城市小区的供电特性以及其可靠性方法

董明

【摘要】本文首先从高压开关设备的选择方案和种类来讲述城市小区供电特点，然后详细论述了小区的配电室应当满足的三个条件的缘由，再次给出了提高配电室供电可靠性的五个方面措施，最后对城市小区的供电系统给出总结方案。

【关键词】配电变压器，高压负荷开关，放射式接线，断路器

一、城市小区供电特点

目前，城市小区主要包含住宅、商业、办公以及相应的公共设备。小区供电一般以环网供电为主要原则，在正常状况下，采取地下电缆供电，双电源采取不同的母线段，同一开关站或不同开关站都是这样，城市小区一般须要根据本小区的电网负荷和负荷的分配特点，来适当地选择开环点，并根据城市网络规划设计的原则来科学合理地分割供电范围，从而来决定配变站的数目和配变站的配电变压器的台数与容量，一般来说配电变压器不超过800kVA。

负荷开关和断路器[1]的选择由于配电变压器[2]本身容量小，自我保护能力较差，因此需通过高压开关设备对其进行保护。此处的高压开关设备可以两种选择方案：（1）断路器加继电保护；（2）高压负荷开关加限流熔断器。就油浸式变压器的保护来说，重要的是短路持续时间问题，如果短路持续时间较长，万一配电变压器的内部出现故障，变压器内的电弧就很有可能使变压器的油压快速升高，从而发生箱体炸开与大面积燃油等重大事故。若采用断路器加继电保护来作保护，因为全开断时间包含继电保护时间、燃弧时间和断路器固有分闸时间三大部分。熔断器动作的同时会撞击撞击器，从而撞开负荷开关的脱扣设备，促使其随之运动起来，开断变压器的两相电路，致使充分保护变压器。由上可见，在小区的环网供电中，为了保护变压器，一般来说都使用高压负荷开关和限流熔断器来组合使用。

高压负荷开关[3，4]的种类与特性。目前高压负荷开关的类别较多，比较流行的主要有产气式、压气式和真空式开关三种。高压负荷开关按照国家标准通常分为一般型和频繁型两种类型。压气式和产气式被归为一般型，真空式被归为频繁型。产气式负荷开关是指在隔离开关的基础上，安装狭缝灭弧室与电弧触头，灭弧片由具有产气功能的有机材料制作，且在灭弧片外围加设了磁极板其是由外力来熄灭电弧的。灭弧室由触头、导电筒和喷咀组成。现在中国使用数目最大的是意大利VEI 的ISARC 型。ISARC—I、Ⅱ型设置了钟罩型灭弧室，经过反复多次开断后，由于金属粒子或碳粒子附属在钟罩绝缘的子内壁上，会一定程度上影响绝缘性能。而真空式负荷开关是用真空来作为灭弧介质，具有绝缘强度高和熄弧能力强的特点，能开断3000安培的转移电流。

二、一般来说，小区的配电室应当满足以下三个条件：

（一）考虑到通风采光和电缆进出线的便利等因素，配电室应该设置在建筑物的靠外墙侧，配电室也不能位于浴室、卫生间和其它经常有积水漏水的下方，而且也不能和上述地方靠近。配电室一般能自然通风，不能有雨雪侵入与动物进入。

（二）配电室内的装备要注意简洁、合理。小区总配电室出线路数较多，负荷较集中，采取带保护的高压柜，可一定程度上提高变电所的可靠性能，并要注意尽可能采用交流操作，可达到减化接线和减少维护作用。

（三）由于目前小区负荷容量会不断增加，故供电质量要提高，因而小区配电方式要充分考虑双路供电的标准和供电半径的需求。

三、为提高配电室供电可靠性，一般采取以下措施：

（一）采用老化筛选的方法。一般来说，设备元件的故障率随时间的变化会经历早期、偶然期和损耗期3个时期。早期故障发生率偏高，但是它的发生率和时间是成反比。在此期间发生故障的主要是设计原理、原材料来源和制造技术中的缺陷所引起。因此我们要从设计水平和电网装备水平下手，利用新科技新发明新设备来降低故障率。偶然期故障率是个稳定的常数（低数值），我们只要加强定期维护和管理来延长这段时期的时间。损耗期故障率慢慢上升。因为随着时间的推移，机械和绝缘的老化以及电器磨损慢慢会表现出来。那么在这个时期里大部分零件开始失灵或者失效。那么老化筛选主要是结束早期，延长偶然期，及时更换损耗期，提高供电可靠性。这种方法只适用不可修复元件。

（二）施工和检修严把关。其中配电网中所使用的非标准金具的设计和镀锌材料质量很容易出现腐蚀，要是这些材料严格把关，到后期出现维修或更换将会给我们工作带来巨大麻烦，不仅是人力也是财力的损失。供電可靠性是一项长期、持久的工作，只要我们进行严把关，供电可靠性才能得以保证。

（三）引进先进设备。实现配电网络的自动化，购买网络先进设备，可以实时监控配电网，跟踪发现各元件的运行状况，及时排查和消除故障，做到未雨绸。缪。配电网络自动化可以做到自动隔离故障段、恢复非故障段供电。通过自动选择与本地相适应的综合自动化系统方案，在实施一整套监控措施的同时，加强对电网实时状态、开关动作次数、设备、潮流动向、负荷管理情况进行采集，因此结合网络化管理、拟定最优化方案大大提高了配电网供电的可靠性，实现供电可靠率99.999%的期望。要是切换开关和联络开关相互配合，有利于故障中所造成的部分失电负荷进行及时的转移来恢复供电，这样大大缩短非故障线路的停电时间。

（四）采用中心点接地和配套技术的使用。随着光缆的广泛应用，对地容性电流的要求越来越高，改变中心点运行方式以及应用配套技术，这样改善系统通过电压对设备的危害、减少绝缘设备破坏造成的事故，增强馈线自动化对单相接地故障的判别能力的重要手段。

（五）接线[5]方式的可靠性选择。①放射式接线：小区集中配电室为双路供电，各分配电室均由总配电室引出，高压双路进线，均设联络。这是高可靠性接线供电，接线简单，运行灵活，主要适用于小型、负荷相对集中的高档社区。但是，因为每个配电室必须配有高压联络电缆，因此对于大型社区来说，小区中过多的集中配电室设备以及过多高压联络回路线，势必造成投资大、费用高的弊端。②链接式接线：实现低碳环保理念，即节约成本资源又充分利用电缆容量。这是目前最为常见的接线方式，适合负荷分散、占地面积大的社区。

四、 总结

随着人口的城镇化，这样给城市供电系统提出更高的要求，然而城市住宅小区的供电配电室有异于普通用户配电室，城市住宅小区的供电配电室要求供电可靠性高、操作次数少、维护量少、故障率低。那么小区的接线方式理应根据实际情况来定，尽量做到简洁明了、便于运行管理，不应生搬硬套局限于某一种特定方式。这是本人多年工作来所得到的见解。

参考文献

[1] 徐玉涛，赵书涛，王天正，裴孙静苑. 基于图像处理的断路器机械特性参数测试方法研究. 科学技术与工程. 2015（16）

[2]黄萍. 配电变压器三相不平衡技术分析及解决措施 .中国科技博览. 2015（24）

[3]王景 李名莉. 高压负荷开关的运行与检修 . 精密制造与自动化. 2015（2）

[4]姜巍. 高压负荷开关与熔断器组合电器在机场中的应用 . 中国工程咨询. 2014（2）

[5]严永宁 王正星. 省电台配电房接线优化和配电自动化的设想. 视听界：广播电视技术. 2008（6）