教育園區(qū)用電裝備負荷分析與接入設計

徐慶鋒，覃貴芳，呂 恒

（1.廣西水利電力職業(yè)技術學院，廣西 南寧530023；2.廣西綠能電力勘察設計有限公司，廣西 南寧530001）

0 引言

隨著我國經(jīng)濟快速發(fā)展，人才需求量也迅猛發(fā)展，尤其是職業(yè)教育更是呈爆炸性增長，單靠在原來的教育構架下挖潛、擴充等改良式的發(fā)展，已經(jīng)遠遠不能適應社會經(jīng)濟發(fā)展的要求，各地都在紛紛尋求跨越式的發(fā)展模式。于是，在中等以上的城市建設教育園區(qū)就成了教育屆的時代強音。在包含有各層次、各類別的院校在內(nèi)的教育園區(qū)，除了給該區(qū)域增加數(shù)以十萬計的學生、教師及其輔助人員之外，還有為豐富學生生活娛樂的周邊項目帶來的人群，這事實上就構成了以教育為核心的大型城市綜合體。不言而喻，這種始料不及而形成的大型城市綜合體，其電力負荷大大超出原來電網(wǎng)規(guī)劃負荷預測，其供電對城市配網(wǎng)提出較高的要求，也就提出了一個新課題。下面以某教育園區(qū)形成的城市綜合體為例，介紹大型城市綜合體供電接入方案的配網(wǎng)分析與設計。

1 城市綜合體負荷分析

經(jīng)用戶申請，因負荷增長原來對該城市綜合體供電的專用變壓器容量9 000 kVA不能滿足供電要求，需要增加供電容量。經(jīng)現(xiàn)場勘查、計算、分析該城市綜合體負荷，統(tǒng)計出其新增負荷主要為學校、教學設備、大型綜合超市、星級酒店、商業(yè)制冷設備、商業(yè)街、停車場及設備、寫字樓等。其用電用電負荷如表1所示。

表1 大型綜合體新增負荷統(tǒng)計表

表1中計算容量通過公式1計算得出。

式中：S為計算容量；P為統(tǒng)計容量；K1為同時率；K2為功率因素。

在表1中，依據(jù)《民用建筑設計通則》和廣西《居住區(qū)供配電設施建設規(guī)范》負荷同時率取0.9，用戶用電設備功率因素選0.92[1]；根據(jù)廣西《居住區(qū)供配電設施建設規(guī)范》，教育設備負荷同時率取0.5；計算出該城市綜合體新增容量為19 581 kVA.依據(jù)《城市配電網(wǎng)導則》規(guī)定，當計算容量大于6 000 kVA時，對新接的專用變壓器需要新建專線配電線接入城市配網(wǎng)系統(tǒng)[1]。

2 電源接入及網(wǎng)架分析

2.1 網(wǎng)架結構分析

經(jīng)實地勘察，發(fā)現(xiàn)該城市綜合體周圍的10 kV配電網(wǎng)為：A915線電源已是該教育園區(qū)西區(qū)1號配電房主供電源；A930線電源是西區(qū)地塊3個配電房的備用電源；根據(jù)南方電網(wǎng)《供配電系統(tǒng)設計規(guī)范》對重要用戶新增負荷，從保證其供電可靠性要求A915線電源和A930線電源不適合再作為新增容量的電源[2]。

勘察大型城市綜合體周邊電源后，發(fā)現(xiàn)可利用的電源有 A918、A905、A904、A919、A916、A934 等七個電源，根據(jù)向供電局收集資料得到各電源負載情況如表2所示。

表2 城市綜合體周邊電源負荷分析

通過表2可以發(fā)現(xiàn)電源A918負載率為97.8%屬于重載，A905負載率為121%屬于過載，A919、A916電源負載率較低為30%和10.62%.電源A904和A916現(xiàn)成環(huán)網(wǎng)后跟電源A916一起按照雙電源的方案重要用戶給中國移動公司供電。

2.2 電源接入分析

根據(jù)表 2 析可知，電源 A904、A919、A916、A930、A934都屬于輕載情況可以作為城市綜合體新增容量的電源。本城市綜合體新增容量可以采用一臺20 000 kVA的變壓器供電，或者采用兩臺容量為10 000 kVA的變壓器供電。采用不同變壓器容量的供電方案根據(jù)公式2：

式中：I為計算電流；S為計算容量；U為系統(tǒng)額定電壓。

可以計算出負荷電流分別為：1 154 A和577 A，發(fā)現(xiàn)1 154 A已經(jīng)超過導線最大允許電流600 A，同時從用電可靠性考慮當只有一臺變壓器供電時，變壓器出現(xiàn)故障將導致所有用戶都停電，故供電可靠性不高。因此，本城市綜合體采用兩臺變壓器供電。由電源A919、A930作為一臺變壓器的電源，電源A916、A934作為另外一臺變壓器的電源，電源A904作為備用電源。根據(jù)新增負荷統(tǒng)計出電源A919、A930、A916、A934的電流如表 3所示：

表3 新增負荷后個電源載流量

從表 3 分析，電源 A919、A930、A916、A934 在新增負荷后最大載流量491.5 A都沒有超過允許載流量600 A，所以采用兩臺變壓器供電方式是符合要求的。

3 電源接線形式

該城市綜合體原來已有一臺8 900 kVA專用變壓器，采用一回主要供電電源和一回備用電源供電模式，現(xiàn)因負荷增長給其增加兩臺10 000 kVA專用變壓器，根據(jù)前述分析采用A919、A930、A916、A934為主要供電電源，A904作為備用電源，其供電情況變?yōu)榱恕八闹饕粋洹钡碾娫茨Ｊ?。該城市綜合體屬于重要用戶，對于其接線形式選擇首先要保證其供電可靠性，再考慮經(jīng)濟性和操作靈活性[3]，因此，采用單母線分段接線形式。具體接線形式如圖1所示。

圖1 新增負荷一次接線

當任意一個電源故障可以通過倒閘操作把負荷轉移到另外的電源上，城市綜合體保證了在任意時刻都有電源供電，保證了供電可靠性。

4 結束語

對于因教育園區(qū)帶動城市綜合體發(fā)展而帶來用量的增長，本文從教育用戶特殊性、負荷增長等方向進行分析，對于城市綜合體新增用電量如何接入當?shù)爻鞘信渚W(wǎng)、如何選擇合適的接線形式及如何選擇變壓器容量與臺數(shù)提供了合適方法。這對類似城市配網(wǎng)新增負荷如何接入城市配網(wǎng)提供了參考設計。

參考文獻：

[1]GB 50052-2009，《供配電系統(tǒng)設計規(guī)范》[S].

[2]徐慶鋒.中心村電網(wǎng)升級改造的探討[J].科技視界，2017（22）：169-157.