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摘 要：本文结合句容市聚和园小区供电设计，对居住生活小区负荷计算、10kV环网供电方式、10kV主要设备的参数选择进行分析；并简要阐述转移电流、交接电流、开环点的概念及选取原则；同时还对箱式变电站的过压保护、计量、无功补偿及气候对箱变的特殊要求以及高低压电缆的选择等进行探讨，对环网供电的拓扑结构进行阐述。
【关键词】：居住生活小区；供电；设计
中图分类号：TK21 文献标识码：A
引言
句容市居住区传统的供电方式是采用10kV单回架空线路做为电源，配合杆上油浸变压器“挂灯笼“方式，400V线路架空放射形供电，致使居住区杆线交错，线路密如蛛网，且导致供电安全性低。今天，人们对生活环境要求越来越高，采用10kV配电所、箱式变电站、低压分支箱，配套10kV地下电缆构成环网供电，400V电缆埋地发散供电，已成为当今居住生活小区供电方案的理想选择。下面结合句容市聚和园小区供电设计，对居住生活小区环网供电方式进行探讨。
1 项目概况
句容市聚和园小区总建筑面积9万m2，3栋11层小高层，13栋多层单元楼，25栋独栋别墅， 栋4拼别墅，8栋双拼别墅，另有商务楼一栋及商业店铺若干。它是以商品住宅为主的居住生活小区，兼顾部分商业及公共设施，是目前句容地区典型的居住生活小区。
2 负荷计算
根据江苏省居住区供电设施建设强制性标准，本小区供电以每户建筑面积作为负荷核定的标准，即120m2以下8kW／户，120-150m2的12 kW／户，150m2以上1 kW／户，在相变容量选择时需结合所供户数合理选择同时系数。对于商业及公用建筑，一般按0.1-0.15kW／m2考虑。
3 供电系统规划
聚和园小区在中心设一中心配电所，采用环形供电，东、西两区自成一环。低压供电半径≤150m，整个小区设有10台箱变及若干低压分支箱。环网单元采用箱式变电站，单线单环，在低压侧进行电能计量。对于大型公用商业建筑及地下车库等不宜设置箱变的用户，可设置变电点，配置环网柜作为整个小区环网供电系统的一个单元。为了限制短路容量，简化继电保护，小区两个环形供电系统采用开环运行方式。
4 箱式变电站的若干技术问题分析
4．1 设备选型
箱变高压受电设备采用高压负荷开关串接熔断器的环网柜。此种环网柜，用负荷开关投切电路和隔离故障点，用熔断器完成短路保护功能，对于供电线路和设备无须进行短路电流校验。如何合理选配负荷开关、熔断器与变压器的参数，将是涉及到能否发挥熔断器和负荷开关的使用，以及提高组合电器技术经济指标的重要问题。
4．1．1 额定电流计算
聚和园小区箱变中变压器容量为315kVA- 30kVA，高压额定电流为1 A－33A，考虑过载因素，熔断器额定电流定为4OA－80A。负荷开关额定电流没有制约因素，其额定电流由机械强度、开关能力、标准化因素决定，一般选择为400A－ 30A。本小区箱变变压器高压负荷开关选用XGN15-12（F.R）型，Ie= 30A。
进出箱变的高压线路选用MFF-10／400全绝缘负荷开关，Ie=400A。高压电缆为YJV22－8.1／15-3×120。
4．1．2 转移电流分析
转移电流是一种三相短路电流值，当短路电流在转移点附近时，首开相短路电流由熔断器开断，而后二相短路电流则由熔断器转移给负荷开关开断。若负荷开关的分闸时间T小于第一与后二相熔断器馆断时间差△T，则另二相短路电流由负荷开关断开。反之，则由另二相熔断器开断。熔断器的时间--电流特性离散性小，熔断器动作快或延长负荷开关分闸时间，就可降低或避开转移电流。综上所述，转移电流不仅与熔断器的时间一电流特性有关，还与熔断器撞击器触发负荷开关的分闸时间有关，0．9倍熔断器触发负荷开关分闸时间在熔断器的“时间--电流“特性电流偏差为- ．5％的曲线所对应的电流值就是三相转移电流值。
4．1．3 交接电流分析
合理确定交接电流值，会减少限流熔断器的动作次数，具有一定的技术经济意义。特别是对真空和SF 负荷开关，可提高交接电流接近转移电流以充分发挥这类负荷开关的开断能力之优势。故障电流高于转移电流是熔断器的保护范围，低于交接电流是负荷开关的保护范围，交接电流和转移电流之间是负荷开关和熔断器共同保护工作范围。组合电器与单独熔断器、负荷开关额定参数不一样。一般熔断器额定电流略高于组合电器额定电流。额定电流、交接电流、转移电流都应按配合要求核定。
4．2 箱变的过电压保护
作为站内变压器和其它高压受电设备的过电压保护，箱变内应设避雷器。因10kV阀型避雷器FZ、FS系列工频放电电压有效值为2 kV－31kV。氧化锌避雷器（MOA）的标称电压为19．5kV－21kV，对于10kV油浸变压器绝缘通常是按35kV工频耐压Imin。因此，阀型避雷器和MOA都能有效进行保护。若采用环氧树脂干式变压器时，由于其绝缘是按28kV工频耐压1min，显然只有选用MOA作为过电压保护才是合理的。聚和园小区为从经济运行、适度超前的角度考虑，选用SH11型D，yn11接线的非晶合金低损耗变压器。高压侧配套选用HY5WZ－11／50避雷器，低压侧选用Y3W－０．38避雷器。
4．3 计量与无功补偿
相变低压侧设总计量作考核用，每户单独装表计量。考虑到小区负荷的特点，并结合以往设计的工程实践，无功补偿取变压器容量的25%左右，采用分相补偿，过零自动投切方式。
4．4 开环点的选择
开环点的设置能保证单电源网络两端断路器不会同时断开。双电源网络，因两路电源电压的数值和相位不可能完全一致，闭环运行将引起环流，增加供电线路能耗，故环网供电系统一般都是开环运行。选择开环点应使断口两端电压的数值和相位相差最小。具体实现此原则最通常的方法是：首先假设环网为闭环运行，通过计算找出由两端电源供电的变电所，求出功率分界点的位置，此功率分界点即为环网的正常开环点。一般功率分界点不会恰好落在某两个变电所之间。因此，只能通过计算，选择两端累计功率差值较小的点作为正常开环点。
5 环网电缆的选择
聚和园小区环网线路全部选用YJV22－8．1／15-3×120铠装交联聚乙烯电缆穿管埋地敷设。电缆按长期允许载流量选择，并进行短路热稳定校验。1kV以下电缆当采用低压断路器或熔断器作网络保护时，一般均能满足稳定性要求，不必进行校验。
针对气候特点对箱变提出特殊要求
句容市夏日酷热，冬季寒冷，置于室外的箱变须考虑散热、通风、防污染措施。为防止小动物侵入和防尘，通风孔采用钢板网加阻燃防尘滤布，防护等级应达IP44，顶盖应设置隔热层，四周设置活动遮阳板。
结论
箱式变电站供电可节省建筑面积、节约投资、安装方便、无人值班。住宅小区是采用配电所加箱变的环网供电方式。配电所为双电源单母线分段系统，两个供电环网起止于两段母线上。此种供电方式，兼有双回路供电与环网供电的优点，大大提高了供电的可靠性，而投资却低于双回路幅射型供电。环网供电还能使配电网线路简化，能方便地为重要负荷提供两个电源。同时，出现故障时易于查找，对于实现电网自动化管理具有重要的意义。
参考文献
[1]中国航空工业规划设计研究院等. 工业与民用配电设计手册（第三版）. 北京：中国电力出版社，2005.
[2]水利电力部西北电力设计院. 电力工程电气设计手册. 北京：中国电力出版社，1989.
[3]DGJ32/J11-2005 居住区供配电设施建设标准.南京：江苏省建设厅，2005.
[4]GB 50052-95 供配电系统设计规范. 北京：中华人民共和国建设部，199 .
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发表于 2020-5-28 13:57:26
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