城市小區(qū)的供電特性以及其可靠性方法

董明

【摘要】本文首先從高壓開關(guān)設(shè)備的選擇方案和種類來講述城市小區(qū)供電特點(diǎn)，然后詳細(xì)論述了小區(qū)的配電室應(yīng)當(dāng)滿足的三個(gè)條件的緣由，再次給出了提高配電室供電可靠性的五個(gè)方面措施，最后對(duì)城市小區(qū)的供電系統(tǒng)給出總結(jié)方案。

【關(guān)鍵詞】配電變壓器，高壓負(fù)荷開關(guān)，放射式接線，斷路器

一、城市小區(qū)供電特點(diǎn)

目前，城市小區(qū)主要包含住宅、商業(yè)、辦公以及相應(yīng)的公共設(shè)備。小區(qū)供電一般以環(huán)網(wǎng)供電為主要原則，在正常狀況下，采取地下電纜供電，雙電源采取不同的母線段，同一開關(guān)站或不同開關(guān)站都是這樣，城市小區(qū)一般須要根據(jù)本小區(qū)的電網(wǎng)負(fù)荷和負(fù)荷的分配特點(diǎn)，來適當(dāng)?shù)剡x擇開環(huán)點(diǎn)，并根據(jù)城市網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃設(shè)計(jì)的原則來科學(xué)合理地分割供電范圍，從而來決定配變站的數(shù)目和配變站的配電變壓器的臺(tái)數(shù)與容量，一般來說配電變壓器不超過800kVA。

負(fù)荷開關(guān)和斷路器[1]的選擇由于配電變壓器[2]本身容量小，自我保護(hù)能力較差，因此需通過高壓開關(guān)設(shè)備對(duì)其進(jìn)行保護(hù)。此處的高壓開關(guān)設(shè)備可以兩種選擇方案：（1）斷路器加繼電保護(hù)；（2）高壓負(fù)荷開關(guān)加限流熔斷器。就油浸式變壓器的保護(hù)來說，重要的是短路持續(xù)時(shí)間問題，如果短路持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)，萬一配電變壓器的內(nèi)部出現(xiàn)故障，變壓器內(nèi)的電弧就很有可能使變壓器的油壓快速升高，從而發(fā)生箱體炸開與大面積燃油等重大事故。若采用斷路器加繼電保護(hù)來作保護(hù)，因?yàn)槿_斷時(shí)間包含繼電保護(hù)時(shí)間、燃弧時(shí)間和斷路器固有分閘時(shí)間三大部分。熔斷器動(dòng)作的同時(shí)會(huì)撞擊撞擊器，從而撞開負(fù)荷開關(guān)的脫扣設(shè)備，促使其隨之運(yùn)動(dòng)起來，開斷變壓器的兩相電路，致使充分保護(hù)變壓器。由上可見，在小區(qū)的環(huán)網(wǎng)供電中，為了保護(hù)變壓器，一般來說都使用高壓負(fù)荷開關(guān)和限流熔斷器來組合使用。

高壓負(fù)荷開關(guān)[3，4]的種類與特性。目前高壓負(fù)荷開關(guān)的類別較多，比較流行的主要有產(chǎn)氣式、壓氣式和真空式開關(guān)三種。高壓負(fù)荷開關(guān)按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)通常分為一般型和頻繁型兩種類型。壓氣式和產(chǎn)氣式被歸為一般型，真空式被歸為頻繁型。產(chǎn)氣式負(fù)荷開關(guān)是指在隔離開關(guān)的基礎(chǔ)上，安裝狹縫滅弧室與電弧觸頭，滅弧片由具有產(chǎn)氣功能的有機(jī)材料制作，且在滅弧片外圍加設(shè)了磁極板其是由外力來熄滅電弧的。滅弧室由觸頭、導(dǎo)電筒和噴咀組成?，F(xiàn)在中國(guó)使用數(shù)目最大的是意大利VEI 的ISARC 型。ISARC—I、Ⅱ型設(shè)置了鐘罩型滅弧室，經(jīng)過反復(fù)多次開斷后，由于金屬粒子或碳粒子附屬在鐘罩絕緣的子內(nèi)壁上，會(huì)一定程度上影響絕緣性能。而真空式負(fù)荷開關(guān)是用真空來作為滅弧介質(zhì)，具有絕緣強(qiáng)度高和熄弧能力強(qiáng)的特點(diǎn)，能開斷3000安培的轉(zhuǎn)移電流。

二、一般來說，小區(qū)的配電室應(yīng)當(dāng)滿足以下三個(gè)條件：

（一）考慮到通風(fēng)采光和電纜進(jìn)出線的便利等因素，配電室應(yīng)該設(shè)置在建筑物的靠外墻側(cè)，配電室也不能位于浴室、衛(wèi)生間和其它經(jīng)常有積水漏水的下方，而且也不能和上述地方靠近。配電室一般能自然通風(fēng)，不能有雨雪侵入與動(dòng)物進(jìn)入。

（二）配電室內(nèi)的裝備要注意簡(jiǎn)潔、合理。小區(qū)總配電室出線路數(shù)較多，負(fù)荷較集中，采取帶保護(hù)的高壓柜，可一定程度上提高變電所的可靠性能，并要注意盡可能采用交流操作，可達(dá)到減化接線和減少維護(hù)作用。

（三）由于目前小區(qū)負(fù)荷容量會(huì)不斷增加，故供電質(zhì)量要提高，因而小區(qū)配電方式要充分考慮雙路供電的標(biāo)準(zhǔn)和供電半徑的需求。

三、為提高配電室供電可靠性，一般采取以下措施：

（一）采用老化篩選的方法。一般來說，設(shè)備元件的故障率隨時(shí)間的變化會(huì)經(jīng)歷早期、偶然期和損耗期3個(gè)時(shí)期。早期故障發(fā)生率偏高，但是它的發(fā)生率和時(shí)間是成反比。在此期間發(fā)生故障的主要是設(shè)計(jì)原理、原材料來源和制造技術(shù)中的缺陷所引起。因此我們要從設(shè)計(jì)水平和電網(wǎng)裝備水平下手，利用新科技新發(fā)明新設(shè)備來降低故障率。偶然期故障率是個(gè)穩(wěn)定的常數(shù)（低數(shù)值），我們只要加強(qiáng)定期維護(hù)和管理來延長(zhǎng)這段時(shí)期的時(shí)間。損耗期故障率慢慢上升。因?yàn)殡S著時(shí)間的推移，機(jī)械和絕緣的老化以及電器磨損慢慢會(huì)表現(xiàn)出來。那么在這個(gè)時(shí)期里大部分零件開始失靈或者失效。那么老化篩選主要是結(jié)束早期，延長(zhǎng)偶然期，及時(shí)更換損耗期，提高供電可靠性。這種方法只適用不可修復(fù)元件。

（二）施工和檢修嚴(yán)把關(guān)。其中配電網(wǎng)中所使用的非標(biāo)準(zhǔn)金具的設(shè)計(jì)和鍍鋅材料質(zhì)量很容易出現(xiàn)腐蝕，要是這些材料嚴(yán)格把關(guān)，到后期出現(xiàn)維修或更換將會(huì)給我們工作帶來巨大麻煩，不僅是人力也是財(cái)力的損失。供電可靠性是一項(xiàng)長(zhǎng)期、持久的工作，只要我們進(jìn)行嚴(yán)把關(guān)，供電可靠性才能得以保證。

（三）引進(jìn)先進(jìn)設(shè)備。實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)絡(luò)的自動(dòng)化，購(gòu)買網(wǎng)絡(luò)先進(jìn)設(shè)備，可以實(shí)時(shí)監(jiān)控配電網(wǎng)，跟蹤發(fā)現(xiàn)各元件的運(yùn)行狀況，及時(shí)排查和消除故障，做到未雨綢?？?。配電網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)化可以做到自動(dòng)隔離故障段、恢復(fù)非故障段供電。通過自動(dòng)選擇與本地相適應(yīng)的綜合自動(dòng)化系統(tǒng)方案，在實(shí)施一整套監(jiān)控措施的同時(shí)，加強(qiáng)對(duì)電網(wǎng)實(shí)時(shí)狀態(tài)、開關(guān)動(dòng)作次數(shù)、設(shè)備、潮流動(dòng)向、負(fù)荷管理情況進(jìn)行采集，因此結(jié)合網(wǎng)絡(luò)化管理、擬定最優(yōu)化方案大大提高了配電網(wǎng)供電的可靠性，實(shí)現(xiàn)供電可靠率99.999%的期望。要是切換開關(guān)和聯(lián)絡(luò)開關(guān)相互配合，有利于故障中所造成的部分失電負(fù)荷進(jìn)行及時(shí)的轉(zhuǎn)移來恢復(fù)供電，這樣大大縮短非故障線路的停電時(shí)間。

（四）采用中心點(diǎn)接地和配套技術(shù)的使用。隨著光纜的廣泛應(yīng)用，對(duì)地容性電流的要求越來越高，改變中心點(diǎn)運(yùn)行方式以及應(yīng)用配套技術(shù)，這樣改善系統(tǒng)通過電壓對(duì)設(shè)備的危害、減少絕緣設(shè)備破壞造成的事故，增強(qiáng)饋線自動(dòng)化對(duì)單相接地故障的判別能力的重要手段。

（五）接線[5]方式的可靠性選擇。①放射式接線：小區(qū)集中配電室為雙路供電，各分配電室均由總配電室引出，高壓雙路進(jìn)線，均設(shè)聯(lián)絡(luò)。這是高可靠性接線供電，接線簡(jiǎn)單，運(yùn)行靈活，主要適用于小型、負(fù)荷相對(duì)集中的高檔社區(qū)。但是，因?yàn)槊總€(gè)配電室必須配有高壓聯(lián)絡(luò)電纜，因此對(duì)于大型社區(qū)來說，小區(qū)中過多的集中配電室設(shè)備以及過多高壓聯(lián)絡(luò)回路線，勢(shì)必造成投資大、費(fèi)用高的弊端。②鏈接式接線：實(shí)現(xiàn)低碳環(huán)保理念，即節(jié)約成本資源又充分利用電纜容量。這是目前最為常見的接線方式，適合負(fù)荷分散、占地面積大的社區(qū)。

四、 總結(jié)

隨著人口的城鎮(zhèn)化，這樣給城市供電系統(tǒng)提出更高的要求，然而城市住宅小區(qū)的供電配電室有異于普通用戶配電室，城市住宅小區(qū)的供電配電室要求供電可靠性高、操作次數(shù)少、維護(hù)量少、故障率低。那么小區(qū)的接線方式理應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況來定，盡量做到簡(jiǎn)潔明了、便于運(yùn)行管理，不應(yīng)生搬硬套局限于某一種特定方式。這是本人多年工作來所得到的見解。

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