智慧园区配用电技术应用

冯鸣嘉

【摘要】配用电系统作为整个智慧园区正常运转的基本控制系统，它在提供舒适环境条件的同时，能最大限度地节约能源、降低消耗、减少管理人力、提高管理水平，使园区内的各种设备在优化状态下自动运行、无人值守，以取得最佳的舒适性和经济性。本文分析园区整体10KV供配电系统设计思路。

【关键词】智慧园区；10KV；配用电系统

1．某智慧园区供配电系统概述

该智能园区主要是以旅游、参观为主的智慧园区。

1.1 园区需要供配电的范围

（1）光照明供配电设计；

（2）景观工程供配电设计；

（3）室外弱电设施，标示等供配电设计；

（4）各建筑物单体的供配电设计。

1.2 园区供配电的特点及难点

（1）园区面积大，敷设距离长，不利于强弱电管线敷设；

（2）用电负荷不均匀且分散较远，譬如大的用电负荷如建筑单体大小不一，且分散布置；

（3）园区现状复杂：内有需要改造的建筑场馆，两座即将规划建设的地铁站；园区下面有许多原有的市政管廊需要避让；

（4）相关市政部门用电需求，如通信运营商基站，市政路灯等需要统筹考虑；

（5）综合管网较复杂：考虑到园区所涉专业部门之多，内部还有市政道路穿越，自身使用的电力管线，给排水管线，弱电通信管线，以及市政部门通信运营商等所用管线，对综合管网的设计有较高的要求。

2．园区用电负荷分析

园区建筑单体内的消防水泵、排烟风机，消防及安保控制室、弱电机房、应急照明用电按一级或者二级负荷供电，其他设备用电按三级负荷供电。

据园区的规模、用地性质、负荷类型等情况，采用规划单体建筑面积负荷密度指标及规划单位建筑用地负荷密度指标推算规划期末用电负荷，

2.1 园区供电设施规划

考虑到园区用户变电站便于维护管理，于是采取从市政引入两路中压设置一座用户开关站，再由用户开关站引出多路10KV电缆至各用户变电站。由于根据当地电力部门的要求，通常情况在用电负荷超过8000KVA的情况下建议设置35KV用户变电站，于是供配电系统大致可以有三种方案规划，可与当地电业部门沟通：

2.1.1方案一

根据规划布局及用电负荷分布，在园区内设置两处10KV用户开关站：

（1）1#10KV用户开关站：规划在园区内展览类建筑2内设置一座10kV用户开关站，再在各处分设10KV用户变电站，总供电变压器容量约为8000KVA。主要供电对象是：附近的景观类、展览类建筑、广场、游憩服务类建筑群、车库类、管理类建筑群、展览类建筑等用电；

（2）2#10KV用户开关站：规划在园区保留改造建筑附近设置第二座10kV用户开关站，再在各处分设10KV用户变电站，总供电变压器容量约为5600KVA。主要供电对象是：附近的景观类、广场、保留改造建筑群、游憩服务类建筑群、车库类、管理类建筑群、水利等用电。

2.1.2方案二

根据规划布局及用电负荷分布，在园区结合展览类建筑1内设置一处10KV用户开关站，再在各处分设10KV用户变电站，总供电变压器容量约为13000KVA。

2.1.3方案三

根据规划布局及用电负荷分布，在园区结合展览类建筑1内设置一处35KV用户变电站，再在各处分设10KV用户变电站，总供电变压器容量约为13000KVA。

2.2 选定方案

结合电业部门园区附近的供电情况，以及业主的产权问题，最终选用了第二方案：在园区负荷中心结合展览类建筑1建筑内设置一处10KV用户开关站，10KV电源从附近电业部门引入2回10KV线路，经环网柜接入10KV用户开关站，接入开关站后，两回10KV线路设置10KV联络互为备用，采用放射式供电将10KV回路引至各处分设的10KV用户变电站（共计6处）。

由于园区建筑单体的建筑面积大小不一，分散偏远，不适合采用链式供电方式，也为了保证用电的稳定性，故园区采用了放射式的供电方式。

供电方式采用高供高计量供电，并设置变电站电力监控系统，实现对高压柜，低压柜和变压器系统工程全自动化管理，采用综合保护装置和综合电力参数测量仪相结合的方式对所有柜体的回路模拟量、开关状态故障报警信号进行监视，必要时可对开关进行远程控制，并对变压器温控器、直流系统、模拟屏以及功率因数控制器进行监测控制。

对于6处10KV用户变电站的安装容量如下：

（1）1#10KV用户变电站：结合服务中心建筑内设置，安装容量为1260KVA，设2台630KVA变压器；

（2）2#10KV用户变电站：设置在保留改造建筑内，安装容量为2500KVA，设2台1250KVA变压器；

（3）3#10KV用户变电站：结合广场附近的配套管理用房内设置，安装容量为1260KVA，设2台630KVA变压器；

（4）4#10KV用户变电站：结合后勤管理用房内设置，安装容量为1000KVA，设2台500KVA变压器。

（5）5#10KV用户变电站：结合展览类建筑1建筑内设置，安装容量为3200KVA，设2台1600KVA变压器；

（6）6#10KV用户变电站：结合展览类建筑2建筑内设置，安装容量为3200KVA，设2台1600KVA变压器。

3.供配电系统节能的考虑

（1）10KV开关站选址，尽量靠近的负荷中心地带，大大缩短了供电电缆的路径，减少了压降损失。

（2）合理选择变压器的安装容量和台数，以适应由于季节性造成的负荷变化时，可以灵活投切变压器，实行经济运行减少由于轻载运行造成不必要的电能损耗；

（3）合理分配负荷，控制变压器的负载率在75%~85%之间，尽量使变压器工作在高效和低耗区域内；

（5）尽可能采用功率因数高的设备，电感性用电设备可选用有补偿电容器的用电设备；在采用分散就地补偿和高低压柜集中补偿相结合的方式以提高功率因数；

（6）采用SCB13节能型变压器；

（7）尽可能降低供配电系统及动力设备所产生的电磁干扰。 4.小结

该智能园区极具代表性，园区供电半径过大，涉及景观，建筑等专业的用电需求，主要用电负荷集中在建筑，但是园区内建筑数量多且分散，故选用了10KV开关站-10KV变电站的设计方案。在园区内增设10KV开关站便于维护管理，也避免了对市政电网的依赖。对园区供电方案的合理规划，一方面使得本工程变压器工作在合理负载率下，另一方面可以满足将来深化设计时的用电需求，使工程合理，经济，又留有一定的冗余，实现供配电设计的节能环保。

参考文献

【1】《民用建筑电气设计规范》  JGJ16-2008

【2】《20KV及以下变电所设计规范》 GB50053-2013

【3】《供配电系统设计规范》 GB50052-2009

【4】《工业与民用配电设计手册》 第四版  中国电力出版社

【5】《全国民用建筑工程设计技术措施节能专篇--电气》2009  中国建筑标准设计研究院

【6】《城市工程管线综合规划规范》 GB50289-2016

【7】 所在地块《配电网专项规划》 2017年12月