教育园区用电装备负荷分析与接入设计

2018-05-07徐庆锋覃贵芳

装备制造技术 2018年2期

徐庆锋，覃贵芳，吕恒

（1.广西水利电力职业技术学院，广西南宁530023；2.广西绿能电力勘察设计有限公司，广西南宁530001）

0 引言

随着我国经济快速发展，人才需求量也迅猛发展，尤其是职业教育更是呈爆炸性增长，单靠在原来的教育构架下挖潜、扩充等改良式的发展，已经远远不能适应社会经济发展的要求，各地都在纷纷寻求跨越式的发展模式。于是，在中等以上的城市建设教育园区就成了教育届的时代强音。在包含有各层次、各类别的院校在内的教育园区，除了给该区域增加数以十万计的学生、教师及其辅助人员之外，还有为丰富学生生活娱乐的周边项目带来的人群，这事实上就构成了以教育为核心的大型城市综合体。不言而喻，这种始料不及而形成的大型城市综合体，其电力负荷大大超出原来电网规划负荷预测，其供电对城市配网提出较高的要求，也就提出了一个新课题。下面以某教育园区形成的城市综合体为例，介绍大型城市综合体供电接入方案的配网分析与设计。

1 城市综合体负荷分析

经用户申请，因负荷增长原来对该城市综合体供电的专用变压器容量9 000 kVA不能满足供电要求，需要增加供电容量。经现场勘查、计算、分析该城市综合体负荷，统计出其新增负荷主要为学校、教学设备、大型综合超市、星级酒店、商业制冷设备、商业街、停车场及设备、写字楼等。其用电用电负荷如表1所示。

表1 大型综合体新增负荷统计表

表1中计算容量通过公式1计算得出。

式中：S为计算容量；P为统计容量；K1为同时率；K2为功率因素。

在表1中，依据《民用建筑设计通则》和广西《居住区供配电设施建设规范》负荷同时率取0.9，用户用电设备功率因素选0.92[1]；根据广西《居住区供配电设施建设规范》，教育设备负荷同时率取0.5；计算出该城市综合体新增容量为19 581 kVA.依据《城市配电网导则》规定，当计算容量大于6 000 kVA时，对新接的专用变压器需要新建专线配电线接入城市配网系统[1]。

2 电源接入及网架分析

2.1 网架结构分析

经实地勘察，发现该城市综合体周围的10 kV配电网为：A915线电源已是该教育园区西区1号配电房主供电源；A930线电源是西区地块3个配电房的备用电源；根据南方电网《供配电系统设计规范》对重要用户新增负荷，从保证其供电可靠性要求A915线电源和A930线电源不适合再作为新增容量的电源[2]。

勘察大型城市综合体周边电源后，发现可利用的电源有 A918、A905、A904、A919、A916、A934 等七个电源，根据向供电局收集资料得到各电源负载情况如表2所示。

表2 城市综合体周边电源负荷分析

通过表2可以发现电源A918负载率为97.8%属于重载，A905负载率为121%属于过载，A919、A916电源负载率较低为30%和10.62%.电源A904和A916现成环网后跟电源A916一起按照双电源的方案重要用户给中国移动公司供电。

2.2 电源接入分析

根据表 2 析可知，电源 A904、A919、A916、A930、A934都属于轻载情况可以作为城市综合体新增容量的电源。本城市综合体新增容量可以采用一台20 000 kVA的变压器供电，或者采用两台容量为10 000 kVA的变压器供电。采用不同变压器容量的供电方案根据公式2：

式中：I为计算电流；S为计算容量；U为系统额定电压。

可以计算出负荷电流分别为：1 154 A和577 A，发现1 154 A已经超过导线最大允许电流600 A，同时从用电可靠性考虑当只有一台变压器供电时，变压器出现故障将导致所有用户都停电，故供电可靠性不高。因此，本城市综合体采用两台变压器供电。由电源A919、A930作为一台变压器的电源，电源A916、A934作为另外一台变压器的电源，电源A904作为备用电源。根据新增负荷统计出电源A919、A930、A916、A934的电流如表 3所示：

表3 新增负荷后个电源载流量

从表 3 分析，电源 A919、A930、A916、A934 在新增负荷后最大载流量491.5 A都没有超过允许载流量600 A，所以采用两台变压器供电方式是符合要求的。

3 电源接线形式

该城市综合体原来已有一台8 900 kVA专用变压器，采用一回主要供电电源和一回备用电源供电模式，现因负荷增长给其增加两台10 000 kVA专用变压器，根据前述分析采用A919、A930、A916、A934为主要供电电源，A904作为备用电源，其供电情况变为了“四主一备”的电源模式。该城市综合体属于重要用户，对于其接线形式选择首先要保证其供电可靠性，再考虑经济性和操作灵活性[3]，因此，采用单母线分段接线形式。具体接线形式如图1所示。