供配电的可靠性（精选11篇）
供配电的可靠性 篇1
1 引言
与世界其它发达国家相比, 我国的配电系统发展起步较晚, 发展水平较低, 建设相对落后。城市配电网, 特别是老城网, 已或多或少滞后于城市的经济发展, 成为制约城市发展的瓶颈。配电网结构不合理, 电力设备数量多但性能落后、免维护水平低且不适合自动化要求等, 导致停电事故频繁发生, 可靠性较低, 严重影响了人民的生活水平和经济建设的发展。
2 电力系统的组成
电力系统是生产、输送、分配、消费电能的统一整体。它分为发电系统、输电系统、配电系统和用户四大部分。电力系统可靠性是指电力系统按可接受的质量标准和所需数量不间断地向电力用户供应电力和电能量的能力的量度, 包括充裕度和安全性两个方面。电力系统可靠性又可分为发电系统可靠性、发输电系统可靠性、输电系统可靠性、配电系统可靠性和发电厂变电所电气主接线可靠性配电系统通常包括配电变电站、一次配电线路 (馈电线路) 、配电变压器、二次配电线路、继电保护设施等, 是连接发、输电系统与用户的重要环节。据不完全统计, 用户停电故障中80%以上是由配电系统故障引起的, 它对用户供电可靠性的影响也最大。
3 电力系统可靠性
目前求取电力系统可靠性指标的方法主要有模拟法和解析法两大类。模拟法通常指蒙特卡罗模拟法, 该方法灵活且不受系统规模限制, 但是耗时多而且精度不高, 主要用于发、输电组合系统的可靠性评估中。解析法可进一步分为马尔可夫法和网络法两类, 马尔可夫法能够较好的处理各种复杂情况, 但当系统规模大、结构复杂时, 该方法将变得十分繁复;网络法是配电系统可靠性分析中最为常用的方法, 也是可靠性分析中传统的方法。传统的配电网可靠性评估方法是网络法, 该方法也称为故障模式与后果分析法 (FailureModeand Effect Analysis, FMEA) 。在进行可靠性分析的过程中, FMEA方法通过对系统中各元件状态的搜索, 列出全部可能的系统状态, 然后根据所规定的可靠性判据对系统的所有状态进行检验分析, 找出系统的故障模式集合, 并在此集合的基础上, 求得系统的可靠性指标。在对系统中各元件状态的搜索, 列出全部可能的系统状态的过程中, 首先对系统进行预想事故的选择, 确定负荷点失效事件 (即故障集) , 并对各个预想事件进行潮流分析和系统补救, 形成事故影响报表, 将这些失效事件 (事故) 和影响报表统一存放在预想事故表中;根据负荷点的故障集, 从预想事故表中提取相应故障的后果, 计算负荷点的可靠性指标;系统可靠性指标则可从各个负荷点的可靠性指标中分析得到。
4 改进的电力系统可靠性评估方法
4.1 最小路法
连接任意两节点间的有向弧或无向弧组成的集合称为这两个节点间的一条路。如果一条路中移去任意一条弧后就不再构成路则称这条路为最小路, 最小路法是基于最小路原理的快速评估方法。其基本思想是:对每一负荷点, 求取其最小路;根据网络的实际情况将非最小路上的元件故障对负荷点可靠性的影响, 折算到相应的最小路的节点上, 从而对每个负荷点, 仅对其最小路上的元件与节点进行计算, 即可得到负荷点相应的可靠性指标。基于最小路原理的快速评估方法的核心是求取每个负荷点的最小路:这样, 整个系统的元件便可分为两类:最小路上的元件和非最小路上的元件。
4.2 最小割集法
如果最小路中的任一点不会通过网络中的任一支路 (此点与同一最小路中在其前或后的点形成的支路除外) 与同一最小路中另一点相连, 则称此最小路为基本最小路, 其余的最小路称为辅助最小路。一个切断所有基本最小路的最小割集也将切断所有的辅助最小路。因此, 只要通过切断基本最小路的故障元件对网络元件进行重新组合, 就能充分地导出网络的全部最小割集。对于一个复杂网络, 基本最小路数目可能要比最小路数目少几个数量级。因此, 导出最小割集的时间大大减少, 计算速度大大提高。求出最小割集的方法与步骤如下:第一步形成最小路树;第二步由最小路树导出基本最小路;第三步利用基本最小路求出最小割集。
4.3 网络等值法
实际的配电网往往由主馈线和副馈线构成, 结构复杂。网络等值法主要针对实际配电网的结构特点, 利用一个等效元件来代替一部分配电网络, 从而将一个复杂结构的配电网逐步简化为简单辐射状的主馈线系统。等值法分为两个步骤:首先是向上等效过程。该过程主要处理下层元件对上层元件的可靠性影响, 将一个复杂的副馈线分支用等效分支线代替, 逐层向上层等效, 最终将网络简化为一个简单辐射状的主馈线网络;然后进行向下等效过程。该过程主要处理上层元件对下层元件可靠性的影响, 将这种影响用等效串联元件表示, 并分层计算分布在各层的负荷点的可靠性。
4.4 故障遍历算法
这是一种基于故障枚举的思想, 利用遍历技术发展起来的计算方法。首先根据故障点故障时间不同, 将故障点分为故障时间不受故障影响、故障时间为隔离时间、故障时间为隔离时间加切换操作时间、故障时间为故障修复时间4类, 然后以每个故障点为起点, 向后搜索其父节点直至首次出现断路器为止。此时, 该馈线上断路器前的负荷点为b类、c类或d类 (其类型的具体确定还需进一步分析) , 而其它负荷点 (包括该馈线上动作断路器后的负荷点和其它馈线上的所有负荷点) 为a类, 即正常负荷点。如此遍历所有故障时间, 最终算出系统可靠性。同时, 还可根据上述各故障子系统的动态拓扑结构, 利用树的先根遍历和后根遍历技术, 计算含有备用电源和倒换操作开关的故障子系统潮流, 进行线路容量和电压越限检查。
4.5 递归算法
递归算法利用了配电网络的基本结构多为树状的特点, 首先将配电网以馈线为单位存储为树型数据结构形式, 然后通过对树的递归遍历将配电网的子馈线进行合理的可靠性等效, 简化为一个形式简单的网络, 在遍历过程中递归调用可靠性计算公式, 最终得到整个配电网的负荷点可靠性指标和系统可靠性指标。这种算法利用了树型结构与配电网结构的相似性, 首先将配电网的馈线作为树的结点, 将配电网存储为树型结构;通过对树的后序遍历逐层将下层馈线对上层馈线的影响等效成等效分支线, 直至将包含主馈线和多条子馈线的复杂的配电网简化为简单的馈线连接负荷点的, 可以直接利用可靠性计算公式计算的简单结构配电网。然后, 通过对树的前序遍历, 逐层计算连接在不同层馈线上的负荷点可靠性指标, 找到表示上层馈线上的元件对下层馈线上负荷点可靠性影响的等效串联元件, 这样递归遍历下去, 直到求出整个系统的负荷点可靠性指标, 进而求出整个系统的可靠性指标。采用树的递归遍历程序的编制比较简洁, 虽然递归函数调用需要系统额外的开销, 但配电网的结构层次不会很深, 一般3-6层的调用即可。与一般的FMEA算法相比, 这种通过等效和递归遍历实现的算法效率更高, 程序编制更简洁, 无需重复搜索和计算每一馈线上的元件可靠性参数, 节约了计算时间。
5 结语
本文对我国的电力系统可靠性的重要性进行简要的阐述, 指出我国在可靠性的现状与国外的差距, 对传统方法和改进的方法进行综述, 通过比较之间的优缺点, 为我国今后电力系统可靠性的发展提供理论支持。
参考文献
[1]卢川英.供电企业安全性评价系统的设计与实现[J].吉林大学, 2004-09-01.
供配电的可靠性 篇2
by
龙莉莉
建筑供配电课程——大作业2
一、题目：
建筑供配电方案设计
二、设计条件
1、本工程为一栋综合办公及教学实验楼。负一层为设备(车库）层，地上16层；其功能为办公及教学。
设备用房面积：470m2，车库面积1500m2.1~8层：办公室面积608m2/层；教室面积910m2/层。9~16层：教学室面积910m2/层。
2、电源
由学校配电房引入一路 10kV回路供电，校10kV馈电线出口断路器的断流容量为300 MVA。学校配电房到本建筑距离约为1500米，电缆线路引入。
3、设备
地下一层： 消火栓泵 37kW×2（1用1备）； 喷淋泵 55kW×2（1用1备）； 消火栓排水泵4kW×2x2（2用2备）；
设备间排风（烟）机5.5kW；车库排风(烟)机 5.5+3.6kW ； 生活给水泵11kW×2（1用1备）；
屋面机房层：正压送风机11kW×1； 客梯（其中1台兼做消防梯）18.5 kW×2；
屋面水箱层：消防楼梯正压送风机11kW×2；消防排风（烟）机5.5kW×2；
三、设计任务：
1、供电设计
（1）用电设备负荷计算；
（2）变压器的数量、容量选择（包括变配电所、变压器的位置），要求只做文字说明；（3）功率因数补偿；
（4）应急容量和应急电源供电方式；
建筑供配电大作业
by
龙莉莉
（5）确定高压系统主接线及选择高压母线截面。
2、配电设计
低压系统主接线及主接线中主要配电开关的选择和整定、导线选择、低压母线截面选择。
四、设计讨论
要求进行方案比较并讨论各方案的优缺点，写出方案选择依据。包括：
确定负荷等级、选择供电电源电压方案及说明；短路计算；变配电站的保护及计量方式；功率因数补偿方案等内容。
五、设计规范依据
1、《民用建筑电气设计规范—JGJ16-2008》中国建筑工业出版社
2、低压配电设计规范GB 50054-95．北京：中国计划出版社，19953、10kV及以下变电所设计规范GB50053－94．北京：中国计划出版社，4、供配电系统设计规范GB 50052-2009．北京：中国计划出版社
5、民用建筑设计通则GB 50352—2005．北京：中国建筑工业出版社，2005
供配电的可靠性 篇3
摘要：近些年来，随着中小型企业的快速发展，对供配电系统的标准也提升到一定高度，但发生在供配电系统的安全事故亦高频涌现，在给生产造成严重影响的同时，也带来了巨大的经济损失，甚至是严重的人员伤亡情形。因此，保障中小型企业供配电系统的安全运行，提高中小型企业供配电系统安全性方面的工作，对企业安全生产意义重大。
关键词：中小型企业；供配电系统；运行可靠性
中图分类号：TU852 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2013）26-0116-02
1 中小型企业供配电系统安全性探析
中小型企业的安全生产与其供配电系统的安全、可靠、稳定性等密切相关，因此，为预防安全事故，除了要遵循一定标准、相应设计规范施工外，还应做好企业供配电系统运行及维护工作，要予以进行慎重的考虑和系统的规划设计。
1.1 选择合理的电压等级
中小型企业供配电系统压主要有三种，其分别为220/380V的低压系统、6kV的中压系统和35kV、110kV系的高压系统。
随着经济的快速发展，企业生产规模效益显著增加，受其带动，中小型企业生产设备也不断更新，用电量及品质也在不断提升。因此，需要选择合适的电压等级，以保证生产设备安全稳定运行尤为重要。
1.2 依负荷等级确定供配电方案
关于中小型企业用电负荷等级的划分，大致有三类：
第一类，办公生活用电范畴，属于三级用电负荷，利用单电源供电即可满足需要。
第二类，生产设备用电范畴，属于二级用电负荷，其骤然断电，极有可能会造成企业设备故障或生产减产。
第三类，重要设备用电范畴，断电会造成设备停车、损坏或者报废，也有可能产生有毒有害等物质，严重情况下甚至会引发爆炸，导致火灾等情形的出现，该用电范畴属于一级负荷范围。
但中小型企业供配电系统在实际的设计与建造过程中，其一级负荷与二级负荷，可以说难有显著的区别，原因是既然存在一级负荷，就要考虑设计双回路供电模式。总体策略上，中小型企业甚至可以全部采用一级用电负荷，但考虑到二级负荷骤然断电虽不会对企业生产带来较大的危险，但断电还是会出现停车、再开车的问题，会给企业造成一定程度的经济损失。对于企业中特别重要的生产设备，可以配备EPS 电源、UPS电源。
2 中小型企业供电线路的正常运行与维护
2.1 供电线路的防雷设计
中小型企业供电线路的防雷设计原则在于最大化保护供电线路免受雷击，但任何事情都不是绝对的，从根本上避免雷击是不可能的，当下有效方案为尽量采取措施降低雷击跳闸的可能。
（1）线路的防雷：线路电压在35kV的，除架设避雷线及杆塔等设施外，另可通过增设绝缘子（悬式）的数目、降低接地电阻，或采用电缆供电方式。因6～10kV架空线高度低于35kV的线路，可以不采用避雷线，钢混杆自然接地即可。必要时，采用双电源或自动合闸。（2）感应雷、直击雷过电压的防护：将杆塔直接接地，降低接地电阻。（3）变电所防护，根据企业建筑及相关设备的高度，参照区域地形、地貌等特征，科学的布设避雷针。另外，为避免线路遭雷击，将瓷瓶铁脚接地，接地电阻应不大于30Ω。
2.2 中小型企业供电系统的线路定期检查与维护
一般可采用检视观察、辨听、仪器测量等方式来判断供电系统中的高压设备。但是在巡视高压设备时不得越过或者挪开遮拦，不能进行其他的工作：
（1）出现雷雨天气时，应做好安全检查，检查避雷装置是否正常运行，巡视用装备等前提准备工作；雷雨后，做好检查引线、接线是否烧伤、绝缘电阻是否完好等工作；（2）出现下雪天气，巡查过程中如发现问题，应按现场规则方案进行及时消除或任务上报。提前采取管理及介入措施，保证线路的顺畅和用电设备的安全、连续运行；（3）对于大风天气情况，应检查电杆是否有倾斜，线路的接头是否良好，有无严重氧化、脱落的等情形；（4）在火灾、地震等自然灾害等情形出现时，对相关设备进行检查之前，应取得设备运行管理单位的批准，工作人员要与上级派出的部门及人员保持联系。
应确保做到每季度进行一次线路巡视，若外在环境较差，则巡查、检视的时间则应相对缩短，巡查时应注意以下事项：（1）接地方面检查是否符合标准，有无断股、脱落等情况；（2）电缆头及瓷套管是否清洁，是否出现破损或放电现象；（3）对于暗敷、埋地线，要检查覆盖板是否完好；（4）对于明敷线，应检查外圈是否有机械损伤、腐蚀、胀裂，支架、挂钩是否有破损的情况。每次检查完毕，都要做好记录。发现异常情况时，能排除的应尽快排除，重要情况还应及时上报。
3 中小型企业其他安全管理方面的要求
中小型企业在其他安全管理方面的要求，主要有以下三个方面：
（1）应该设立安全生产的管理机构或部门，配备安全管理方面的专职工作人员。
（2）应该构建相关安全生产方面的电气安全方面的操作规程、责任机制以及各项安全管理制度，还应该制定相关供配电系统方面的事故应急以及救援预案，定期进行演练，并且根据新情况进行修改和完善。
（3）中小型企业的主要负责人以及安全管理方面的人员应该具备相应的安全管理方面的知识。
由于电气作业属于特种作业，相关工作人员应该经过相关部门的培训考试并合格，取得相关作业证才能上岗。同时，电气作业人员还须具备必要的急救知识。另外，定期对中小型企业内的各种安全接地和防雷装置等接地电阻进行检测，确保其能够符合相关的规范要求；中小型企业还应该定期检验、更换电工工具如验电笔、绝缘棒、绝缘手套、绝缘靴等。
4 结语
为保证中小型企业供配电系统的安全运行，预防安全事故，一方面要遵循一定标准、相应设计规范施工，另一方面要慎重考虑系统的规划设计。除了上述工作以外，中小型企业还要做好供配电系统的运行、检查与日常维护工作，尤其是要做好日常维护与保养，在突发事件发生时，能快速地做出应对反应、重大事件及时介入处理并上报，尽量把风险降到最低。
参考文献
[1]刘凌燕.工厂供配电系统运行和维护的安全技术要求[J].工业安全与环保，2010，36（1）.
供配电系统的可靠性和连续性分析 篇4
随着我国经济的不断快速发展, 我国对电能的需求不断加大, 供配电系统的稳定性和连续性受到了人们的广泛关注, 但是供配电系统的稳定性和连续性还受到经济投资和环境保护等多个方面因素的影响[1], 据不完全统计, 用户停电事故中百分之八十是因为配电系统的故障引起的, 因此要尽量减少故障停电事件的发生, 保证人们的生活水平, 避免经济损失[2]。所以, 近年来配电系统可靠性问题逐渐受到更多的关注, 如何加强供配电系统的建设与改造, 是目前急需解决的问题。
1 企业不同供配电方式对比
一般企业都具有多个主变电所, 为了确保供配电系统的可靠性和连续性, 在进行供配电系统设计时, 要根据企业的地理位置等因素综合考虑设计方案, 其供配电方式主要分为以下几个方面[3]: (1) 主变电所直配供配电, 这种供配电方式不需要大量的人员来管理, 并且操作简单, 但是也有十分明显的缺点, 就是损耗过大, 多条电缆都要从主变电所发出, 会对以后的扩容产生严重的影响, 因此, 必须考虑增加电气设备的投资。 (2) 多区域配电所供配电, 这种供配电方式减少了主配电所的配出回路, 为以后的发展和扩容都带来很大程度的便利, 同时也可以减少电气设备的投资, 有利于实现集中管理。另外, 多区域配电所供配电依然没有解决系统末端电压不稳定的问题, 还存在着低压停机的风险, 而且母线短路容量的问题也无法解决。 (3) 多区域变电所供配电, 该供配电方式与多区域配电所和主配电所直配供配电方式相比, 增加了多个变压器, 这给企业供配电体系的建设带来很大的难度。
2 影响企业配电系统的可靠性因素
2.1 元件故障率
从可靠性观点来看, 元件可以分为两种: (1) 可以修复的元件; (2) 不能修复的元件, 针对可以修复的元件, 在使用过程中一旦发生问题, 就可以对其进行及时的更换和修复, 保障供电的稳定性和连续性, 针对不可修复的元件, 一旦发生问题, 在技术上根本无法修复, 严重影响人们的生活质量, 所以, 在电力系统中, 基本采用的是可以修复的元件。众所周知, 元件是构成系统的基本单元, 元件的好坏直接影响着系统的稳定性, 在进行供配电系统的建设时, 应该在条件允许的情况下, 采用高质量的设备, 特殊情况下可以采用国外进口设备, 通过提高使用设备的质量, 降低设备故障率, 保证系统供电的稳定性和连续性。
2.2 过电压
过电压指的是在供配电系统运行过程中, 受到一些外界因素干扰使得电压超出线路和设备承受范围的情况。在电力设备运行期间, 尤其是在一些自然环境比较恶劣的地区和线路比较复杂的老城区, 经常由于特殊原因导致工作电压严重超过线路和设备可以承受电压的情况, 出现这种现象一方面是因为一些电力设备年久失修, 难以承受雷击和过电压等现象, 另一方面也与我国采取供配电方式是35V及以下的架空线路进行配电有关, 这样的供电方式难以保障高质量的安全供电, 再加上早期建设的供配电设施存在一定的质量问题, 例如在早期建设过程中, 线路和设备的绝缘性较差, 在雷雨天气中很容易受到影响, 严重影响安全运行的可靠性, 这就要求相关技术管理部门要根据实际运行的状况和出现的问题进行仔细的分析和研究, 尽快找到过电压出现的根源。
3 提高供配电系统的稳定性和连续性
3.1 进行配电系统改造, 优化供电模式
首先, 工作人员在实践工作中应重视提高供电能力, 增设多个相互联络的开关 (一般采用使用寿命长、结构简单和性能优越的柱上式SF6开关) , 以单回路放射式结构为例, 对在主馈线上安装分段开关的经济性和可靠性进行分析, 在主馈线上都没有装分段开关的情况下, 在负荷i (a-e) 前的主馈线 (后简称为主馈线i) 上安装分段开关的分析, 如图1~2所示。
在这种情况下, 主馈线故障造成的停电损失的费用K为[4]:
式中:Pj (j=1, 2, 3, 4, 5) 为支路j的负荷;c为产电比值;T为停电时间[4]。
式中:P为分段开关的投资;k为利率;n为分段开关的寿命;g1为一分段主馈线的故障率;g2为分段开关的故障率;△U为经济成本变化;α表示停电损失的惩罚系数;t为分段开关的动作时间;T为停电时间[4];△U的计算结果如表1所示。其中, 分段开关的投资p为3万元, 利率k为6%, 使用年限n为15年, 主馈线的故障率g1为0.1次/km·年, 分段开关的故障率g2为0.01次/年, t=0.5h, T=3h, а=1, c=9.404元/k Wh。
停电损失的降低是非常显著的, 表1中的各支路的△U<0。因此, 结论是在这种情况下, 分段开关的使用是合理的。其次, 工作人员应不断的完善电力工程的检测和维护等工作, 这样就可以及时发现更多的风险因素, 并采取针对措施进行处理, 例如工作人员在日常的工作中需要定期对线路表面的积污进行清理, 做好电力设备的日常维护工作, 从而进一步提升供配电系统的可靠性, 尽量不采用“三主”供电模式, 避免供电效率低下, 尽量采用“手拉手”模式的环网供电, 并对一些重要的用户实施“双电源”供电方式, 精准控制供电线路半径, 尽可能减小发生停电事故时造成的停电范围。电气设备应尽量选用技术先进、可靠性高的产品, 应正确选用供配电系统的接地型式, 做好系统的防雷及防雷击电磁脉冲, 减少高次波分量, 保证供电品质等, 这些也都是非常重要的。最后, 在供配电系统的建设与改造中可以通过减少降压环节来实现简化电压等级, 保障系统运行的可靠性。
3.2 继电保护和自动装置的设计原则
在进行企业供配电系统设计时, 可以在配电系统的电力设备和线路中安装短路故障和异常运行的继电保护和自动装置, 通过采用智能化的保护和控制单元, 可以实时监测电路的运行状态, 并对异常运行进行提示和智能处理, 由于继电保护系统种类繁多, 功能各有侧重, 应根据其功能和实际应用需求合理选择。
3.3 其他技术
(1) 防雷电保护措施。在进行配电系统的建设过程中, 必须要提高对预防雷电的重视程度, 只有这样才能提高供配电系统的稳定性和连续性, 目前对雷电的防护措施主要是接闪技术, 通过在建筑上设立防雷装置来实现的。 (2) 电气接地技术。配电系统接地可以有效的对电流实行保护作用, 目前常用的接地技术主要有两种:多点接触和浮地, 接地技术是当有较强的雷击击中建筑或者设备的时候, 会产生极高的电压, 接地技术就可以通过接地将电压合理有效的释放出去, 从而对设备起到保护作用。
3.4 管理方面的要求
(1) 加强设备及电网的生产运行管理。做好设备的运行和维护检查, 加强配电设备的运行巡视工作, 及时消除设备问题, 加强对继电保护的管理, 保证电网安全稳定运行, 加强对配电变压器的负荷监测工作, 根据具体的供电需求, 及时调整供电负荷。 (2) 定期开展宣传教育工作, 通过各种媒介, 宣传《电力法》, 消除影响电网运行的各种人为因素。 (3) 加强供电可靠性管理人员的培训, 定期举办供电可靠性培训班, 提高管理人员的业务水平和电力抢修人员的技术水平。
4 结论
随着我国经济的不断快速发展, 电力体制改革的不断深入, 供电可靠性和连续性已经引起了人们的广泛关注, 配电系统具有元件多、结构复杂的特点, 并且是直接连接用户的系统, 它的供电可靠性对用户有着重要的影响, 一旦配电系统出现严重的问题, 不仅会给人们的生活带来严重的影响, 也会造成一定的经济损失, 所以在进行配电系统的建设与改造过程中, 一定要采用先进的配电设备, 做好系统的防护措施, 加强对人员的管理, 确保供电的稳定性和连续性。
参考文献
[1]刘帅.关于电力供配电系统可靠性的研究[J].中国科技博览, 2013 (27) :556.
[2]梁子剑.针对高层建筑供配电技术方案及其可靠性分析[J].中国新技术新产品, 2015 (9) :81~82.
[3]张寅东.供配电系统运行的稳定性分析[J].青年科学:教师版, 2013, 34 (8) .
供配电的可靠性 篇5
[摘要]供配电系统中谐波的危害已经广为人知，本文就煤矿供配电系统谐波的成因与危害做了简要探讨，并提出了一些针对性的治理措施。
[关键词]煤矿 供配电系统 谐波
供电质量包括系统电压、频率的合格率，峰值、超限电压持续时间、停电时间，以及电网谐波含量等诸多方面。其中谐波问题一直是主要的电能质量问题。谐波广泛存在于供配电系统各个环节，谐波电流会在公用电网引起电压畸变，也会对企业内部电网其它电气设备产生不利影响，甚至造成危害。治理好谐波，不仅能降低电能损耗，而且能延长设备使用寿命，改善电磁环境，提高产品的品质。
在一个理想的交流电网中，各相电压随时间作周期性变化，并且呈正弦波形，煤矿企业或其他用电企业，都非常希望电压保持理想正弦波形。但是实际上由于某些具有非线性特性的电网元件的影响，使电网电压偏离正弦波形，特别是近年来电力电子装置在我国煤炭工业中的应用日益广泛，煤矿供配电电网中愈来愈广泛地使用变频设备、整流设备等电力半导体装置。电力半导体装置是非线形负载，其电压、电流波形实际上不是完全的正弦波形，而是不同程度畸变的非正弦波。根据傅立叶级数分析，可分解成基波分量和谐波分量。谐波主要由谐波电流源产生，当正弦基波电压施加于非线性设备时，设备吸收的电流与施加的电压波形不同，电流因此发生畸变，谐波电流注入到煤矿电力系统中，这些非线性设备就成为煤矿电力系统的谐波源。
一、煤矿供配电系统中谐波的原因和危害
煤矿供配电系统中的主要谐波源是含半导体的非线性元件，如为矿井提升机、通风机、主排水泵、带式输送机、架线式电机车等设备节能和控制用的电力电子设备，诸如各种变频器、交直流换流设备、变流器、整流设备等。煤矿供电网络谐波的危害主要是造成电网的功率损耗增加，设备寿命缩短，接地保护功能失灵，遥控功能失常，线路和设备过热等，还会引起变电站局部的并联或串联谐振，造成电力互感器，变电站系统中的设备和元件产生附加的谐波损耗，使造成供电网络设施损坏、元器件老化，造成电子保护装置误动作，增大附加磁场的干扰等。
当谐波电流流经变压器时会导致铜损和杂散损耗增加，谐波电压则会使铁损增加。还可导致变压器的基波负载容量下降，效率降低以及变压器铁芯振动，噪声增加寿命缩短；谐波电流和电压会造成电动机铁损和铜损的增加引起额外温升，导致电动机效率降低，同时还产生附加转矩增加噪声，造成电动机振动而降低使用寿命；谐波会造成电容器过电流，使电容器与供配电系统产生并联谐振或串联谐振，这将造成电容器迅速发生故障。同时，电容器会放大谐波，增大谐波对矿井供配电系统的影响；在导体中非正弦波电流与具有相同方均根值的纯正弦波电流相比，会引起额外温升，减小额定载流量，引发导体绝缘破坏或烧毁；此外，谐波会对通讯和信息系统产生干扰，降低信号的传输质量，不仅影响声、像的清晰度和信息传输的准确性，严重时还会造成设备损坏，危及人身安全；另外，矿井供配电系统中的谐波电压和电流，会导致供配电系统中各类保护及自动装置产生误动或拒动，破坏微机保护、综合自动化装置，还会使仪表和电能计量出现较大误差，谐波如果不经过治理直接进入上级电网，将会给电网带来严重的谐波污染。
二、煤矿供配电系统谐波治理
鉴于谐波存在多方面的危害，对矿井安全生产和生活存在很大隐患，根据国家对谐波污染的治理要求，采取必要而有效措施，避免或补偿已产生的.谐波尤为重要。在矿井供配电系统中，应积极采取消除或抑制谐波危害的防范措施。
1、电力电缆的选择。在矿井供配电系统电力电缆截面的选择中，应考虑谐波引起电缆发热的危害。对于连接谐波主要扰动源设备的配线，确定电缆载流量时应留有足够裕量，必要时可适当放大一级选择电缆截面。
2、合理选择变压器。正确合理地选择变压器的接线方式，能阻止不平衡电流和3N次谐波电流从原边传到电源配电系统中。在三角形/星形变压器里，不平衡电流和3N次谐波电流在原边绕组内循环流动而不会传入电源配电系统中。矿井供配电系统中各级变压器应多采用三角形/星形变压器。在根据负载确定电力变压器额定容量时，应考虑谐波畸变而留有裕量。在矿井设计中一般应保证变压器负荷率在70%～80%，该裕量可防范谐波引起的变压器发热危害。
3、无功补偿电容器的配置。在有谐波背景的矿井供配电系统中，不能采用常规的补偿系统来进行无功补偿。为避免电容器组与系统产生串联谐振或并联谐振，必须采用调谐式电容器组。调谐式电容器组即在补偿电容器中加串调谐电抗器。电抗器的主要作用是避开谐波电流可能出现的频率。这种电抗器被称为调谐电抗器，带有这种电抗器的电容器组则被称为调谐电容器组。使用调谐电容器组的目的不是为了显著地降低谐波畸变，而是为了确保电容器组不会因为诸如系统阻抗、投入段数、系统配置、负荷状况等原因而发生谐振。
4、谐波补偿装置进行补偿。对矿井中的主要谐波源，如：大功率提升机、通风机、带式输送机的变频设备，在运行过程中会引起较严重的高次谐波污染。为了拟制变频器在运行中产生的谐波，需增加谐波补偿装置，使输入电流成为正弦波。传统的谐波补偿装置是采用LC调谐滤波器，它既可补偿谐波，又可补偿无功功率。但其补偿特性受矿井供配电系统阻抗和运行状态影响，易和系统发生并联谐振，导致谐波放大，使LC滤波器过载甚至烧坏。另外，它只能补偿固定频率的谐波，效果不甚理想，但该装置结构简单，目前仍被广泛应用。电力电子器件普及后，运用有源电力滤波器进行谐波补偿将成为主要方法，有源滤波器的工作原理是从补偿对象中检测出谐波电流，然后产生一个与该谐波电流大小相等、极性相反的补偿电流，从而使电网电流只含有基波分量。这种滤波器能对频率和幅值都变化的谐波进行跟踪补偿，且补偿特性不受电网阻抗的影响。
参考文献：
[1]刘燕燕，亓跃峰、电网谐波危害分析及在煤矿生产中的应用[J]、现代电子技术， ， （18）、
供配电监控系统的设计分析 篇6
关键词：供配电；监测系统；功能；设计
供配电系统是电力系统发电、输电与用电客户连接的重要环节，在整个电力系统的安全运行中具有重要地位。随着电力技术的不断改革，电力能源在各企业生产中的应用越来越广泛，以石油企业为例，企业生产基本实现了自动化，这就提高了对供电质量的要求。为保证企业的安全生产，加强供配电系统的安全监控就成为必然。本文将对供配电系统的设计进行简要分析。
1 供配电系统及监控系统的重要性
1.1 供配电系统
供配电系统包括一次设备和二次设备，馈线、降压变压器以及各种开关属于一次设备，继电保护装置、自动控制装置、测量和计量仪表、通信以及控制装置则属于二次设备。自动化技术在供配电系统中的应用具有多项功能，如可实现对电网状态量、电度量的监测；出现故障后执行隔离操作，保护电网等。
1.2 监控系统应用
首先，有安全保障作用。供配电监控系统能帮助管理人员迅速、准确、及时的掌握配电站运行情况，当运行过程中出现突发状况，能够及时采取措施消除故障，提高电力系统的安全性和可持续性。
其次，具有提高经济效益作用。供配电监控系统投资性价比较高，一次投资，终身受益。能对供配电系统中的设备进行监测，发现问题，及时解决，防止问题进一步扩大，降低维修费用。
再次，具有高智能化，提升工作效率的作用。供配电系统能利用先进的通信技术和网络技术进行信息传输，实现对电力系统的综合监测，降低了管理人员和检修人员的劳动强度。
最后，监控系统具有存储数据资源和档案管理功能，管理人员可随时查看运行数据和历史数据，对于运行管理工作的改进具有重要意义。
2 供配电监控系统的设计
2.1 供配电监控系统结构及其功能分析
供配电监控系统由主站层、子站层和远程终端三部分组成，主站层是监控系统的首脑，主要作用为查询和显示数据；完成数据的输出和输出功能，实现上级和下级之间的信息沟通功能；子站层是监控系统的躯干，主要负责监控设备开关的管理工作、数据采集、监控功能、传输采集信息和上级指令；终端设备即为现场设备，主要功能是采集线路中的数字量和模拟量，显示、存储线路中的数据；故障出现时执行自我保护动作以及上级下达的其他指令。
2.2 技术选择
供配电网络分布面积广，集成式和分布式控制系统难以实现对各个电站进行实时监控，采用数据采集和监控系统（SCADA）可有效解决以上问题，系统内的数据采集设备被称为下位机，主要是从过程硬件采集实时数据信息；监控系统被称为上位机，主要是利用组态软件对过程数据进行实时监控。
系统技术线路方面，采用客户机/服务器（C/S）、浏览器/服务器（B/S）和实时数据服务器冗余解决方案实现综合自动化监控和调度指挥管理的功能。C/S模式可用在調度中心的各个监测监控系统操作站；B/S能实现调度管理，用于向管理网络发布生产运行界面。
2.3 供配电监控系统设计
2.3.1 主站层设计
主站层是整个监控系统的首脑，需要执行多项功能，因此，可根据功能需求设计为三层结构，最高层为控制中心，配有告警系统、告警查询、电能质量分析、系统管理、报表管理、线损分析以及其他增值服务；中间层为数据管理层，设置电能信息一体化管理平台，并设有接口，可与电力营销系统相结合；最下层为数据采集层，配有两套服务器，确保系统的可靠性。
2.3.2 子站层设计
子站是主站与终端设备之间的桥梁，在设计过程中要加强稳定性和安全性的重视力度。在科技发展的推动下，终端设备更新换代的频率越来越快，子站要具有较高的扩充性，使更多的终端设备能够接入；同时还要求较高的维护性、稳定性和安全性。子站层需具备数据采集、传输功能、数据保存功能、自动检测和恢复功能、事件记录功能。
2.3.3 远程终端层设计
远程终端（RTU）是安装在发电厂与变电站之间的一种监控设备，远程终端设备通过数字和模拟两种方式采集供配电设备的运行数据，然后将数据传输给子站层设备，同时执行子站层所发送的各项指令。
配电远程终端分为远方和本地功能，远方功能是指远程终端与子站之间的监控调度功能，主要通过远距离信息传输完成；本地功能是指通过自身或其连接方式实现对记录设备、显示设备的监控调度作用。
3 结语
供配电监控系统的主要功能是对所监测设备的运行状况进行数据采集，然后通过通信技术将采集数据传输给主站层，经分析后下达指令，确保各设备的安全运行。监控系统的应用不仅可减轻维护人员的工作强度，提高工作效率，还能降低设备故障引发的损失，具有较高的经济效益，因此具有很好的研究意义和应用价值。
参考文献：
[1]刘跃.区域供配电监控系统的设计与实现[D].电子科技大学，2013.
[2]李炯.基于PLC的供配电监控系统的设计[J].机电工程技术，2011，01：43-44+112.
[3]林振练.供配电设计中电力监控系统的应用[J].中国高新技术企业，2014，06：53-54.
民用建筑供配电可靠性研究探讨 篇7
一、民用建筑供配电系统及其可靠性
民用建筑供配电系统, 其构成主要是生产、分配、输送和消费, 从形式来看, 它又可以分为发电系统、输电系统、配电系统以及用户四部分。民用建筑供配电系统的可靠性主要是指电力系统按照其质量标准要求和民用电力的所需数量不间断地向用户提供电力电能。一般而言, 民用供配电系统主要包括供配电变电所 (站) 、一次配电线路、二次配电线路、配电变压器和继电保护装置等, 这些都是连接发电系统、输电系统与用电客户的重要环节。
可靠性主要是指一个设备、元件或者系统, 在预定的时间和条件下, 完成某项规定的功能之能力。作为一门边缘性的学科, 可靠性涉及到元器件的设计、运行维护、系统的可靠性评估以及可靠性和经济协调性等内容。民用建筑供配电系统的可靠性主要表现在发电系统的可靠性、输电系统的可靠性、配电系统的可靠性以及变电所中的电气主接线的可靠性。
二、民用建筑供配电系统的可靠性分析法
研究民用建筑供配电系统的可靠性, 首先要建立可靠性分析模型, 通过统计等手段来获取供配电设备的可靠性参数;再定量分析民用建筑供配电系统的可靠性模型, 从而得出对应的参数, 并在此基础上做出改善方案。目前而言, 最常用的供配电系统可靠性评估方法主要有三种, 即解析法、人工智能法和模拟法。
1、解析法。
所谓解析法, 主要是根据民用建筑供配电系统的结构、元件功能以及内在的逻辑关系, 建立的一个系统可靠性概率评估模型。再通过递推及迭代等程序, 精确地求解该模型参数值, 从而确定该系统的可靠性。
2、人工智能法。
所谓人工智能法, 主要是指通过仿效生物的处理模式, 来获取一些智能信息的处理功能, 将复杂问题简单化处理, 从而及时有效地解决了该系统中存在的各种难题。
3、模拟法。
模拟法又可以分成混合法与蒙特卡洛模拟法两种。蒙特卡洛模拟法, 主要是在已知的供配电系统元件可靠性的原始数据基础之上, 利用计算机来模拟可能出现的运行状态, 并从这些模拟试验状态中归纳出可靠性指标;而混合法则是蒙特卡洛模拟法与解析法的组合。它主要是利用蒙特卡洛法的随机模拟状态的转移过程, 通过解析法来确定该系统在模拟状态中的持续时间, 从而大大提高了系统的模拟效率。
三、加强民用建筑供配电可靠性的几点建议
当供电电源满足民用建筑电力负荷时, 供配电系统的可靠性显得至关重要。以下以最常见的由柴油发电机组与变压器共同构成的供配电系统为例, 提出几点建设性建议。
1、为了最大限度地利用柴油发电机组的功能, 平时居民建筑停电时, 它可以及时直接地供应一般性负荷的电能;柴油发电机组一般不设专用的母线, 它主要是与变压器低压侧共用一条母线。通过这一措施, 可以有效地保证建筑供配电的可靠性。
2、供配电线路的布设方式要根据民用建筑结构的要求、设备分布以及环境特点等因数进行确定, 应尽量避免热源、腐蚀物、灰尘聚集以及外来不利因素的影响。在供配电系统运行时, 应注意因冲击、建筑物伸缩以及沉降等外界应力的作用而造成的损害。民用建筑结构的消防用电设备, 应当布设专门的供电回路, 尤其是消防控制室、消防电梯、消防水泵、以及排烟风机等装置;应当在最末级配的电箱位置安装自动切换系统, 以保证该供配电线路的布设符合规范要求。在民用建筑电气的设计过程中, 地下室车库中的应急照明设备往往直接安装在车库的墙上, 而配电箱却没有采取任何的防火措施, 配电箱或周围突发火灾, 则配电箱很快就会被烧毁。因此, 除了供配电系统主要部分的可靠性考虑外, 还要加强配电箱等普通设备的可靠性保证。
结语
总而言之, 民用建筑供配电系统的可靠性关系着居民的生命和财产安全, 对维护社会的稳定具有至关重要的作用。因此, 我们只有不断加强民用建筑供配电系统的可靠性, 才能保证国民经济的健康发展。
摘要：近年来, 随着我国社会经济的飞速发展和城市化建设进程的不断加快, 民用建筑结构的数量在不断的增加。作为人民生产生活的重要保障, 供配电系统的可靠性显得至关重要。本文将对民用建筑供配电的可靠性进行分析, 并在此基础上提出一些建设性建议。
关键词：民用建筑,供配电,可靠性,研究
参考文献
[1]王宇:《民用建筑供配电设计的可靠性与经济性分析》, 《林业科技情报》, 2010 (03) 。
[2]陈伟民:《如何提高建筑电气设计的可靠性和经济性》, 《商品与质量:建筑与发展》, 2011 (07) 。
[3]赵建民:《民用建筑供配电系统》, 《科技致富向导》, 2011 (13) 。
供配电的可靠性 篇8
1低压供配电系统在高层建筑中的重要性
低压供配电系统在高层建筑中犹如给汽车提供动力的加油站, 任何用电设备设施, 包括人们的日常生活都离不开电力, 而低压供配电系统犹如传送带把电力从发电厂输送到变电站然后在通过供配电设备和技术输送到需要的地方。这是民生问题, 也是一项涉及到人民生产生活的安全问题, 同时也涉及到国计民生所依赖的基础资源, 无论是在商业化的大都市还是在山沟农村, 低压供配电系统的存在提高了产品质量, 降低了劳动成本, 减轻工人的劳动强度, 推动了生产的自动化进程, 促进了经济发展。
2精细的设计以保障高层建筑的用电安全
一、二类高层建筑用电中的消防负荷, 包括公共部位的应急照明和疏散指示、消防控制室、消防泵、喷淋泵、排烟风机、加油压风机、电梯等, 分别属于一、二类负荷。
普通照明、空调等用电属于三类负荷。
负荷计算一般采用需要系数法, 按照《民用建筑电气设计规范》JGJ16-2008确定需要系数及功率因数, 以此来计算大楼的总功率, 用于确定无功功率补偿量及变压器容量, 在民用建筑低压侧无功功率补偿后, 功率因数应达到零点九零以上, 一般在计算时按达到零点九二来计算。
在“安全、节约、可靠”的原则下, 在低压供配电系统设计中, 一般采用树干式与放射式相结合的配电方式。
2.1供电电源
10KV市政电源引至高低压变配电室, 10KV配电系统一般单母线运行, 设计两台容量相近的变压器, 电力正常工作运转时, 同时供电, 互为备用, 当一路出现故障问题时, 另有一路电源供全部负荷, 继续使用, 不影响人们的生活和生产。
低压供配电系统母线段盘踪复杂、种类繁多, 在施工前期, 母段必须有标准化的零件库存, 这样方可让专业人士迅速完成作业。
后期的电缆安装则是一项较为困难的工作, 由于单根电缆较为沉重, 电缆的特性弯曲半径要求, 需要更多的安装空间, 需要多名施工人员共同协作, 方可完成。为此我们要进行一定的线路优化, 这样可以节约了工程的造价, 也易于维护。
2.2供电线路安全的设计。
低压供配电系统设计中, 应考虑建筑物的特性要求、用电设备、线路分布、环境特征来确定线路敷设方式, 保证供电线路的安全可靠性。外部应避免客观环境所产生的热源及灰尘聚集、腐蚀或污染物对布线排线系统带来的不良的影响。防止在敷设及使用过程中因受冲撞振动、建筑物的伸缩、沉降等各种外界应力作用而带来的损害。
消防用电应采用专用的供电回路, 消防控制室、消防水泵、消防电梯、防排烟风机等的供电, 应在最末一级配电箱处设置自动切换装置, 其配电线路敷设应符合有关规范的要求。
3结语
将低压供配电系统的可靠性和安全性的问题作为关键, 是因为在设计当中, 低压供配电系统设计是建筑工程中的一项重要环节, 不仅要能够保证供配电系统的可靠, 同时也要保证线路的安全, 这需要相关专业的电气设计人员更加努力的学习完善并借鉴一些先进的设计经验提升自己的专业水平, 从而将建筑供配电系统的设计做得更加科学完善, 才能使建筑低压电气配电系统的设计不断优化, 更好地顺应时代的发展。在低压供配电系统设计过程中还值得关注的安全措施方面, 改进供配电系统的漏电及防雷设施, 减少高次谐波的分量。此外, 在选择电气设备时, 应该选取安全可靠性比较高、标准技术比较先进的产品, 确保提高供电系统电力供应的安全系数, 在满足人们用电的同时保证国家经济的发展。
摘要：低压供配电系统犹如高层建筑中的神经枢纽, 对于整个高层建筑来说异常重要。在高层建筑的低压供配电系统设计应用中, 往往会由于客观条件因素引起安全性问题, 因此低压供配电系统的设计应当得到相关人员的高度重视。本文旨在针对低压供配电系统在高层建筑电气设计中的可靠性探讨, 为高层建筑低压供配电设计提供可实施的参考。
关键词：低压供配电系统,高层建筑,设计
参考文献
[1]曾德慧.高层建筑低压配电系统漏电的火灾危险性及其防范措施研究[J].科技信息, 2010 (29) .
[2]秦红梅.高层建筑电气设计中有关消防设备的设置与控制等问题的探讨[J].中华民居, 2013年 (11) .
[3]施振华, 李军.建筑给排水工程设备技术与施工措施分析[J].城市建设理论研究, 2013 (09) .
[4]梁伟远.关于高层建筑中低压供配电系统设计安全性的探讨[J].城市建设理论研究, 2013 (14) .
供配电的可靠性 篇9
1 电气设备的可靠性
高层建筑的供配电系统对保证建筑使用安全至关重要。随着建筑业的发展, 高层建筑已经不拘泥于满足使用功能, 而已经成为城市规划中的一部分, 而且随着人们生活水平的提高, 对建筑电气设备也提出了更高的要求, 相应地供配电系统运行压力也就越来越大。目前的高层建筑不仅纵向跨度大, 而且建筑结构也趋于复杂化[1]。电梯是高层建筑不可或缺的电气设备, 且商用高层建筑以及写字楼都安装有中央空调, 加之建筑用户所需要的各种电气设备等等, 这些都需要依赖于电能才能够有效运转。特别是现行的高层建筑, 为了做到美观而实用, 往往在设计上推陈出新, 这就给设置配电系统工作带来了诸多的难题。随着建筑电能使用量的增加, 考虑到高层建筑低压供配电系统的安全可靠运行, 就需要对系统设计优化, 并对其运行功能不断地改善, 以提高低压供配电系统的运行效率。
2 供配电系统运行可靠性分析
2.1 供配电线路的可靠性分析
高层建筑运行中对电力负荷具有很高的要求, 确保配电线路的可靠性是非常重要的。在敷设配电线路的时候, 要考虑到建筑功能和运行特点, 建筑中各种电气设备的安装情况以合理布线, 确保配电线路不会受到高温影响, 也不会被灰尘所污染, 更需要注意线路要远离腐蚀性质的物质。此外, 还要注意线路敷设的过程中, 要考虑到建筑物的伸缩以及外在冲击力而导致的损伤[2]。高层建筑物的一些用电设备所使用的专用线路, 诸如消防设备、电梯设备等等, 在进行配电线路设计的时候, 要更多地从安全角度考虑供电回路。比如, 消防用电设备的构成为消防控制室、排烟机、消防水泵等等, 在敷设配电线路的时候, 要安装自动切换装置。现代的高层建筑都设计有地下车库, 车库中安装有应急照明系统。配电系统就安装在车库的墙上, 如果配电系统没有安装防水设施, 一旦有火灾发生就会被烧毁, 所以, 配电箱要安装在配电间中, 以确保急照明系统安全可靠地运行。
2.2 供配电系统主接线的可靠性分析
低压供配电系统中, 由于安装有很多的系统主线设备, 主线所发挥的作用至关重要。供配电系统本身就设计复杂、操作繁琐, 如果这些设备在运行中产生故障, 就会对整个的低压供配电系统的运行效果产生负面影响。所以, 低压供配电系统多为集成设计, 以对系统主线设备优化配置。为了确保所有的主线设备处于安全稳定的运行状态, 就要在设计低压供配电系统主接线的时候, 采用380伏电压电源或者380伏电压电源的交流放射供配电形式以及树干式供配电形式进行设计, 且要高度重视细部的主线路设计[3]。对于高层建筑的普通照明, 在供配电线路的设计上, 采用流放射供配电形式与树干式供配电形式相结合的主接线方式为宜。如果高层建筑的电气设备采用集中性的负荷, 在供配电的主接线方式上, 可以选择流放射供配电形式即可。
2.3 供配电设备可靠性分析
高层建筑所安装的供配电设备要有限选择技术先进的设备, 以使得设备运行中具有较高的可靠性, 同时确保低压供配电系统持续性地处于安全运行状态。比如, 在对变压器继电保护装置进行选择的时候, 要选择智能化设别, 以其较高的自动化程度确保错相保护自动分合闸所具备的功能能够充分发挥出来, 提高低压供配电系统运行的可靠性。在选择变压器的时候, 要充分考虑到低压供配电系统的运行环境和运行情况。由于电气设备容易引发火灾, 所以, 在变压器的选择上, 要求其具有良好的防火性能。箱型干式变压器所使用的绝缘材料具有良好的防火性能, 其不容易燃烧, 即便是雷电天气, 也不会引发火灾。另外, 箱型干式变压器防潮性能良好, 具有较强的抗污染性能, 即便是在恶劣的条件下也可以运行, 所以, 安装在低压供配电系统上是非常合适的, 对火灾起到了一定的预防作用, 即便是不慎而引发火灾, 也能够最大程度地降低由于火灾而造成的损失。
3 结束语
综上所述, 高层建筑建设中, 电气设计是重要的部分。高层建筑中电气设备很多, 而且施工复杂, 同时还增加了电能负荷。低压供配电系统作为电气设计的核心环境, 其是否能够安全可靠地运行, 直接关乎到电气设备的功能是否能够得以充分发挥。文章强调电气设备的可靠性是保证高层建筑用电安全的关键, 针对电气设计中低压供配电系统的运行可靠性的相关问题展开研究。
摘要：高层建筑的电气设计中, 要确保电气系统持续而稳定地运行, 低压供配电系统起到了核心的作用。如果在电气施工中, 低压供配电系统的施工质量无法保证, 就会导致建筑电气设备使用中存在安全问题。特别是高层建筑, 所安装的电气设备不仅数量多, 而且类型复杂, 这就需要在电气设备施工中对低压供配电系统以高度重视, 提高其运行可靠性。文章针对高层建筑电气设计低压供配电系统的可靠性进行分析。
关键词：高层建筑,低压供配电,电气设计,可靠性
参考文献
[1]景国秀.住宅小区建筑电气与智能化控制系统的设计[D].南昌大学, 2013.
[2]李忱涛.高层商住楼的电气照明设计与研究[D].长安大学, 2012.
供配电的可靠性 篇10
武汉新城国际博览中心展馆项目总建筑面积约46.6万m2,其中底层建筑面积约28.1万m2,二层展馆建筑面积约18.5万m2。展馆层由12个140×72m矩形展馆和10个三角形连接体围合而成,其直径约726m,净展馆面积约13万m2,可提供7400个国际标准展位。二层室外展场平均宽度约80m,可提供约6万的室外展馆面积。底层为停车库、商业用房和设备用房。建筑物主体高度27.5m,除二层部分为钢结构外,其余为钢混结构。本建筑耐火等级一级,属一类防火建筑物。
2 负荷分级及供电电源
本工程属一类高层特大型建筑,其保安监控系统,火灾自动报警及联动控制设备、自动灭火系统、消防控制室、消防水泵、消防电梯、防火卷帘、防烟排烟设施、加压风机、应急照明、疏散指示标志和电动的防火门、窗、卷帘、阀门等消防用电以及重要的计算机系统属一级负荷,其中保安监控系统、管理用电子计算机系统和消防用电设备为一级负荷中的特别重要的负荷(应急负荷)。展览用电及展示区的正常照明、排水泵等属二级负荷。普通照明及动力负荷则为三级负荷。
根据展馆的负荷特性,正常情况下要求双回路电源同时供电,各带约50%的负荷,互为备用,当一个电源故障停电时,另一个电源能承担全部负荷。当两个正常电源同时故障停电时,上述特别重要的负荷将由应急电源自启动柴油发电机等供电。
3 负荷计算
本工程设备总安装容量为41991kW,其中10kV设备安装容量为9307kW,220/380V设备安装容量为32684kW(其中消防设备安装容量为5182kW)。除消防负荷外,220/380V负荷经无功补偿(补偿容量9600kVAR)后,计算负荷为24499kVA,选取平时用变压器18台,变压器总容量为31400kVA,平均负荷率为78%。另选取消防专用变压器1台、容量为1000kVA。自启动柴油发电机5台,每台常用功率为800kW,备用功率为880kW。
4 变配电所的设置
根据变配电所深入负荷中心和减小低压配电半径的原则,整个工程设置六座10kV变配电所,见图1。1#～4#变配电所分别向1#～3#、10#～12#、4#～6#、7#～9#展馆及相对应的底层部分供电,5#变配电所是消防泵房的专用变配电所,6#变配电所是冷冻站的专用变配电所。
各变配电所变压器容量选择结果如下:1#、2#变配电所变压器容量为1600 kVA×4=6400kVA;3#变配电所变压器容量为1600 kVA×3+2000 kVA×1=6800kVA;4#变配电所变压器容量为1600 kVA×3+2000 kVA×1=6800kVA;在1#~4#变配电所内均设置4台变压器,其中3台分别供给3个展馆专用,另1台供给相对应的一层停车库、商业用房以及二层公共场所用电。在消防水泵房旁设置5#变配电所,变压器容量为1000kVA;在冷冻站旁设置6#变配电所,负荷为14307kVA,其中10kV电机负荷为9307kW,另设变压器容量为2500 kVA×2=5000kVA。另外在1#
5#变配电所旁各设置一台自启动柴油发电机,每台常用功率为800kW,备用功率为880kW。
5 10kV供配电系统
由附近市政110kV变电站不同母线段分别向1#、2#、3#、4#、6#变配电所各提供两路10kV电源(其中5#变配电所10kV电源由3#变配电所转供),除6#变配电所外任一路电源均能负担全部负荷。各变配电所10kV配电系统接线方式采用单母线分段、设母线联络开关。平时两路电源同时供电,分列运行,互为热备用。当一路电源故障时,通过手/自动(母联BZT)操作联络开关,由另一路电源负担全部负荷;6#变配电所当一路电源故障时,通过手动(母联BZT)操作联络开关,由另一路电源给事故段母线上需继续运行的机组供电,但总负荷不能超过设定值。两路进线柜与联络柜加电气联锁,只允许其中两个开关合闸。5#变配电所两路电源由3#变配电所转供,一用一备,进线开关设电气及机械联锁,详见图2。
6 220/380V供配电系统
1#~4#变配电所低压配电系统是由不同10kV母线段供电的每两台变压器结成低压单母线分段系统组成的,两段母线均分成一般负荷母线段和应急负荷母线段。一般负荷母线段之间设母联断路器,一般负荷母线段和应急负荷母线段之间再与柴油发电机进线设互投开关,详见图2。在1号、2号变压器之间及3号、4号变压器之间组成单母线分段系统,平时低压为母线分列运行,当一台变压器故障时,联络断路器可根据需要手动或自动投入,由另一台变压器供给两段母线重要负荷用电。两台主进线断路器与联络断路器设电气联锁,任何情况下只能合其中的两个断路器。
当城市电网的两回电源停电后,柴油发电机作为应急电源接入应急母线段,确保应急负荷可靠供电。应急电源与正常电源采取双电源机械电气闭锁互投方式防止并联运行。
5#变配电所是消防水泵专用的变配电所,由两路10kV专用回路一用一备供电,并设置一台柴油发电机为第三电源作备供、与变压器低压侧出线采用机械电气联锁互投开关并接在低压母线上,直接给各类消防泵配电,详见图3。
6#变配电所是冷冻站专用的变配电所,高压冷冻机由10kV系统直接供电,两台变压器之间组成单母线分段系统,平时低压母线分列运行,当10kV进线一路故障或一台变压器故障时,低压联络断路器可根据需要手动或自动投入,由另一台变压器供给两段母线大部分负荷用电。两台主进线断路器与联络断路器设电气联锁,任何情况下只能合其中的两个断路器。详图4。
7 电力配电系统设计
低压配电系统接地形式采用TN-S系统。
对展览用电负荷采用放射式与树干式相结合配电,由变配电所采用预制分支电缆通过展厅主沟-次沟至每个展位箱供电。
消防控制室、消防电梯、防烟排烟风机、应急照明、计算机设备、电话机房、变配电所用电等消防负荷和特别重要负荷采用双回路专用线路供电,并在最末一级配电箱处设置双电源自动切换装置。
其他电力设备和照明配电箱采用放射式或树干式配电。冷冻机和水泵等大容量设备均采用放射式配电方式供电。
8 对供电可靠性的分析
以1#变配电所为例试分析一下其供电可靠性,从图2可见正常情况下两路10kV电源同时供电,两段10kV母线分列运行、各带约50%的负荷,互为备用。当一路电源故障停电时,其进线开关断开,这时母联开关可人工或自动闭合,由另一路电源承担全部负荷。
低压系统正常情况下也是母线分段分列运行,当一台变压器故障或检修时,可以将母联开关人工或自动闭合,由另一台变压器供给两段母线重要负荷用电。若有必要,还可以人工启动柴油发电机,通过机械电气互锁双投开关对重要负荷(展馆照明等)单独供电(此处按规范采取了防止并列运行的措施)。
当两路10kV电源同时故障停电时,特别重要的负荷(应急负荷)和重要负荷将由自备应急电源自启动柴油发电机供电。若此时又发生火灾,通过火灾报警系统联动模块动作将重要负荷的联络开关断开,以确保消防负荷得到可靠供电。
通过以上分析可以看出:本供配电系统以市电为第一、二电源,柴油发电机等为第三电源,在运行方式具备充分灵活性的前提下,无论遇到任何故障都能完全满足相关规范对各级负荷供电措施的要求,确保了展馆的供电可靠性。
参考文献
[1]中国航空工业规划设计研究院.工业与民用配电设计手册第三版[M].北京:中国电力出版社,2005.
[2]中国建筑标准设计研究所.全国民用建筑工程设计技术措施[M].北京:中国计划出版社,2009.
供配电的可靠性 篇11
摘要 在工业建设的过程中，良好的工业供配电是保障工程建设得以顺利开展的重要基础。而在工业供配电设计的过程中，往往因为实际情况的影响而存在一定的困难，对此，就需要我们能够以针对性的方式对其解决。在本文中，将就工业供配电设计中的若干问题进行一定的研究与思考。
关键词：工业供配电设计；若干问题；思考；
1 引言
近年来，我国的工业建设得到了蓬勃的发展。而在这个过程中，电能是工业建设过程中不可缺少的一部分。对此，就需要我们能够做好工业的供配电设计工作，并以此保障工业各项工作的顺利开展。
2 工业供配电设计的常见问题
2.1 变电所主线设计
在我们对工业开展配电设计工作时，对于企业总降压的变电站需要对其所需负荷进行资质的计算，并以企业车间的负荷需求为基础，通过用电负荷类别的不同以及负荷的计算量为依据，对我们配电过程中变压器的运行方式以及总台数等容量进行设计。而在设计的过程中，也需要将设计的经济性、安全性、可靠性以及灵活性作为我们的设计理念，从而能够更方便我们后续对其进行安装与维护。
2.2 变电站电压系统设计
在我们对工业配电体系进行设计时，首先需要从技术以及经济性这两个方面对我们的配电电压系统进行设计，并在此基础上对于处于总降压区域的电站位置进行更为全面的考虑，并以此来设计出一定数量的配电网方案。同时，在对不同方案进行设计时也需要能够对导线的截面以及电压损失情况进行计算，并对不同的方案从基础投资量、运转费用以及电压损耗等多个方面进行对比，从而能够从中选取出最优的设计方案。
2.3 防雷装置设计
在对工业配电进行设计的过程中，其中的另一个关键点就是防雷装置的设计。首先，我们需要根据企业周围的地质环境对所要应用的防雷装置以及设备等进行设计，对于防直击的设备我们应当能够对需要保护的范围开始计算，并在此基础上对于出现反击现象的空间距离进行计算。而在对避雷装置进行设计时，则需要从避针的相关参数入手，对于相关防雷装置的不同规格以及型号等进行选择，并在多方考虑之后对最终的接线位置进行确定。另外，在我们对防雷装置进行设计时，还需要对接地电阻、频放电或避雷灭弧电压、安装最大范围等检验计算步骤引起充分的重视，从而能够使我们获得更优的设计。
3 工业供配电设计的优化措施
3.1 配电系统优化
在我们开展工业供配电设计的过程中，对于核心电路系统结构的设计是最为关键的一项工作，而对系统结构的设计还同整个供配电系统所具有的电气主接线、设备型号以及运行方式等具有非常密切的关系。同时，该部分设计的好坏还将对配电系统未来是否能够稳定运行也会产生较大的影响，需要我们能够对其引起充分的重视。通常来说，在企业变电所配电室设计方面根据其形式的不同而分为单、双以及三层这几种形式。而我们在对配电装置进行实际布置时非常重要的一项根据就是对于电力系统相通的电气以及导体来说必须能够在同一个范围中进行布置，并与此同时能够对相关故障可能影响的范围进行限制，以此来最大程度的保障检修工作的安全开展。同时，还需要能够做好设计的对称性布置，并以此来减少我们可能误操作的概率。而在变电所中部设计电源以及下层重型设备等方面的设计中，则需要保证母线经过的电流值不要过大，从而能够更好的方便电力人员对其进行检修与维护。
3.2 防雷设计优化
对于工业供配电设计来说，最为关键的一项工作就是在配电系统中防雷设备的安装以及避雷线的架设。这一环节不但非常重要，而且该工作所需要的投资成本也较高。对此，对于普通的供配电线路来说其只需要在35kV线路的供电线路部分安装防雷设备以及避雷线，而对于10kV以下的线路来说，在没有特殊情况下则不需要安装类似设备。而我们在对室外配电装置进行设计时，也需要能够在高处安装避雷针，而在此时也需要我们能够联系周围的环境，如果附近的建筑物都安装了防雷设施，那么在避雷针安装完毕之后则不需要再进行其它避雷设计。另外，在我们对避雷器进行安装时应当以高压侧装的方式进行，從而以此在对主变压器进行维护时不会因为雷电情况的高压冲击而损坏电站中的设备。
3.3 电气设备设计
电气设备同地面进行连接的工作我们称之为接地设计，而在供配电设计的过程中，埋入到接地的金属体我们则称之为接地体或者接地极，而当其能够以直接的方式同地面接触的金属以及建筑钢筋等装置我们则称之为自然接地体。在系统设备以正常的方式运行的过程中，接地线以及接地体是不会载流的，而如果系统出现了故障，那么则会在故障发生后在系统中发生接地电流。而在我们实施供配电的过程中，接地体会同地面连接成为一个整体，而在我们的设计阶段，接地线通常在不同的区域位置使用多于2根导体连接接地网。
同时，在我们对配电系统进行设计的过程中，电能控制室的静电地板也是需要我们重点设计的部分，其通过光带的应用照明，并且在静电地板下对接地支线进行铺设。同时，还需要对照明室内以及室外的电路回路进行分隔、并保持一定的距离，并在回路相同的情况下再对使用开关进行设计。而在工业设计方面，在配电室建设时其底层则需要留一道电缆沟，并在配电室第二层进行局部的电缆架空，配电室第二层层高注意保持在250mm至300mm的高度来对电缆进行放置。而在无特殊情况时，电站也不需要做电缆架空层，而是可以在电缆数量较大、且对单层结构进行设计时可以在其中设置一个电缆沟，并保持其厚度在1m以上。
4 结束语
总的来说，电能对于我国的工业发展具有积极的意义，需要我们能够对其引起充分的重视。在上文中，我们对于工业供配电设计的若干问题进行了一定的研究，而在我们实际开展供配电设计的过程中，也需要能够充分的联系实际环境，从而以更具针对性的供配电设计保障工业的顺利进行。
参考文献
[1]张冰，许立国.浅析供配电设计中电力监控系统的作用[J].黑龙江科技信息.2011（07）：28-28.
[2]刘玮.建筑供配电设计中应急电源EPS的应用[J].中国西部科技.2011（09）：36-36.