供配电系统变压器配置与高低压供配电方式

方明明

摘  要：随着我国经济的发展与科技的进步，供配电系统中的变压器配置以及高低压供配系统在其经济适用性与安全系数方面的性能逐渐提高，此外，随着电气自动化技术在供配电系统中的全面应用，高低压供配电系统也越来越智能化。该文对供配电系统变压器的配置以及负荷的分布、高低压供配电系统在实际应用中的应用情况进行分析，并就其中存在的技术问题进行探讨。

关键词：高低压供配电;变压器;供配电系统

中图分类号：TM72                   文献标志码：A

0 引言

近年来，随着我国科技与经济的迅速发展，人民群众对于居住环境的舒适性、安全性的要求也逐渐提升，为了满足人民群众的基本需求，电力企业需要结合客观条件对供配电系统的高低压配电方式以及供配电变压器配置进行优化，强化其可靠性、安全性，进而保证供配电系统的安全运行，推动电力工程的进步，保证电力企业的可持续发展，为我国的现代化经济建设提供支持。

1 供配电系统概述

供配电系统主要对高压供电系统、低压配电系统以及供配电系统变压器、备用发电机等相关设备的状态、系统电流电压、功率等参数进行监测与控制。其主要通过供配电系统的相关设备上的传感器（包括电压、电流、电能、温度传感器）与开关设备辅助触头上的脚导对信号进行感应与输出，通过信号变送器，将信号输出为统一的直流参数，再将其输出到计算机的监控设备中。通过电气自动化设备的应用，供配电系统变电所实现无人值守、系统的监测、控制、分析以及处理全部由计算机自动化处理，进而减少了供配电系统工作人员的工作量，提高了供配电系统的安全性，对供配电系统负荷分布进行了合理调配，节省了大量人力资源和能源。

2 供配电系统的用电负荷分布与变压器配置

在供配电系统中，用电负荷大概分为几类，主要包括空调用电负荷、动力用电负荷、电热用电负荷以及照明用电负荷。

随着空调设备的广泛应用，在大多数的高层建筑中，每间楼房几乎都配备了空调设备，因此，空调用电负荷是用电负荷中最重要的一部分。在高层建筑中，空调设备的冷热源设备通常被设置于建筑的地下室等下部分空间，因此，空调用电负荷大部分也集中在建筑的下部。

在一般建筑中，动力用电负荷在用电负荷中占比比较小，但在现代高层建筑中，人的数量扩增数倍不止，动力负荷中的电梯用电负荷随之大大增加，水泵容量也随之增长，动力用电负荷在用电负荷中的所占比例也水涨船高。动力负荷中的水泵等主要用电设备一般也设置于建筑的下部分。

除此之外，电热用电负荷与照明用电负荷一般是均匀分布在建筑各处的，因此，在建筑的下部分是用电负荷比较集中的部分，从用电负荷在建筑中的竖向分布角度来看，应将变压器设置在建筑物的底层部分。变电所与变压器应尽可能设置在用电负荷压力最大的正中心位置，进而有利于供配电工作的正常运转、节约导线材料成本。尽管用电负荷的中心位置是进行配电工作的最佳地点之一，但由于在实际中常常会因为许多因素，不能将配电点设置在用电负荷的中心位置上，并且实际用电负荷的大小、中心是经常发生变化的，所以在进行变电所与变压器的设置时，应综合考虑多方面因素，合理地进行设置。

在对变压器进行配置时，为了减少变压器的数量，其容量大多在1 000 kVA以上，由于变压器大多数在用电负荷的中心位置，也就是建筑的内部，因此需要对其防火性能进行考虑，不应采用油浸式等防火性能差的变压器和油断路器，而应使用干式变压器以及真空断路器。

3 供配电系统高压供电的方式

由于建筑物内的用电设备主要使用低压电源，供配电系统中高压供电指的是将高压电源设置在建筑物附近，其方式主要有4种。1）两路高压电源，一路使用一路作为备用电源，一旦一路电源出现故障发生停电，另一路作为备用电源将自动投入使用。这种供电方式能够有效减少高压配电室的面积，节省资金成本，两路接线都能保证百分百的负荷供电。同时，在母线故障时，可能会导致两路电源全部停电，因此这种供电方式主要用于对供电稳定性要求較低、用电负荷不高的建筑当中。2）两路电源同时工作，一旦其中一路发生故障，则通过母线联络电源的开关对故障回路进行供电。这种供电方式相较于其他供电方式，多了一个母线联络柜与电压互感器柜，相应地，供电所的面积也需要增加，资金投入也会提高，但其稳定性也大幅提高，适用于用电负荷高、对供电电源稳定性要求高的建筑。3）一路高压电源，一路备用柴油发电机电源，一路UPS设备不间断电源。这种供电方式能够有效地保证计算机系统与消防通信系统、事故照明系统等重要用电负荷系统在发生供电故障时的正常运转。4）其他不常用的供电方式，包括三路高压电源，两路电源工作，另外一路作为备用电源;一路高压电源工作，一路低压电源作为备用电源等，在一般高层建筑中有一定的适用性。

4 供配电系统低压配电的方式

在供配电系统中，低压配电方式主要是指低压干线配线的方式。从变电所的低压配电屏分路开关到建筑各个用电负荷高的大型用电设备之间的线路为低压配出干线，由于在实际中，建筑的用电负荷种类比较繁杂，所以，低压用电负荷的分组组合系统的合理性将直接对建筑用电的安全性与效率产生影响。在现代建筑中，低压配电系统包括放射式配电系统与树干式配电系统以及目前应用最多的二者结合的混合式配电系统。

4.1 放射式配电系统

放射式配电系统是由总配电箱或变电所低压配电柜向每一分配电箱或用电设备提供一条出线回路的配电系统，其可靠性较高，经济性较差，所用开关设备与管线比较多，当总配电箱的任一出线回路出现故障时，该回路保护装置动作能及时切断故障线路电源，而其他回路不会受到影响。主要适用于对供电稳定性要求较高的低压配电场所。

4.2 树干式配电系统

树干式配电系统是从总配电箱或变电所低压配电柜引出一条干线向分配电箱或用电设备供电的配电系统。其可靠性较低，经济性较高，总出线回路少，开关设备以及管线较少，当干线出现故障时，所有分配电箱或供电设备都会停电。这种供电形式主要适用于对供电稳定性要求不高的低压配电场所。

4.3 混合式配电系统

在配电系统的实际使用中，往往并不是单独使用以上2种低压配电形式，而是将其组合进行使用。如从总配电箱到分配电箱部分使用树干式配电系统的形式，从分配电箱到用电设备则使用放射式配电系统的形式，这样的混合式配电系统对于低压配电形式灵活运用，使其能够很好地适用于各种配电场所，并且也节约了成本。

5 结语

综上所述，供配电系统作为电力工程中最关键的部分之一，其安全性与经济性无疑是十分重要的。为了保障电力工程整体的安全运转、人民群众日常生产生活活动的正常进行，必须对供配电系统的变压器配置与高低压供配电方式进行优化，避免因供配电系统出现问题而造成电力工程出现事故，进而导致电力企业及社会经济遭受损失。只有电力企业各个相关部门以及人员共同努力，保证供配电系统的安全、稳定运转，才能促进电力工程的可持续发展，为我国的经济建设做出贡献。

参考文献

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