住宅小区供配电系统方案

关于住宅小区供配电系统方案的探讨随着城市规模的不断扩大，国民经济的持续增长以及居民生活水平的提高，城市住宅建设由原来的分散建设发展到集中规划的住宅小区。对于住宅小区的高压供电，应结合小区综合开发建设小区供配电管理中心即10kV开闭站,由开闭站分供各小区配电室。以仅解决变电站10kV出线开关的不足，增加变电站的供电能力。供配电形式一般采用10kV双电源的双射或单环网的形式。对于干线10kV电缆线路的带负荷能力应考虑当一路电源出口段短路故障跳闸，另一路电源要承担非正常运行状况下所有负荷。以交联聚乙烯铜芯YJV22-8.7/10kV300m2电缆考虑，其载流量为600A计，其正常情况下的容量裕度为50％，即正常负荷电流为300A。依据《城市电网规划设计导则》变压器选择应按Se=Sje/1.3x0.5=Sje/0.65。变压器的负载率按0.65,最大负荷同时系数按0.8考虑。折算总容量约为SMAX=√3×U×I/0.65/0.8=10000kVA,满容量计算约合500kVA变压器20台即10个小区配电室。一、10kV供配电形式的比较10kV供配电一般由开闭站的10kV不同母线引出双回路干线电缆，引入小区距开闭站最近的小区配电室的不同高压母线，再经高压负荷环网柜引至下一个小区配电室，行成双射线供电方式。配电变压器分母线运行分别由不同的电源电缆供电，高压无联络，低压设联络当一路电源或变压器故障时，低压母联投入，一台变压器带全部负荷。（见图1）这种接线形式其优点是：接线简单，便于接入新的用电负荷，双路电缆同路由敷设便于施工，由于变压器分母线运行所以先天的具有较好的供电可靠性。由此可见双射线供电方式适用于住宅建设逐步开发的小区，因为这样便于配电设施随着小区的开发而逐步建设。所以双射线供电的方式被广泛的采用。但双射线供电的方式也存在着一些不足，由于接线形式的限制，每个配电室10kV高压配电间隔较多，浪费了资源。由于高压不设联络，在不具备配网自动化的小区即使是高压电源电缆故障也只能靠低压母联投入，由一台变压器带出全部负荷。而且由于10kV电源电缆同路由敷设,如果遭到外力破坏，有可能造成干线两路电缆同时故障，造成小区配电室全停的恶性事故。由开闭站的10kV一段母线引出一路干线电缆，引入第一个小区配电室的高压母线，再经高压负荷环网柜引至下一个小区配电室，最后引到开闭站的10kV另一段母线，行成单环网供电。正常运行时依据均分负荷的原则开环运行。小区配电室接线为单母线接线方式，一段母线带2台变压器，低压为单母线分段，带联络。当变压器故障时，投入低压母联，带出全部负荷。而当一路电源故障时，需要另路电源投入支援。（见图2）这种接线形式其优点是：与双射供电相比节省了2个高压出线间隔，同时电缆的敷设长度也较短，具有较好的经济性。干线电缆不同路由敷设，电源具有良好的供电可靠性。但由于网络型式为单环，而且两台变压器在同一条母线运行，所以整个单环需要一次建成，对住宅小区的整体规划和供配电网规划有较高的要求。而且在当一路电源故障，将造成串带的所有小区配电室全停。所以要求配网自动化与小区配电室同期建设，当配电室的一路电源故障时，系统自动将另一方向的电源投入，将其余负荷转到另一半环供电。当变压器故障时低压主进跳开，低压母联投入，另一台变压器带起全配电室负荷。但由于每个配电室能节省2个高压间隔，约10万元投资，如前所述开闭站双路约带5～10个配电室，整个单环可节省投资50～100万元，这笔资金足已建设小区的配电自动化，在投入相同的资金情况下单环网加配电自动化有着明显的优越性。配电自动化的建成将大大的提高供电可靠性。随着大型住宅区成为城市的重要组成部分，规划、设计和建设管理与整个城市有机结合，科学合理地规划设计日益在小区建设中起到决定性作用。随着住宅小区供配电规划与小区整体规划设计同步考虑，单环网的接线型式及配电自动化将被更广泛的采用。.二、10kV配电自动化目前，随着自动化技术、计算机技术、网络技术、通讯技术及变配电智能装置制造技术的迅猛发展，配电自动化技术越来越引起人们的广泛注意。配网改造工作仅仅依靠一次系统的投入是难以适应高供电可靠性、高质量服务水平、高效率系统管理的需求，只有在城市配网建设、改造的同时，进行配电自动化系统的建设，才能满足现代化电网的发展要求。在小区建设供配电管理中心，管理中心设置配电自动化系统，监控开闭站及所有小区配电室。住宅区配电自动化系统基本功能为：满足无人值班、集中值班的要求；运行相关数据的采集与远传；负荷监控管理；自动无功补偿功能；故障隔离与恢复供电；住宅电度表的远方传输。开闭站高压装设10kV中置式开关柜，配置微机综合保护，配电室设置SF6环网柜，不设保护，依靠故障隔离与恢复供电程序完成配网的保护功能，即自动识别故障并发出隔离故障的操作指令。在确认故障隔离之后，自动发出供电恢复的操作指令，缩短停电时间。在故障识别、隔离和供电恢复的全过程中向实时数据库发出相应的报警信号。以图2为例，简介配电自动化的自动隔离功能：自动隔离即能快速判断故障点，切除故障段，恢复非故障段供电，可大大缩短因电缆接地或短路故障引起的停电时间。正常运行时电源I带1＃，2＃配电室，电源II带3＃，4＃配电室，其中2＃配电室的2FL做为单环的开环点。当故障发生时，跳开故障点两侧开关，将负荷倒入另一半环。①当在K-1处发生故障时,3＃，4＃配电室的1FL,2FL的电缆故障指示仪均动作，信号通过配电室内的数据采集装置送到小区供配电管理中心，同时开闭站内的2DL保护动作跳开2DL断路器。依据故障发生在最远离电源点动作的故障指示仪与未其最近的未动作的故障指示仪之间的原则来判断故障段，故障发生在3＃配电室2FL至2＃配电室2FL之间，系统下达遥控命令，跳开3＃配电室2FL，切除故障，2DL断路器自动重合，恢复环网供电。断路器的重合时间应躲过负荷开关的固有动作时间及系统的响应时间。②当在K-2处发生故障时,4＃配电室的1FL,2FL及3＃配电室的1FL的电缆故障指示仪动作，信号送到自动化系统，同时开闭站内的2DL保护动作跳开2DL断路器。系统将判断出故障发生在3＃配电室1FL至4＃配电室2FL之间，系统下达遥控命令，跳开4＃配电室的2FL，及3＃配电室的1FL，将故障段隔离。同时单环网的开环点2＃配电室2FL及2DL断路器自动合闸，恢复环网供电。③当在K-3处发生故障时,4＃配电室的1FL检测到故障，跳开2DL及4＃配电室的1FL，由于该配电室的1FL及2FL同处于一段母线，故此时闭锁2DL合闸。此时4＃配电室全停，但由于SF6环网柜母线为SF6绝缘密封气室，所以故障的几率很低。④当在K-4处发生故障时，开闭站内的2DL及4＃配电室的1FL跳闸，开环点闭合，电源I带全部负荷。三、结论综上所述，随着国民经济飞速发展，人们生活水平不断提高，配电网建设中暴露出来的有电送不上,配网结构薄弱，自动化水平低的矛盾日益严重。供电部门急需完善供配电基础设施以加快经济发展。配电自动化技术的广泛应用与配电网整体规划的实施，将为居民提供更安全、稳定、可靠的供配电系统，优质合格的供电质量。为完善城市功能和促进城市可持续发展提供坚实的物质保证。