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

陈卫华

陈卫华

（广东电网有限责任公司中山供电局石岐供电分局）

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3～4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“N～1”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500kV·A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500kV·A变压器高压开关合闸→涂装车间2000kV·A变压器高压开关断开。

（2）在生产任务较少时，用涂装车间2000kV·A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2000kV·A变压器高压开关合闸→总配电室500kV·A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500kV·A变压器，与涂装车间2000kV·A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：①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。②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1600kV·A变压器，报停办公楼及总配电室各1台500kV·A变压器，当地基本电费为28元/（月·kV.A），年节约费用2X（1600+500）×12×28=141.12万元。

（2）节假日节约变压器空载消耗电费：500kV·A变压器空载损耗为1.08kW；1600kV·A变压器空载损耗为2.65kW；2000kV·A变压器空载损耗为3.1kW，年节假日为

115d，电费按0.6元/（kW·h）计算，则年节约电费为115×24×0.6×[（2×

2.65）+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“N～1”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.2016

[2]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