摘要:10kV配电设计是电能传输系统的重要组成部分,它承担着确保电能传输安全可靠的重任,是衔接电网公司(供电局)资产和用电客户资产不可或缺的纽带,在本人6年的电力设计院电网设计和4年的建筑院建筑电气设计工作中,目前10kV配电的设计中存在着用户需求不具体、设计目标不明确、配电设计不系统、保护设备选择不规范、不考虑节能环保等缺陷等问题,不仅要使10kV配电设计满足电网公司制定的行业规范要求,又能够与民用建筑低压配电相关规范做到不冲突,需要严格执行国家有关规定同时,选用符合行业标准的材料和设备,合理使用保护装置,确保系统良好的接地,重视设计质量,按项目管理制度要求,设计出更加经济、优化、符合用户需要的优质配电工程。针对10kV配电线路设计中经常遇到的10/0.4kV变压器实际负载率、10kV网架设计、10kV配电房设计、不同0.4kV负荷等级供电要求等问题探讨,提出优化设计的建议。
关键词:10kV配电;配电房;配电设计
引言
随着我国可持续发展战略的推行,电力企业在电网设计过程中要积极应用节能技术,减少电力运输过程中产生的电能损耗情况,这对于我国电力行业的持续发展有着一定的积极意义。近些年国家基建工程迅猛发展,10kV配电网络为满足国家建设的要求也蓬勃发展,合理、优化的10kV配网设计不仅可以保证电网公司网络的电能质量可靠性,也为用电客户提供更好的经济性和用电便利性。
1、10kV配网设计中客户变压器的负载率
目前10kV配网设计客户变压器主要分为两种:专变和配变;客户变压器一般采用SCB13-10/0.4kV(干式)、S13-10/0.4kV(油式)型号。变压器的实际负载率一直是各地区研究讨论的重点问题,如何使电设备经济、节能,从变压器损耗上考虑,当变压器负载率为50%时变压器的损耗最小,从用电客户的经济性来考虑,变压器的负载率70%~80%之间最为经济,在《民用建筑电气设计规范》中明确说明变压器的长期工作负载率不宜大于85%,现在我们根据各地区当地标准和规范中同时系数选取计算得到的变压器容量,实际用电客户负载率情况如何,以下数据来自当地供电局,仅供参考(一下数据均为城市用电):
2015年份深圳地区:配变一般长期工作负载率:30%~40%左右
专变一般长期工作负载率:40%~50%左右
2020年份广西柳州地区:配变一般长期工作负载率:40%~50%左右
专变一般长期工作负载率:40%左右
综上数据,可以发现虽然各地电网公司根据当地情况制定的用电设计标准不同,但实际使用时变压器负荷率依然较低,在满足地方电网行业标准和国家规范的前提下,可以适当根据以上数据参考更合理选择变压器容量。
2、10kV网架设计
构建好良好的10kV供电网架,对保证用电客户用电的可靠性、安全性、经济性至关重要。
2.1根据不同类型供电区域,为保证电能质量,供电半径不宜超过下数值:A类供电区主干长度应控制在3km以内,B、C类应控制在6km以内,D类应控制在15km以内;
2.2根据网架结构,建议采用“2-1”、“3-1”或双环网供电,避免采用多环网非典型接线,这些年国家对智能电网的投入,电气设备自动化优势明显,简单明了的网架结构便于10kV的投切倒供电和减少无操作的概率;
2.3针对目前我国的中小城市,10kV线路的负荷供应能力还是比较充足,部分用电客户“报大用小”造成供电线路浪费,导致线路轻载,依然存在少部分线路重载,在具备允许条件的情况下,可以将重载负荷线路部分负荷转供电至附近轻载线路负荷,保证网架的供电均衡。
3、10kV配电房设计。
用户侧10kV配电房一般与0.4kV配电房合用,需要了解建筑院设计院图纸和结构、水、电、暖各专业对配电房的规范要求,互相沟通交流会出现电力设计和建筑设计图纸衔接不上等问题,以下主要分析用户侧配电房常见问题:
3.1配电房散热不建议采用排风扇等非密闭排风设施,因为建筑消防规范要求配电房灭火采用SF6气体灭火装置,若采用非密闭排风设施,墙面上孔洞会使SF6泄露达不到消防灭火效果,建议采用空调或者排风机等密闭排风设施。
3.2、配变电所可设置在建筑物的地下层,但不宜设置在最底层。配变电所设置在建筑物地下层时,应根据环境要求加设机械通风、去湿设备或空气调节设备。当地下只有一层时,尚应采取预防洪水、消防水或积水从其他渠道淹渍配变电所的措施。不应设在厕所、浴室、厨房或其他经常积水场所的正下方,且不宜与上述场所贴邻。如果贴邻,相邻隔墙应做无渗漏、无结露等防水处理。
3.3在南方部分地区天气常会出现返潮天气,会对配电房墙上和设备上产生水滴,严重时导致设备故障短路,造成严重的危害,对于此类地区设计时建议配电房增加除湿装置。
3.4配电房的运输通道也是设计常常容易忽视的问题,在保证设备布置满足规范要求时,还需要校验当设备故障需要更换是否有通运出配电房,且配电室门的宽度宜按最大不可拆卸部件宽度加0.3m,高度宜按不可拆卸部件最大高度加0.5m。
3.5对于10kV电能质量问题,一般在用户侧配电房低压侧0.4kV设置电容器,对用户谐波较大设备增加滤波器,保证10kV线路的有功功率和谐波率达到规范要求。
3.6对于配电房的照度设计,在民用建筑规范里属于强条,配电房的照度为200lx,功率密度不大于9.0瓦/平方米。
4、0.4kV负荷等级
0.4kV负荷等级一般并不在10kV电力设计内容范围内,了解0.4kV负荷等级十分重要,它决定了10kV线路的供电回路数和供电方式,以下为0.4kV负荷等级供电要求:
4.1一级负荷应由双重电源供电,当一电源发生故障时,另一电源不应同时受到损坏。
4.2二级负荷的供电系统,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供电。
4.3三级负荷的供电系统,单电源供电即可。
结语
10kV配电设计一直是各电力企业十分重视的一环,合理的设计不仅能需要达到供电可靠、稳定的效果,还要考虑经济性,因此受到电力企业的重视。10kV配电系统的设计是一个非常复杂的过程,除需要较高的技术要求外,还需要整个供电网的供电能力。在实际应用中,一定要在设计时结合实际,明确影响因素和常见问题,然后才能解决10kV配电网中遇到的问题。
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