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摘要:对当前服务区变配电装置的建设方法进行了分析对比,提出了比较合理的设计原则。
关键词:服务区;变配电装置;优劣对比
中图分类号:U492
文献标识码:A
文章编号:16723198(2009)20016601
1引言
目前,我们高速公路一般远离城区修建,其服务区所用电源就近取电,采用四周的农业或民用电。所用电源从四周地区的10KV高压电网引到配电房中,经主变压器变压后供给380/220V电压,然后再由低压配电柜及输配电线路送到相关用电设备。为保证在外部农业或民用电因故中断后,高速公路治理系统的重要设备能够正常工作,高速公路的供配电系统需采用双电源供电。一般采用柴油发电机组发电作为市电的备用电源,能够在停电后的10-15秒内自动启动柴油发电机组发电并经双电源开关自动切换,确保向重要负荷供电。
当前服务区内变配电工程常用的方案有两种,一种是在服务区的一侧设立配电房,内有高低压配电柜、变压器、柴油发电机组等设备,在另外一侧不设配电房,仅在场区内设置两台总配电柜(一台供普通负荷用电,另一台供一、二级负荷用电),通过两路干线电缆将配电房内380V电源引至总配电柜,再由总配电柜分配线路至各个用电终端。另外一种做法是在服务区两侧各设一个配电房,每个配电房都有一套独立的系统,包含高低压配电柜、变压器、柴油发电机组等设备,由场区内配电房对本场区用电终端进行供电。现在我们来比较一下这两种方案的优劣。
2变配电装量的两种方案对比
我们以工程中的实例为样本,从技术性、经济性、检修维护等方面对采用两种不同方案的优劣来加以对比。
我们以河南省安阳至南乐段高速公路周太保服务区为例,周太保服务区占地总面积142亩,总建筑面积8796平方米,分南北两侧,两侧占地面积和建筑面积基本一致。通过计算,单侧三级负荷的计算功率为256KW,一、二级负荷的计算功率为191KW。如果采用第一种方案,只在一侧设置配电房的话,配电房内需要设置一台1000KVA的干式变压器以及一台350KW的柴油发电机组才能满足服务区总用电的需求,同时,对于没有设置配电房的那一侧服务区的用电需求,需要从配电房低压柜敷设两条380V的干线电缆至另一侧的两台总配电柜,从配电房至另一侧总配电柜的距离为400米,考虑国家规范中对远距离输电线路的压降要求和电缆需要承载的电流量,
电压损失=∑(P×L)/(C×S)
P:电路总功率(KW);
L:电源距负荷的距离(m);
C:材料系数 (380V时,铜取77,铝46.3);
S:导线截面积(mm2)。
通过计算,分别采用YJV22-0.6/1,3(2×185)+1×185mm2和YJV22-0.6/1,3×240+1×120mm2的铠装电缆。如果采用第二种方案,在两侧各设置配电房的话,每侧分别需要一台500KVA的干式变压器以及一台200KW的柴油发电机组,同时,因为一个服务区两侧只有一个10KV高压电下线点,所以需要从下线处配电房出一路高压电源去另一侧的配电房,此高压电源线采用高压电缆在场区内敷设,电缆长度450米,考虑一定的裕量和电缆的机械特性,采用YJV22-10,3×70mm2的铠装电缆。结合两种方案的不同我们来做一对比分析:
2.1技术性比较
就目前来说,这两种方案都使用过,通过合理设计都可以满足国家规范以及设备运行要求,不过通过对比,还存在一定的差别。差别主要体现在功率损耗和压降损失上,第一种方案因为去另外一侧的电源线采用380V低压电缆,且线路敷设距离过长,运行中发现往往需要比实际计算出来的导线截面积放大一级后才能满足压降损失的要求,同样因为距离过长,线路上损失的功率也比较大,而采用第二种方案后,因为去另外一侧的电源线采用10KV高压电缆,通过导线的电流相比小了很多,线路上损失的功率也比较小,也不存在因避免压降损失而造成导线截面积增大的不足,缺点是增加了变压器的损耗,不过相比线路损耗要小,且可以通过采用新式低损变压器弥补。
2.2经济性比较
两种方案相比,投资额上的区别主要体现在变压器、高低压设备、电源导线以及配电房建设上面,通过列表比较:
从表中可以看出,第二种方案初次投资(不包含运营中电费和检修维护费用)略大于第一种方案。
2.3施工难度比较
第一种方案与第二种方案相比因为电源干线有两根且导线截面积很大所以施工难度要大于第二种方案,但是少建一座配电房,所以工程量要小于第二种方案,两种方案都需要有导线穿越主线高速公路,这个是建设过程中都无法避免的难点,需要与主线施工单位配合施工。总的来说,两种方案的施工难度基本相当。
2.4检修维护简易性比较
第一种方案与第二种方案相比,在后期检修维护上第二种方案因为服务区两侧是两个各自独立的系统,相互影响很小,不象第一种方案变压器出现故障会引起两侧同时停电,所以从可靠性上来说第二种方案要优于第一种方案,同时,从后期增加不可预定负荷的观点出发,第二种方案更容易实现,后期检修维护也相对要简单容易的多。
3结语
通过以上对比分析可以看出,第二种方案相对来说是更合理的,当然,第一种方案也是有它存在的客观性的,那就是对于早期高速公路建设时期,因为服务区的建筑规模很小,单侧总的用电量往往不超过200KW,在电源导线上的投资远小于配电房的投资,在那样的条件下分开设置配电房就比不上共用一座配电房合理了,所以对于高速公路服务区变配电装置的设置原则上,我们可以灵活的选择设计方案,在服务区建筑规模大、用电量多,尤其是需要预留用电负荷或分期建设的时候选择第二种方案是合理的,反之,在服务区建筑规模小、用电量少的情况下,可以选择第一种方案。
关键词:服务区;变配电装置;优劣对比
中图分类号:U492
文献标识码:A
文章编号:16723198(2009)20016601
1引言
目前,我们高速公路一般远离城区修建,其服务区所用电源就近取电,采用四周的农业或民用电。所用电源从四周地区的10KV高压电网引到配电房中,经主变压器变压后供给380/220V电压,然后再由低压配电柜及输配电线路送到相关用电设备。为保证在外部农业或民用电因故中断后,高速公路治理系统的重要设备能够正常工作,高速公路的供配电系统需采用双电源供电。一般采用柴油发电机组发电作为市电的备用电源,能够在停电后的10-15秒内自动启动柴油发电机组发电并经双电源开关自动切换,确保向重要负荷供电。
当前服务区内变配电工程常用的方案有两种,一种是在服务区的一侧设立配电房,内有高低压配电柜、变压器、柴油发电机组等设备,在另外一侧不设配电房,仅在场区内设置两台总配电柜(一台供普通负荷用电,另一台供一、二级负荷用电),通过两路干线电缆将配电房内380V电源引至总配电柜,再由总配电柜分配线路至各个用电终端。另外一种做法是在服务区两侧各设一个配电房,每个配电房都有一套独立的系统,包含高低压配电柜、变压器、柴油发电机组等设备,由场区内配电房对本场区用电终端进行供电。现在我们来比较一下这两种方案的优劣。
2变配电装量的两种方案对比
我们以工程中的实例为样本,从技术性、经济性、检修维护等方面对采用两种不同方案的优劣来加以对比。
我们以河南省安阳至南乐段高速公路周太保服务区为例,周太保服务区占地总面积142亩,总建筑面积8796平方米,分南北两侧,两侧占地面积和建筑面积基本一致。通过计算,单侧三级负荷的计算功率为256KW,一、二级负荷的计算功率为191KW。如果采用第一种方案,只在一侧设置配电房的话,配电房内需要设置一台1000KVA的干式变压器以及一台350KW的柴油发电机组才能满足服务区总用电的需求,同时,对于没有设置配电房的那一侧服务区的用电需求,需要从配电房低压柜敷设两条380V的干线电缆至另一侧的两台总配电柜,从配电房至另一侧总配电柜的距离为400米,考虑国家规范中对远距离输电线路的压降要求和电缆需要承载的电流量,
电压损失=∑(P×L)/(C×S)
P:电路总功率(KW);
L:电源距负荷的距离(m);
C:材料系数 (380V时,铜取77,铝46.3);
S:导线截面积(mm2)。
通过计算,分别采用YJV22-0.6/1,3(2×185)+1×185mm2和YJV22-0.6/1,3×240+1×120mm2的铠装电缆。如果采用第二种方案,在两侧各设置配电房的话,每侧分别需要一台500KVA的干式变压器以及一台200KW的柴油发电机组,同时,因为一个服务区两侧只有一个10KV高压电下线点,所以需要从下线处配电房出一路高压电源去另一侧的配电房,此高压电源线采用高压电缆在场区内敷设,电缆长度450米,考虑一定的裕量和电缆的机械特性,采用YJV22-10,3×70mm2的铠装电缆。结合两种方案的不同我们来做一对比分析:
2.1技术性比较
就目前来说,这两种方案都使用过,通过合理设计都可以满足国家规范以及设备运行要求,不过通过对比,还存在一定的差别。差别主要体现在功率损耗和压降损失上,第一种方案因为去另外一侧的电源线采用380V低压电缆,且线路敷设距离过长,运行中发现往往需要比实际计算出来的导线截面积放大一级后才能满足压降损失的要求,同样因为距离过长,线路上损失的功率也比较大,而采用第二种方案后,因为去另外一侧的电源线采用10KV高压电缆,通过导线的电流相比小了很多,线路上损失的功率也比较小,也不存在因避免压降损失而造成导线截面积增大的不足,缺点是增加了变压器的损耗,不过相比线路损耗要小,且可以通过采用新式低损变压器弥补。
2.2经济性比较
两种方案相比,投资额上的区别主要体现在变压器、高低压设备、电源导线以及配电房建设上面,通过列表比较:
从表中可以看出,第二种方案初次投资(不包含运营中电费和检修维护费用)略大于第一种方案。
2.3施工难度比较
第一种方案与第二种方案相比因为电源干线有两根且导线截面积很大所以施工难度要大于第二种方案,但是少建一座配电房,所以工程量要小于第二种方案,两种方案都需要有导线穿越主线高速公路,这个是建设过程中都无法避免的难点,需要与主线施工单位配合施工。总的来说,两种方案的施工难度基本相当。
2.4检修维护简易性比较
第一种方案与第二种方案相比,在后期检修维护上第二种方案因为服务区两侧是两个各自独立的系统,相互影响很小,不象第一种方案变压器出现故障会引起两侧同时停电,所以从可靠性上来说第二种方案要优于第一种方案,同时,从后期增加不可预定负荷的观点出发,第二种方案更容易实现,后期检修维护也相对要简单容易的多。
3结语
通过以上对比分析可以看出,第二种方案相对来说是更合理的,当然,第一种方案也是有它存在的客观性的,那就是对于早期高速公路建设时期,因为服务区的建筑规模很小,单侧总的用电量往往不超过200KW,在电源导线上的投资远小于配电房的投资,在那样的条件下分开设置配电房就比不上共用一座配电房合理了,所以对于高速公路服务区变配电装置的设置原则上,我们可以灵活的选择设计方案,在服务区建筑规模大、用电量多,尤其是需要预留用电负荷或分期建设的时候选择第二种方案是合理的,反之,在服务区建筑规模小、用电量少的情况下,可以选择第一种方案。