供配电系统的可靠性和连续性

任兆宏

陕西化建工程有限责任公司陕西72740

摘要：供配电系统的可靠性与连续性受到区域内电力系统的配电、输电和发电的直接影响。不同的用电负荷对于供配电系统的可靠性和连续性有着不同的要求。我国的《民用建筑电气设计规范》规定，要以中断供电造成的影响和损失程度以及供电可靠性为依据，将用电负荷分为三个等级。本文主要是对一级负荷和二级负荷进行了简要的分析，分析了其对供配电系统的连续性和可靠性的具体要求，并探讨了供配电系统的主要接线形式。

关键词：供配电系统；可靠性；连续性

供配电系统的可靠性与连续性是供配电的基本要求，一旦发生中断供电会造成非常严重的经济损失。本文对供配电系统的基本要求和主要接线形式进行了简要的分析。在设计供配电系统时，应该对当地的供电条件、工程特点、用电容量和负荷性质进行详细的了解，保障设计方案的合理性和科学性，从而有效的保障供配电系统的可靠性与连续性，避免中断供电的情况发生。

1.供配电系统对可靠性和连续性的要求

1.1供配电系统对可靠性的要求

1.1.1供电电源对可靠性的要求

我国从2008年开始实行《民用建筑电气设计规范》，对于供电电源的可靠性有着明确的要求。①必须由两个电源对一级负荷进行供电，避免两个电源同时受到损坏。②如果是特别重要的一级负荷，应该设置应急电源。避免应急供电系统中接入其他负荷。③对于二级负荷的供电系统，应该设置两个回线路。如果一些地区的供电条件有限，或者负荷较小，也可以由电缆或者一级回路6kV以上的专用架空线路来供电[1]。

值得注意的是，一般工业建筑和民用建筑都必须设置两个电源，两个电源可以相互备用，使用同级电压供电，使设备的利用率得到提高。如果周围地区的供电条件有限或者各级负荷的需要不同，也可以使用不同的电压进行供电。例如一个电源为0.4kV，也就是使用备用蓄电池、发电机或直接引入，而另一个电源则为10kV。这两个电源既可以是非独立的，也可以是独立的。如果两个电源来自于不同的电网，则一般为独立状态，而大多数情况下两个电源都为非独立状态。绝大多数用电部门无论使用几路电源进线，其从电网获得的电源都是来自于同一电网或同一开闭所。因此两个电源的真正独立并不容易实现。如果二级负荷具有较大的容量，也应该使用两个回线路进行供电[2]。

1.1.2供配电系统对可靠性的要求

根据我国的相关规定，如果同时供电的两路或两路以上的供配电线路中，出现了一路断电的情况，则二级负荷和一级负荷的全部供电要求都应该能够通过其余的线路来实现。10（6）kV系统的配电级数最多为两级，并使用放射式的配电系统，要以地理环境、变压器分布和变压器容量为依据来选择环式或树干式的配电系统。

在实际情况中，同一电压的配电级数基本为二级或者一级。例如地区变配电所或10kV的总变配电所向10kV开闭所（10kV配电所）配电，然后10kV配电所向配电变压器进行10kV的配电。如果地区变配电所或10kV的总变配电所向10kV的变配电所配电，则同一电压配电就是二级配电[3]。

1.2供配电系统对连续性对要求

1.2.1一级负荷

以《民用建筑电气设计规范》为依据，允许中断供电时间为15秒至30秒的供电可以使用快速自动启动的应急发电机组。如果电源切换时间小于允许中断供电时间的供电则应该使用与正常电源相互独立的、带有自动投入装置的专用馈电线路。对于允许中断供电时间为毫秒级或者要求连续供电的情况，则要设置不间断的电源装置（UPS）。对于应急照明供电，其允许供电时间为毫秒级，则要设置应急电源装置（EPS）[4]。

1.2.2二级负荷

二级负荷对于供电连续性的要求主要体现在《民用建筑电气设计规范》的第十、第三和第二条。二级负荷的供电系统应该设置两个供电回线路。如果地区的供电条件比较困难，或者负荷较小，二级负荷的供电也可以使用电缆或者6kV及以上专用的架空线。如果要使用电缆线路，就要使用两根电缆组成的线路，而且要求每一根电缆都能够承受全部的二级负荷。如果使用架空线，可以使用一回路的架空线。

值得注意的是，如果一级负荷的允许中断供电时间为毫秒级或者不允许中断供电，则必须设置不间断的电源装置。如果二级负荷的供电使用的是一回专用电源线路，此时应该选择两台供电变压器，并且在变配电所内的两段低压母线中引出两条一回线路配电，各自作备用[5]。

2.供配电系统的主要接线形式

2.1低压配电系统的接线形式

低压配电系统的主要接线形式有放射式、树干式和链式三种，低压配电系统的接线形式必须保障供配电系统的可靠性和连续性。

2.1.1链式接线形式

如果用电设备的容量较小，重要性较低，而且与配电处具有较远的距离，彼此相距较近，就可以使用链式接线形式。一般情况下，链接设备的总容量不超过10kW，而且链接设备在5台以下。

2.1.2树干式接线形式

如果该场合对于供电没有特殊要求，用电设备的容量较小、布置比较均匀，就可以使用树干式接线形式。树干式接线形式又可以分为单回路树干是和双回路树干式。在三级负荷配电中一般使用单回路树干式，其缺点在于如果干线出现故障，就会出现较长时间的中断供电，影响了供配电系统的可靠性和连续性。二级和三级负荷配电中也可以使用双回路树干式，也就是从变配电所内的两台变压器低压母线或者两段低压工作母线引出的两回线路。两回线路之间的自动或手动切换时间决定了中断供电的时间。中断供电的时间。一级负荷配电的两回线路分别由变配电所内的备用线和低压工作母线引出，自动或手动切换时间以及备用电源的种类决定了中断供电的时间[6]。

2.1.3放射式接线形式

对于比较重要的负荷或者较大容量的集中负荷，一般使用放射式的接线方式。放射式的接线方式又分为单回路放射式、双回路放射式两种。在专用设备配件或者三级负荷中一般使用单回路放射式，其缺点在于一旦出现故障会有较长时间的中断供电。在二级负荷配电中，可以从备用线中引出出线回路，一旦出现故障也会有较长时间的中断供电。二级负荷配电中也可以使用双回路放射式的接线方式。也就是由变电所内的两台变压器低压母线或者两段低压工作母线分别引出两回线路，两回线路的自动或手动切换时间决定了中断供电的时间。

如果两回线路一条是备用线引出的，另一条是由变配电所内的低压工作母线引出的，就可以在一级负荷配电中应用。自动或手动切换时间以及备用电源的种类决定了中断供电的时间。

2.2高压配电系统的接线形式

高压配电系统的接线形式，包括单回路放射式、双回路放射式、单回路树干式、双侧供电单回路树干式和环网式[7]。

2.2.1单回路放射式接线形式

在专用设备配件或者三级负荷中常使用单回路放射式，其缺点在于一旦出现故障会有较长时间的中断供电。在设置了备用电源的情况下，也可以在二级负荷供电中使用单回路放射式的接线形式。自动或手动切换时间以及备用电源的种类决定了中断供电的时间。如果设置了独立的备用电源，也可以在一级负荷供电中使用单回路放射式，自动或手动切换时间以及备用电源的种类决定了中断供电的时间。

2.2.2双回路放射式接线形式

如果双回路放射式中的两回路电源处于非独立的情况，则一般在三级负荷配电或二级负荷配电中使用。如果配备了两个回路的独立电源，也可以在一级负荷供电中使用双回路放射式接线形式。如果一级负荷的手动切换时间较长，也就是允许中断供电的时间较长，可以使用手动切换的母联开关。如果一级负荷的自动切换时间较短，也就是允许中断供电的时间较短，则应该使用自动切换的母联开关。在特别重要的一级负荷供电中，如果配备了应急电源，也可以使用，双回路放射式接线形式。自动或手动切换时间以及备用电源的种类决定了中断供电的时间。

2.2.3单回路树干式接线形式

在三级负荷配电可以使用单回路树干式的接线形式，每条线路最多只能安装5台变压器，总容量要控制在2000kV?A以下[8]。如果单回路树干式的干线出现了问题，会出现较长时间的中断供电。如果要在二级负荷供电中使用单回路树干式接线形式，则必须配备备用电源，自动或手动切换时间以及备用电源的种类决定了中断供电的时间。如果要在一级负荷供电中使用单回路树干式接线形式，则必须配备独立的备用电源，自动或手动切换时间以及备用电源的种类决定了中断供电的时间。

2.2.4双侧供电单回路树干式接线形式

在二级负荷配电和三级负荷配电中大多使用双侧供电单回路树干式的接线形式。在平时运行时主要是在线路的负荷分界处进行断开，从而进行两侧供电，或者进仅进行一侧供电。当出现故障时可也对双侧供电线路进行手动切换。切换时间和寻找故障的时间决定了中断供电的时间。

如果要在一级负荷供电中使用双侧供电单回路树干式的接线形式，则必须配备应急电源。自动或手动切换时间和应急电源的种类决定了中断供电的时间。

2.2.5环网式接线形式

在二级和三级配电经常使用环网式接线形式，其主要是由同一地区变电所的不同母线段或者同一电源进行供电，运行方式为开环运行。一般情况下，可以将环网式接线形式视为一种特殊的双侧供电单回路树干式接线形式。如果要在一级负荷供电中应用环网式接线形式，则要配备独立的备用电源。自动或手动的切换时间以及独立备用电源的种类决定了中断供电的时间。

除了上述介绍的几种主要的接线形式之外，高压配电系统和低压配电系统的主接线还存在一些其他的接线形式，但是使用的较少。

3.结语

要保障供配电系统运行的可靠性和连续性，首先要考虑建筑供配电系统的电力负荷的等级，不同等级的负荷供电电源会发生相应的变化。例如一级负荷往往需要在两个供电电源的基础上配备备用电源。这是由于业绩符合为高层建筑的用于消防的相关设备负荷，一旦出现供电中断，会造成非常严重的后果，，因此必须保障其供电系统的可靠性和连续性。在选择备用电源时还要对其环保和造价方面的因素进行综合考虑，选择合适的备用电源。与此同时，还要考虑到供电线路的敷设要求，提高供电线路的安全性和可靠性，科学的设计供电线路的敷设，避免外力作用、建筑物沉降、灰尘和高温影响线路的绝缘水平，加速线路老化，造成供电中断。总而言之，供配电系统的可靠性与连续性关系人民群众的正常生活和经济的平稳运行，如果处理不当，甚至会造成严重的人身伤害和经济损失。因此必须采取科学的设计，选择合适的设计方案，保障供配电系统的经济合理、技术先进和供电可靠，尽量减少供电中断的情况。

参考文献：

[1]姚永红.浅谈提高PLC控制系统的可靠性[J].四川水泥.2010（01）

[2]彭鲁兵.UPS配电系统的可靠性探究[J].河南科技.2013（01）

[3]刘玉芬.浅析变电站综合自动化系统的可靠性[J].硅谷.2010（05）

[4]李明超.如何提高TSI系统的可靠性[J].科技传播.2014（01）

[5]任铃，张忠.基于模糊理论的电力系统可靠性评估[J].科技创新与应用.2012（23）

[6]吕振兴，刘方杰，刘芳秋.对电力系统可靠性运行的研究[J].黑龙江科学.2013（09）

[7]马丽秀.浅谈电力系统可靠性[J].中小企业管理与科技（上旬刊）.2010（12）

[8]杨焱洲.风电并网对电力系统可靠性影响研究[J].河南科技.2012（16）