有配电网的基础上进行改造,难度大,要力争达到高自动化的目的,做好统筹规划,从装备上符合现代城市的发展要求,因此,城市配电网电力装备的基本要求是技术上先进、运行安全可靠、操作维护简单、经济合理、节约能源及符合环境保护要求。
当前我国配电网处于高速发展的时期,国家从政策上给予很大支持,具有相应的资金条件,但我国配电网仍处于方案的探索时期,特别是我国配电网的规模及覆盖面,市场之大是任何一个经济发达或发展中国家无法比拟的,而我国配电网的发展也是随经济发展同步进行,为了探索我国配电网自动化方案,先后对国外配电网的模式进行考察并在国内进行实际试点。但应该注意我国是一个大国,我国的配电网与国外配电网有多方面的区别,不可能完全照搬和应用,在吸收国外先进设备和技术的基础上,开展中国配电网自动化和改造的研究是值得注意的问题。
配电系统自动化,就是利用现代电子、计算机、通讯及网络技术,将配电网在线数据及离线数据和用户数据、地理图形和电网结构进行信息集成,构成完整的自动化系统,实现配电网及其设备正常运行和事故状态下的检测、保护、配电管理和控制的自动化。实施配电系统自动化的目的是提高供电质量、提高供电可靠性、提高服务质量、提高管理水平和提高企业的经济效益,使供电企业和用户双方受益。
综上所述,国外配电自动化的实现大致是先实现馈线自动化,然后建立通讯通道和配电自动化主站系统,再完善各项功能。然在这过程中留有一些已开发的功能和大量的有待开发的自动化功能之间的重叠。配电自动化的发展经历了各种单项自动化林立,号称“多岛自动化”的配电系统,向开放式、集成化和一体化的综合自动化方向发展的过程,目前已具有相当的规模,并从提高配电网运行效率和可靠性,降低劳动强度,提高供电质量,充分利用现有设备的能力,减少停电面积缩和短停电时间等方面,均带来可观的社会效益和经济效益。
世界上大部分国家机场的供配点均按照《国际民用航空公约》的要求实现了机场双电源、自动监控和自动切换。其中欧美机场的供配电自动化程度相当高。美国机场采用美国联邦航空局(FAA)标准,在供电设施的要求上,FAA的标准为一路供电,但对于主电源失效后与备用电源的切换时间却有明确的要求:对于ILS工类机场,要求电源失效后切换时间为30秒;对于
国外大型机场如美国业特兰大国际机场、芝加哥奥黑尔国际机场、伦敦希一思罗机场德国法兰克福机场、荷兰阿姆斯特丹机场等均按照FAA标准实现了配电系统自动化,其监视、保护、管理、操作、计量等全部通过配电自动化系统完成,机场的综合保障能力加强。
我国的机场一律采用ICAO标准对机场进行供配电,无论大小机场则必须在确保两路供电的前提下配备备用电源。我国民用机场大都拥有一个较为完整的变电、配电系统,系统不但规模大、设备种类繁多,运行方式复杂、可靠性要求高。
我国机场供电自动化研究开始十上世纪九十年代,首都机场研究开发了首都机场供电自动化控制系统。首都机场供电自动化控制系统采用基于计算机局域网的分布式开放式系统结构,各节点计算机通过标准以太网连接,对于远端的监视机采用无线网连接,网络拓扑结构采用总线型结构。从结构上划分主要由3大部分组成:现场采集部分、远程数据通信部分和调度控制中心部分。3个部分既相互独立又有机地联系在一起,共同构成电力调度监控系统。
论文关键词:应用型;课堂教学;工程实例;发电厂电气部分
“发电厂电气部分”课程是安徽工程大学(以下简称“我校”)电气工程及其自动化专业的核心专业课,在专业教学体系中起承上启下的作用,也是一门理论与实际结合较紧密的课程。通过本课程的学习,使学生获得必备的发电厂、变电站电气部分的基本知识和实践技能,初步掌握发电厂、变电站电气主系统的设计与计算方法,树立理论联系实际的观点,培养实践能力、创新意识和创新能力。
根据培养“厚基础、宽口径、强能力、高素质”,具有创新精神和创新能力人才的精神,结合我校培养应用型高级工程技术人才、服务地方经济发展的目标,电气工程及其自动化系从学校实际情况出发,充分发挥自身资源优势和校企合作的特点,提出了工学一体化教学改革思路,即把课堂教学与工程实例有机结合起来,在课程教学内容、教学方法、实践环节等方面作了一些探索和实践,取得了一定的效果。
一、发电厂电气部分课程特点
“发电厂电气部分”是一门理论性、综合应用性较强的专业技术课程,针对本课程的特点,通过“发电厂电气部分”教学环节培养学生创新能力、实践能力和综合应用能力就成为工程教育的首要任务。本课程与实际联系紧密,教学内容涉及电气主接线、电气设备、配电装置以及监控、保护等二次设备及回路接线图等,其特点是课程内容庞杂,连贯性差,系统性不强。该课程开设在第六学期,学生正处于由系统性强、条理清楚的基础课转向专业课学习的过渡期,在学习方法上略感不适。另外,绝大多数学生在学习本课程前没去过电厂,对电能生产的各环节缺乏必要的感性认识,对各种电气设备也感到陌生。采用传统教学方式,学生们很难将书本知识与实际设备和电力系统联系在一起来理解和掌握,建立工程的概念,特别是如何应用所学的知识去分析和解决实际问题的能力十分薄弱。因此打破“发电厂电气部分”传统的教学模式,加强课堂教学与工程实例教学的有机结合,使学生对“发电厂电气部分”这门课由抽象到具体,是解决上述问题的有效途径。
二、课堂教学改革与探索
1.精选课程教材和教学内容
课程是专业目标培养的体现,因此在进行课程改革前首先要明确专业目标,并充分认识到本课程在整个专业目标培养实现中所起的作用及地位,还要明确通过本课程的学习期望学生达到怎样的认知效果。基于此我们选用了华中科技大学熊信银主编的教材(第四版),本教材是普通高等教育“十一五”国家级规划教材,教材与时俱进,能反映现代电力工业的现状和特点,如节能减排,“一特四大”,100MW大容量发电机组的电气主接线和特点,750kV超高压和1000kV特高压在电力系统中的作用,以及数字化发电厂和数字化变电站等。在课程学时不断减少的情况下(我校设置的本课程课内学时为30学时),结合大纲要求对课程内容进行合并和序化,经研究,课程的主要教学内容为:能源和发电;发电、变电、输电的电气部分-导体和电气设备的原理与选择-电气主接线及设计;厂用电接线及设计-互感器-配电装置-发电厂和变电站的信号和控制回路。
2.课程教学方法改革
每门课程都有自身的特点,所以在选择教学方法和手段时,应注意课程的特点,选择适合本课程的教学手段和方法,以达到事半功倍的教学效果。对于“发电厂电气部分”这门课程而言,内容比较繁杂、抽象,电气设备非常多,到了现场学生叫不出设备的名称。针对这种情况,我们在授课时采用将工程实例贯穿整个教学过程并用多媒体技术授课的教学模式。工程实例贯穿整个教学过程是指选取当地典型的、有实用价值的电力工程实例,以此来调动学生的学习兴趣,将课本知识点融入工程实例,随着课程的展开,一步步深入到此实例中,而后随着课程的结束,此实例中的相关问题也一一得到解决。在教学过程中我们选取了当地一个发电厂的电气部分设计作为全程实例。多媒体教学主要是将声音、图片、动画和视频等引入到课堂教学中,有助于还原设备的真实面貌,增加上课的趣味性,使学生对教学内容的理解更加深刻、形象和立体。教师在上课前可以到当地的发电厂和变电站去拍摄一些设备的照片和视频,同时还可以利用动画技术将一些设备的工作原理制作成动画演示文件。采用这种方式可以明显提高学生的注意力,调动学生的主动性和积极性,课堂气氛非常活跃。
3.应用
根据课程大纲要求,以“一个发电厂的电气部分设计”为全程实例。围绕该实例,展开一个个知识点,最终完成整个课程的学习。
实例中,典型发电厂的选取非常重要,笔者选取了校企合作单位——芜湖发电厂为实例。该发电厂具有125MW和600MW两种不同的机组,既有普遍性又可与其他教学环节充分衔接。该发电厂也是我校学生实习的电厂,充分利用了资源。 笔者针对“发电厂电气部分”的课程内容与工程实例的衔接做了如下安排:
(1)能源和发电;发电、变电和输电的电气部分。围绕实例,引出发电厂的类型。介绍发电厂的类型,发电、输电、用电相互间的关系,发电厂如何把一次设备通过主接线搭成通路将电能输送出去。旨在引导学生对供电回路有个整体理解和认识。
(2)导体和电气设备的原理与选择。围绕实例,介绍导体载流量和短路时发热温度的计算方法及应用,讲述各种开关的作用、种类,选择的标准,引导学生注意断路器和隔离开关的区别。
(3)电气主接线及设计;厂用电接线及设计。围绕实例,分别介绍该发电厂125MW机组和600MW机组主接线的形式及其特点,厂用电接线是如何进行选择的,并演示了发电厂升压站运行工况的视频。
(4)互感器。介绍一次回路中设置互感器的作用,一般电厂或变电站在哪些点设置互感器,互感器在实际工程中的接线方式,并引导学生注意电压互感器和电流互感器在正常工作状态的区别。
(5)配电装置。围绕实例,讲解根据电气主接线的连接方式,开关电器、保护、测量电器、母线和必要的辅助设备是如何组建成供电整体的,各电器设备又是如何布置的,有什么样的特点,引导学生讨论配电装置布置方式的区别等。
(6)发电厂和变电站的信号和控制回路。围绕实例,讲解该电厂发电机、变压器、输电线路等主要部分布置了怎样的保护,介绍回路哪些点要作常规测量;遇到故障线路如何通过二次回路进行自处理或向运行人员发出信号,继电保护如何使断路器跳闸等。
如此,就可以很好地将课本知识渗透到工程实例中去,使得学生对电能的生产、输送等环节有了整体的、深刻的认识,为后续课程的学习打下坚实的基础。
三、开展现场教学
对实践性很强的专业课,教学过程中要注意理论和工程实际结合,配合教学进度及时到发电厂、变电站对照实物进行现场教学,以增强学生对各种电气设备的感性认识。为了避免现场教学流于形式、“走马观花”式的参观,教师事先必须做好准备工作,选择合适的现场教学点和合适的教学内容。比如在讲授电气主接线及配电装置等章节时,在课堂上只用理论讲述电气主接线图上符号所代表电气设备的外形结构及功能,学生没感性认识。在现场看到变电站或发电厂的电气主接线,如单母线两分段接线、双母线带旁母接线等,就能将书本上这些抽象、难理解、易混淆的理论知识,变得一目了然,便于区分和记忆。再比如屋外配电装置的布置种类非常多,如中型配电装置、高型配电装置、半高型配电装置,比较难区分和记忆,现场看了实物后,它们各具特色,既有共性又有差别,学生豁然开朗。再比如主变压器的中性点接地、母线的防雷等,学生们接触到了,就比较容易理解,避免一知半解。
四、课程设计改革与探索
发电厂电气部分课程设计实践性很强,是一个完整的认识过程,也是结合实际的一项工程。课程设计对学生自学能力、综合分析能力、团队合作能力等的培养是一个很好的机会。我们在布置课程设计题目时,应充分注意以下几点:
(1)选择本地或附近比较典型的实际工程进行训练,这样避免了题目太理想化,要考虑的工程矛盾比较少,学生分析问题、解决问题的能力得不到锻炼的问题;在设计过程中要严格按照工程实际设计步骤,查阅相关设计手册和设备手册,了解行业规范,所绘电气主接线图等要严格按照行业规范要求,使整个课程设计工程化。
(2)为了避免抄袭,课程设计题目多样化。我们在进行该课程的课程设计时,设置了多个设计题目,比如110kV变电站、220kV变电站、热电厂、凝气式发电厂等,根据学生学号的不同,分配不同的课程设计题目。由于工程原始资料不同,在整个课程设计过程中不仅很好地杜绝了抄袭现象,也很好地提高了学生们分析、解决实际工程问题的能力。
关键词:高层建筑、电气设计、思考
Abstract:The high-rise building electrical design is a high technical content, the process of complex system. With the rapid development of economy, high building design is also in constant improvement and perfection, to better adapt to the life of people demand. In this paper, the high building electrical design method, some problems existing in the design and some of the problems should pay attention to, and so on are discussed.
Keywords: high building, electrical design, thinking
中图分类号:TU97文献标识码:A文章编号:
随着科技技术的进步和发展及“以人为本”的思想的深化,高层建筑电气设计要以技术先进、实用可靠、经济合理为原则,建设时要留有一定余地,应考虑技术的先进性、网络的开放性、系统的扩展性和可靠性,尽量采用通用标准及设备,同时,高层建筑电气设计中也应当做到安全、适用、方便和环保,从而实现社会、经济和环境效益的统一。
一、高层建筑的电气设计概述
⑴高层建筑电气设计的方法。①计算电力负荷。电力负荷是设计供配电系统的重要依据,高层建筑电力负荷的计算一般采用需要系数法或负荷密度法。计算数据的准确与否直接关系着供电的可靠性,制约着电力资源的利用率。②供电电源的选择。我国高层建筑的供电电压通常采用10kv 标准电压等级,视具体需要来决定独立电源的数量,一般至少需要两个独立电源并装备应急发电机组来保障供电的稳定性。③设计高低压配电系统。a.高层建筑的高压配电系统一般用两个独立供电的10kv 电源采取同时供电、互为备用的方式保障供电的稳定。b.一般选用大容量的变压器来减少变压器的数量。c.除了楼层配电用混合式接线方式外多采用放射式接线方式。d.功率因数需要采用集中补偿的方式进行无功补偿,提高功率因数到0.9-0.95 左右。e.动力供电和照明、生活用电分别计费。④主要设备的选择。我国现代化的高层建筑一般在主楼的地下室设置变配电室,并选用真空开关、用手车式的高压开关柜;为了防火的需要不在主楼内安设油浸式电力变压器;一般不采用固定式的低压配电屏,通常用抽屉式或手车式低压配电屏;应急发电机组已逐渐选用小巧、快速、少故障的燃气轮发电机,渐渐减少柴油发电机组的使用。⑤高层建筑的照明设计。电气照明设计要关注高层建筑装饰的需要,在满足光源、照明度、线路铺设等要求的同时也要考虑照明设施的美观,将照明价值和艺术价值相结合,并尽量选用节能的照明设备。⑥高层建筑的电梯供电。高层建筑的电梯是通行的基础工具,电梯分为服务梯、消防梯、货梯、普通客梯等种类,由于速度区别有低速、快速、高速乃至超高速之分,按照供电电源的要求有直流和交流的区别,需要设计人员根据电梯的具体需要来设计相应的电气接入问题,额外需要注意的是电梯要使用专用电缆并采用不同的两路变压器,通过电源间的切换来保障电梯供电。⑦高层建筑变电所位置的确定。变电所的位置一般处于高层建筑的底层,但基于节能的原则需要变电所尽量靠近用电负荷中心,这需要根据建筑的高度来确定变电所的具置,当高层建筑超过60 楼时一般将变电所分散布置在建筑的上、中、下三个位置比较符合供电的经济性。⑧电气设计的安全防护措施。高层建筑的安全防护措施一方面要做好高层建筑的防雷接地和金属管线的接地,这两个方面与电器设备的接地统一构成接地系统,在高层建筑本身接地体的基础上安设人工接地体;另一方面要重视消防系统的设计,将消防报警和自动灭火的消防供电设计连接到高层建筑的整体设计中,确保能够科学、合理的保障高层建筑的安全。
⑵高层建筑电气设计的节能要求。经济的迅速发展对各种能源有着巨大的需求,我国电力能源的供应一向紧张。节能问题是高层建筑电气设计中必须关注的重点,这要求高层建筑的电气设计中要在满足照明、温度等实际需求的基础上,考虑经济效益避免不必要的电力消耗。
二 高层建筑电气设计中应当注意的的问题
由于高层建筑自身的复杂,在电气设计中的许多环节需要结合建筑的整体需要或特殊要求,这无形中提高了高层建筑电气设计的难度。
⑴供电的可靠性难以保证。高层建筑自身的供电负荷比较大,各种电气设备特别多,需要电力支撑的功能不仅多而且复杂,这些情况在很大程度上制约了高层建筑电气设计中供电的稳定性和可靠性。
⑵动力与生活照明用电供电独立。高层建筑的照明用电一般用母线槽配电,而动力用电常常用的是放射式供电方式,与照明用电分开,双方不共同使用同一个干线。
⑶高层建筑地面的管道数量多。由于高层建筑结构上为了形成大空间,各种设备多安装在墙面上,使得地面上的管道数量非常之多。
⑷高层建筑的各种防震措施。目前我国高层建筑的施工都十分重视采取稳妥的防震措施,包括建筑伸缩缝等在建筑建构上的防震处理和各种电气设备的防震。
⑸高层建筑对消防的要求高。高层建筑由于建筑高、面积和体积大、人员多等等因素造成消防安全的隐患特别多,而且高层建筑一旦发生火灾事故,后果也特别恶劣,这些原因促使高层建筑对消防安全的要求特别高。
⑹其他方面。建筑施工过程中由于可以采用一些方法来缩短施工周期,而且建筑顶棚多采用吊顶的方式,给电气设计的具体实施工作带来了困难;另外整个高层建筑的电气管线也需要做好防火防漏电处理。
三 高层建筑电气设计中存在的一些问题。
⑴电气设计的消防供电问题。消防供电常出现设计时没有采用专用的回路供电情况,将消防供电与非消防供电接引在一起,导致火灾发生时一旦切断供电将使消防供电电源也被切断。
⑵电气设计的非消防供电问题。在高层建筑的电气设计中常出现设计人员将切断非消防电源的控制模块接引在楼层照明等民用低压线路上,火灾发生时一旦切断电源将使得不是必须断电的范围也被切断电源,给居民带来恐慌。
⑶电气设计的住宅配电箱问题。电气设计人员常没有选择合适的建筑住宅配电箱进线开关,而使用带有短路等功能的断路器时导致配电级数的增加,降低供电稳定性
四 高层建筑电气设计问题的对策
高层建筑的电气设计不仅要满足稳定供电的基本需求,更肩负着节约电力能源和保障人们生命、财产安全的重要责任,需要电气设计的相关人员针对上文中电气设计中需要关注的问题认真做好本职工作,保障高层建筑供电的高效、稳定和安全。针对上文中电气设计中存在的问题,特提出以下对策:
⑴电气设计需要在配电间安设消防供电专用的供电回路,由消防设备的两路低压电源接引低压配电柜的两路电源。
⑵火灾发生时非消防电源的切断应先切断发生火灾楼层的非消防电源,尽量缩小电源切断的范围。
⑶建筑住宅配电箱应选用具备隔离和同时断开中线、相线功能的进线开关。
五 结语
综上所述,为了保障高层建筑供电的稳定性和安全性,需要切实做好电气设计工作。高层建筑的电气设计要结合建筑本身的需要,遵循节能安全的原则,保证供电系统能够满足高层建筑基础功能以及防火、防震、防雷的要求,保障人们的生命和财产安全。
参考文献
[1] 胡隆才.现代建筑电气设计的具体方法研究[J].科技资讯,2009
[2]章楷盛,李洪伟.现代高层建筑电气设计内容分析[J].中国科技财富,2010(6):95.