低压环网供电方式在工厂供电中的节能性分析

低压环网供电方式在工厂供电中的节能性分析摘要：目前，在低压配电设计中不是根据具体的情况进行分析，而是习惯性地 采用放射式供电方式，较少用环网式供电方式。环网式供电方式与放射式供电方 式的可靠性是相同的，在保证供电可靠性相同的情况下，环网式供电方式在减少 有色金属的消耗和减少电能的线路损耗方面更具优越性，特别是在工业厂房配电 中的节能性更突出。关键词：环网供电；供电；节能一、低压环网供电方式现状1 、低压负荷情况目前低压配电网实行分区供电，从电源点到进户点的供电半径视具体用户情 况而定，城区内一般在 200 米左右；但在老城区住户非常密集的区域，进户点较 多，单台变压器供电半径可达300 米；而由于是单台变压器辐射状供电，网络结 构薄弱，负荷转移能力差，在设备线路日常停电检修或事故停电时造成低压负荷 无法转供，影响了整片区域用户的正常供电，不但停电范围大、停电时间长，还 降低了供电的可靠性。2 、电源点情况三相四线制放射状供电方式是目前 380V/220V 低压线路采用的一般方式，环 网供电方式较少，电源点为单台变压器房或双台变压器房，每台变压器低压出线 34路，双台变压器房内没有设置低压联络，以每台配电变压器为供电单元， 形成各自相对独立的配电范围。在夏季负荷高峰期，大部分变压器荷载较重，负 载率约为 60% 70%，个别台区负载甚至达到 80%以上；而在冬季时用电负荷需 求相对减少时期，变压器荷载也相应减少，部分变压器处于低载运行状态，以住 宅小区和居民用户为供电目标的公变甚至轻载至15% 20%，造成变压器利用率 不高，并且影响到技术线损的增大。二、低压配电环网供电的可行性分析为了提高变压器的可靠供电，缩小停电范围，减少停电时间，实现低压环网 供电可以达到这个目标。供电形式为：正常情况下，负荷点由2 3路不同电源 供电，在不同电源点供电的某一低压负荷区域内设置 1 2 个联络点，线路首端 末端联络点开环运行；当其中一路电源的设备及线路发生故障跳闸或停电检修时， 可以通过联络线路将负荷转移至其他电源点供电，不但缩短了用户的停电时间， 减少了停电区域，提高了供电可靠性，增加了供电量，而且有利于低压线路故障 的查找，也有利于实现N-1”的供电方式。1. 实现低压环网供电的必备条件(1) 单台变压器要有充裕的备用容量。(2) 要建立低压网GIS地理信息图形管理系统，具备所有联络点的资料。2. 设置联络点实现环网供电的三种方式(1) 负荷首端联络的环网方式。对于双变压器公变房或综合房供电的台区， 可以在负荷首端的变压器房内设置低压联络柜，原理结线如图1所示(以2个电 源点出线为例)。优点：采用这种方法一方面能方便地进行负荷的转移，在正常情况下联络柜 处于开环运行状态，两台变压器担供各自的负荷，当其中一台变压器需停电时， 可以将联络柜投运把负荷转由另一台变压器担供；另一方面在冬季用电负荷需求 相对减少、变压器处于轻载运行时，将其中一台变压器退出运行，提高了变压器 利用率，减少技术线损，也符合“N1”的供电安全准则。缺点：增加了设备的投 资，转电能力不强。当在A点发生故障时，负荷点1的负荷得不到转移，处于全 部停电状态。（2）负荷末端联络的环网方式。对于单台变压器独立供电的台区，可以在不 同台变的供电负荷末端设置联络点，原理结线如图2 所示。方式一：从供电的可 靠性考虑，可在两个电源点的每一路出线的线路末端设置带熔丝户外联络箱；正 常情况下各电源点担供各自的负荷，各路出线的联络点开环运行，必要时，可以 通过投合联络制将一个电源点的负荷转移至另一个电源点供电；如图1当在A点 发生故障时，电源点 1 停止向负荷点 1 供电，此时可合上联络制连通电源点 2， 将负荷点1的大部分负荷转由电源点2担供，而当负荷点1内某点故障时，同样 可以把负荷点1 的部分负荷转供出去，缩小了停电范围。采用这种方法的负荷转移能力较 强，供电可靠性较高，但一次投资较大。方式二：从经济上考虑，可在两个电源点各选一路出线设置户外联络，正常 情况下联络点开环运行，紧急情况下可将其余各路短接经该联络箱由另一电源点 暂供，此时需按实际需要将变压器低压出线熔丝加大级数，并限制用电性质（限 于照明和电梯），这种方式对于小区管理形式的用户较为适合。多年来对春节花 市低压双回路保供电都是采用这种方式，经过多年的运行实践经验，证明其具有 转电灵活、实操性强的优势。但这种方式有一定的局限性，更适合于作为应急处 理的后备方式。（3）负荷首、末端双重联络的环网方式。是前述两种联络环网方式的综合体， 即同时在供电负荷的首、末端设置联络点，采用这种方法的负荷转移能力强，供 电可靠性高，但一次投资大，较适用于对供电可靠性要求较高，如大型住宅小区、 繁华商业街区、负荷较重的地段等。三、低压环网供电线路敷设 本次电网改造是将几个建筑物按下列条件组网：距离较近，具备线路辐射通道，辐射电缆方便，利用库存材料就地取材，变压器并联环流小，运行安全。将 配电室、污水处理站、涂装车间、焊装车间、办公楼通过电缆线连成低压环网 2。 具体做法：从配电室敷设备用电源1根VLV-4X120电缆（库存）至污水处理站， 利用涂装车间与焊装车间插接母线及插接箱沿连廊敷设2根VLV-4X240电缆，利 用焊接车间插接母线与插接箱采用钢索布线方式敷设1根VLV-4X240电缆，将南 北2台变压器联网，从焊接车间南部配电室备用电源回路设1根VLV-4X240电缆 至办公楼配电室，网络系统见图 1，其运行状态可按生产情况灵活调度，由值班 电工根据调度指令在总配电室操作。四、低压环网供电操作（1）在节假日，用总配电室500kVA变压器，其他变压器停用，可满足厂区 消防用电、涂装车间电泳循环泵及其他不可停电的用电设备、污水处理站、厂区 值班照明、办公楼、三方物流、单身宿舍、集体食堂等用电需求。操作流程为：总配电室500kVA变压器高压开关合闸T涂装车间2000kVA变压器高压开关断开。（2）在生产任务较少时，用涂装车间2000kVA变压器，其他变压器停用， 可满足厂区辅助生活设施、污水处理站、涂装车间、焊装车间、办公楼等用电需 求。操作流程为：涂装车间2000kVA变压器高压开关合闸T总配电室500kVA变 压器高压开关断开。（3）当焊接车间负荷较大时，启用办公楼配电室500kVA变压器，与涂装车 间2000kVA变压器并列运行。操作流程同1）和2）。（4）当某车间满负荷运行时，启用相应供电设备。（5）低压倒供高压：如图假设桥东线#4塔4T1开关至民科A公用配电站 602开关线路故障，为了保供电，在民科A公用配电站低压#1变压器低压总开关 负荷侧接入500kw发电机保供电。变压器J（500kvA）K （315kvA）经查负负 荷 3 台变压器，最高不到 400kw。五、经济效益（1）节约基本电费：报停焊接车间2台1600kVA变压器，报停办公楼及总 配电室各1台500kVA变压器，当地基本电费为28元/ （月kV.A），年节约费用 2X（1600+500）x12x28=141.12 万元。（2）节假日节约变压器空载消耗电费：500kVA变压器空载损耗为1.08kW； 1600kVA变压器空载损耗为2.65kW； 2 000kVA变压器空载损耗为3.1kW，年 节假日 为115d，电费按0.6元/ （kWh）计算，则年节约电费为115x24x0.6x（2x2.65） + 1.08+3.1=1.57万元。（3）节约费用合计： 141.12+1.57=142.69 万元。六、压环网供电的优越性 对于全系统采用电缆辐射时，电缆发生故障比较容易找到故障点，恢复供电时间短，影响正常用电时间短，电缆用量相对较少和高压开关柜数量相对较少。 有闭路环式和开路环式两种，为简化保护，一般采用开路环式，其供电可靠性较 高，运行比较灵活。该汽车制造厂根据负荷情况报停变压器和节假日停变压器设 备经济效益显著，可满足二级负荷的供电要求，节约供电费用，在变压设备损坏 或维修时利用低压环网供电保证供电的连续性，经 24个月的运行检验，操作简 单、运行可靠，建议在条件合适的企业推广。结束语低压配电环网供电这种供电模式，既能优化低压配网的供电形式，提高网络 转移负荷的能力，满足非正常运行下临时转供电的要求；同时也提高了低压配电 网的供电可靠性，实现“N1”的供电安全方式，适合工厂用电要求不断提高的需 要。参考文献：1 试析配电网络环网供电方式存在的问题及其解决方案J.刘晓春.通讯世界. 20162 关于环网柜与10kV电缆连接问题的探讨及其解决措施J.罗建民.广东科 技. 2016