关于重要负荷供电方式的探讨

关于重要负荷供电方式的探讨

岑奕烻

中恒建筑设计院（广州）有限公司广东广州510310

摘要：随着经济社会的发展，中断供电造成的损失和影响越来越大，如何满足客户对高度可靠供电的需求，特别是保障重要负荷的连续供电，是长期以来一直存在，也是目前越发重要的问题。

关键词：重要负荷；供电方式

引言

电力负荷预测是电力工程研究和规划的重要工作，通过准确可靠的负荷预测工作，可以提高发电机组启停的经济性，使电网的安全性、稳定性、经济性进一步提高，为电网规划提供可靠参考，减少电网建设中不合理的储备容量，检修部门利用负荷预测可以合理安排电网设备的检修计划，降低发电、供电、配电成本，从而进一步提高电网利用率和效益，更好的服务经济社会发展。

1.工程概况

本工程总建筑面积约7.57万㎡，其中地面3.77万㎡、地下3.8万，包括主楼及其裙（副）楼，其中主楼地上15层，裙楼地上4层，地上建筑总高度73.8米。因此，首先必须满足两路电源供电，且要求两路电源相互独立，也就是说当其中一路电源发生故障时，另一路电源不应同时受到影响。严格意义上来讲，无法做到两路电源完全独立，因为在高电压等级上两路电源是来自同一主网的，但是在工程建设的时候，应当尽可能考虑两路电源来自不同变电站或者变电站的不同母线，并且要避免电缆同沟、架空线同杆，实际工作中因两路电源同一通道引起的全站失电的情况并不少见。两路电源宜考虑同一电压等级，这样可以互为备用。当变电站有了两路电源以后，我们要考虑如何向末端的重要负荷提供两路电源，并且满足允许停电的时间要求。

2.双重电源供电

如何保障重要负荷的连续供电，主要方法有2种，一是双电源供电，二是配置应急电源。按照国家有关标准，一级负荷应配置双重电源供电，且两路电源不应同时受到影响，即具备相互独立性。一级负荷中特别重要的负荷，还应增设独立的应急电源，其它普通负荷不得接入应急供电系统，供电电源的切换时间应小于设备允许中断供电时间，以保障设备不间断运行。这是国标规定的最低要求，实际情况可根据需要提高配置要求。应急供电电源选用柴油发电机组，以满足供电局对用户保安电源的要求，容量按平时市电停电时保证一二级负荷的供电，火灾发生时保证消防设备的供电设计，装机两台1000kW柴油发电机组。其中特别重要负荷增设UPS作应急电源。

2.1高压供电系统接线型式及运行方式

10kV电源采用两路同时供电互为备用供电方式运行。10kV侧采用单母线分段运行方式，两路电源进线设置联络开关。平时两路电源同时分列运行，互为热备用，各自承担一半负荷，当一路电源故障时，通过手/自动操作联络开关，由另一路电源负担全部负荷。高压进线开关与联络开关之间设电气联锁，任何情况下只能有两个开关处在闭合状态。高压开关柜采用铠装、金属封闭式开关柜。

2.2低压供电系统接线型式及运行方式

（1）每两台变压器为一组，变压器低压侧采用单母线分段方式运行，设置母联开关。联络开关设自投自复/自投不自复/手动转换开关。自投时应自动断开非保证负荷，并保证变压器可正常运行。主进开关与联络开关之间设电气联锁，任何情况下只能有两个开关处在闭合状态。

（2）当两路市电停电或同一变压器组两台变压器同时故障时，从市电进线开关前端取柴油发电机的延时启动信号ZRKVV-5x1.5至柴油发电机控制柜，信号延时0~10s（可调）自动启动一台柴油发电机组，柴油发电机组20s内达到额定转速、电压、频率后，投入额定负载运行。第二台发电机组根据监测负荷大小可自动投入运行，并与第一台机组并机发电。

（3）应急母线与主母线之间设有自动转换开关（ATS），当市电两段母线均失电后，由ATS切换至柴油发电机组电源，保证重要负荷用电；当市电恢复30~60s（可调）后，由ATS自动恢复市电供电，柴油发电机组经冷却延时后，自动逐台停机。

（4）低压配电系统采用~220/380V放射式与树干式相结合的方式，对于单台容量较大的负荷或重要负荷采用放射式供电；对于照明及一般负荷采用树干式与放射式相结合的供电方式。

（5）对消防控制室、消防水泵、消防电梯、防烟排烟风机等消防负荷采用专用两路电源供电，并在最末一级配电箱处设置自动切换装置。

（6）机房精密空调由低压房不同变压器的两段低压母线分别各引一路电源经ATS供电。

3.三种第二电源供电方案的对比分析

为了有效保障特别重要负荷下工程供电的可靠性和稳定性，需要选择第二电源备选方案，进而有效对第一电源发生意外的情况下作出及时的补救措施。以下，笔者简要就三种第二电源的方案对其进行合理的筛选和比对。

3.1第二电源取自公共电网

第二电源取自公共电网，该方案的原理较容易被理解，其原理即是借助公共网络提供的380V低压电源，但是所选用的这路低压电源必须保证以下几个方面的要求，第一个方面即是对于这一路电压的选取必须保证不与第一电源在同一个变压器中，最好的配电母线比较倾向于10KV的配电母线；第二个方面就是电网要保证足够的预留容量。一帮情况下，一路、二路电源均应有电并互为热备、火灾发生时由工作电源供电，这样当供电电源或者供电线路发生突出故障无法正常运行时，备用的第二电源方案可以通过双电源自动切滑开关自行转换成为工作电源，提供稳定、可靠的电源保证，这就极大的保证了防护设备工作的正常运转。

3.2第二电源取自柴油发电机组

第二电源取自柴油发电机组的工作原理为，在其设备正常运行时，外部电源为其工作时候的电源，柴油发电机组作为备用方案进入意外发生的补救电源工作，在其自动状态下，通过对其开关的控制和操作，进而对其市电的状态加以识别和检测。倘若在正常工作时候会遇到火灾等意外情况，启动柜将会自动启动柴油机发电组，向正在正常运行的设备提供稳定的电源保证，此外，柴油机发电组的启用还可以为其提供持续的电力资源，进而有效对设备的正常运转提供保障。柴油机发电组具有启动速度快，以及占地面积较小的特点，而且柴油机发电组自身具有供电体系，受公共电网的制约和影响较小，但是柴油机发电组自身的邮箱为易燃物品，不是标准设备，因此在该备用方案的选用中会存在诸多的不足之处，一方面，该方案涉及的专业知识较多，而且各个厂家对于产品的技术参数统计不尽一致，这一定程度上增加了设计的复杂性。另一方面，柴油发电机只限于地下使用，因此这也就需要对其地下通风、防潮条件等拥有较高的要求和标准，即柴油机发电组的运行需要较高的环境要求。比如柴油机发电组应该放置在单独的发电机室之中，提高其运行环境的防火指数，此外，还要考虑柴油机发电组的运输与安装通道。

3.3第二电源取自应急电源装置（EPS）

“EPS”指的是最近几年来新兴的应急电源，现已多应用于我国的建筑电气领域等一些特别重要负荷领域，其主要的工作原理是在市电突然发生断电现象时，应急电源装置的存在可以为突然断电的市电提供安全、稳定、可靠的应急电力供应，避免突然的意外事故可能会造成的巨大的物质损失，应急电源装置可以提供消防设施、应急照明、一级负荷一级或者其他负荷下的各种380VAC用电电器的用电保障。应急电源装置也可以适用于高层建筑的电梯、空调等日常必备的电器运行。

4.结束语

随着电力市场的发展，电力的合理使用、经济管理已经成为电力公司急需解决的问题。运用负荷侧管理侧可以较好地解决这个问题，它涉及整个社会、每个领域，涉及国家电价政策和各种管理体制。以往各供电公司进行负荷侧管理的经验，充分说明了负荷侧管理系统的优越性，它可以把缺电造成的影响和损失减到最小，从而保障广大人民群众的生活用电，促进社会有序用电。

参考文献：

[1]GB50052-2009，供配电系统设计规范[S].

[2]张家富.对一级负荷供电要求的探讨及供电方案的分析[J].建筑电气，2010，09：32-36.