住宅小区箱式变电所布点及容量选择分析

摘要：住宅小区箱式变电站，在布点及容量选择上有其自身的特点，不必过分强调“小容量、多布点”的原则，而是以区域规划布点为主，容量宜偏大，且一步到位。
　　关键词：箱式，小区变，布点，容量

1、前言
　　在我区的住宅小区建设中，为提高城建形象，改善居住环境，各有关部门纷纷要求取消架空线路。对此，除广泛采用高、低压电缆外，在城区用地十分紧张、以土建方式建造变电站非常困难的情况下，采用10KV箱式变电站是一种优化选择方案。

2、YB箱式变电特点
　　我局在较高档次的居民住宅小区建设中，广泛采用YB型箱式变电所，该箱式变具有以下特点：

2.1结构紧凑
　　该预装式箱式变电站，是将中压开关设备、变压器、低压配电设备按一定接线方式组合成一体的成套设备。外形尺寸以500KVA无电容补偿为例，其长*宽*高为2.45M*2.1M*2.1M。

2.2接线方案多样
　　该箱变从使用类别上可分为终端型和环网型；按使用性质可分为带计量新装置和不带计量装置；按无功补偿，可分为带电容器和不带电容器。图一为带计量装置的环网型和终端型的高压一次接线图。  

来源:http://www.55dianzi.com

图一 箱变高压侧一次接线图 来源:http://55dianzi.com

2.3低压出线多回路
　　低压出线一般可从4回~10回，按需要进行安装。

2.4设备可靠
　　该箱变中所用GA、GE系列六氟化硫高压负荷开关柜，为德国原装进口，体积小、无需维护、操作简单、安全度高。变压器室安装容量为1000KVA及以下的全密封（油浸）电力变压器或干式变压器，门内高有隔离防护栏。

　　该箱变还有外形美观、占地少、可与周围绿化配套、安装方便、坚固耐用等特点，因此得到了供电部门的青睐，也受到了开发商和居民的欢迎。

3、箱变布点方案探讨
　　在城镇双杆式公用变布置中，我局一直采用小容量、多布点的原则。配变容量根据住户数而定，初装容量一般100~250KVA，最终容量400KVA以下。住宅小区的箱变布置是否也采用同样的原则呢？经过认真分析，我们认为箱式小区变以规划布点为主，以大容量为优化方案，确定最终容量、一步到位。这是基于以下几点考虑：

3.1 为美化环境、少占绿地。
　　由于双杆式配变台区的10KV线路、低压线路是架空的，因此即便少放一台配变，由于电源必须供入每户居民，其架空线路并不会减少，况且多放一台配变也不占地面绿地，也就是说，对于双杆式配变台区而言，台区的多少对环境的总体影响基本不变，因此其比较适用多布点的原则。而对于箱变而言，其进出线均为电缆，唯一露出地面的电力设备是箱式变压器，因此箱变数量当然是越少越好。由于客户的供电容量是确定的，因此，箱变数量减少，就意味着单台箱变的容量就要增大。 来源:输配电设备网

3.2 箱变多少，对线损影响不大。
　　双杆台区小容量、多布点的一大优点是减少低压线路的供电半径、减少导线电流，从而达到减少低压线路线损的目的。对于箱变，根据合理布点的原则，其一般放置在二幢或几幢房子的中间的绿地上，供电半径不过几十米，由于可供布置的环境的限制，供电半径几乎与箱变数量无关。每个箱变低压出线3~6回，通过电缆排管供至每幢楼旁的电缆分支箱，每个分支箱再出4~8回供电至每一梯户的电度表箱处，每一电度表再供电至每一用户。对于双杆变而言，其低压出线一般为左右二回出线，因此，当线路上的用户数增加时，其线路上流过的电流同时增大，而对于箱变而言，随着供电用户数的增加，箱变出线回路数也同时增加，但每一回出线的供电负荷基本不变。所以，无论箱变数量多少，低压线路的损耗基本保持不变。相反，由于配变数量减少，在可比的情况下，铁损反而下降。

3.3 由小区特点决定
　　在住宅小区箱变布点时，我们并非为了大容量而使用大变压器，就如上述所言，采用合理布点的原则，即先确定一个合理的供电范围，再根据供电范围内的用电负荷情况计算配变容量，并根据此容量一步到位。

3.4 节约投资
　　一台630KVA箱变成需资金约为21万元，即333元/KVA；而一台315KVA的箱变也需18万元，即571元/KVA。这是由于，箱变内的负荷开关等设备成本所占比例较高，因此，单台箱变的容量越大，其每一千伏安的成本就越低。

3.5 可靠性分析
　　箱变采用环网供电，可靠性较高，无论是使用二台小容量的箱变，还是采用一台大容量的箱变，其对用户的供电可靠率基本一致。如低压有特别重要的用户，可通过电缆分支箱切换。

3.6 电压分析
　　以S9型配变为例，100KVA~500KVA配变的阻抗电压均为4%，630KVA~1600KVA配变的阻抗电压也仅为4.5%。也就是说，当小容量的配变和大容量的配变均处于同等负荷率的情况下，其在配变上的电压损失是一致的。事实上，如果采用二台250KVA配变替代一台500KVA，由于500KVA所带用户数是每台250KVA配变所带用户数的一倍，因此，500KVA用户用电的同时率要低于250KVA用户用电同时率，即当出现最高负荷时，500KVA配变的负荷率要小于每台250KVA配变负荷率，因此，当出现最高负荷时，500KVA配变上的电压损耗要比每台250KVA配变都小。由于每回低压出线的负荷基本上都是一样的，则电压在低压线路上的损耗是一样的，因此，采用大容量的箱变，其电压要优于小容量配变。

4、配变型号选择
　　配变选择的一个重要原则是运行损耗要小，目前，同容量的各种型号配变的铜损基本上是一样的，铁损相差较多，如S11配变比S9配变的铁损要减少30%，而非晶合金铁芯变压器SH11铁损仅为S9型变铁损的1/4。但S11的价格比S9的要贵，而非晶合金变压器价格更贵，因此，在配变型号的选择中，应认真分析其运行成本和初期成本，经科学分析，确定配变型号的选择。配变损耗率计算公式为A%=[(Pn*(S/Sn)2+P0)/(S*COSθ)]*100，对于315KVA容量的S9、S11、SH11型配变，在功率因素为0.9的情况下，其损耗率如图二所示。  

 

图二 S9型与S11型配变损耗率对照曲线

 

　　从图中可以看出，三种型号的配变均有比较宽广的低损率区，且在负荷率较大时，其损耗率基本一致，当负荷率小于30%、且负荷率越小时，SH11、S11、S9型配变三者之间的损耗率差别越明显。对于新建住宅小区，在前2~3年中的入住率仅为0.6~0.8，按照目前的平均负荷水平计算，平均负荷率仅为20~30%，而且有一段时间基本为空载运行。因此，选择S11型配变，甚至SH11型配变较为有利；而对于改造的住宅小区，其一般为双杆式改造为箱式变，则其负荷率相对较高，此时，对于SH11、S11和S9配变而言，损耗率基本一致，因此选择S9型配变有价格优势。从图中可以看到，只要平均负荷率达到20%，则对于S11型配变其损耗率仅为1.09%，且在负荷率为20%~70%范围内，损耗率基本上保持不变；而对于SH11变压器而言，只要负荷率达到7%，其损耗率就小于1%。，且在负荷率为7%-75%的范畴内，损耗率均小于1%。因此，从这个意义上来说，只要选择同规格变压器中铁损较小的变压器，并不会由于负荷率较低而出现损耗率增大的现象，因此，配变容量一次性到位、而不是逐步增大是可行的。不过，由于价格上的原因，对于新建住宅小区，在进行负荷、投资、损耗综合考虑的基础上，合理选择变压器型号，但需要注意的一点是，在箱式变中，变压器价格占整个箱变的比例20%~40%，因此必须按整座箱变的价格/性能比、而不是单纯的配变价格/性能比进行投资与回报的校验。

6、实例分析
　　确定箱变布点后，要根据其所带用户数进行配变容量计算。以我区金桂花园住宅小区为例来计算配变容量。
　　金桂花园是我区的一座示范住宅小区，总建筑面积达8万平方米，每户面积在95m2~130m2，住宅楼共17幢。

6.1每户电负荷确定。
　　根据计算，该类住宅每户的家电总容量约为15KW，以用电同时率0.3~0.5计，则用电负荷为4.5~7.5KW；以每户120 m2，60W/ m2计算，则每户负荷为7.2KW，即每户确定用电负荷为6~8KW，进户线采用10mm2铜芯线。

6.2配变容量确定
　　此次金桂花园，对于其供电范围的容量确定，采取如下计算办法。

表一 住宅户数与负荷系数关系
户数
3
6
10
14
18
22
25
101
200

系数
1
0.73
0.58
0.47
0.44
0.42
0.4
0.33
0.26

　　此次供电每台箱变供电用户约150户，据此，每台配变的负荷为7KW*150*0.33=346.5KW，以功率因素补偿至0.9计，则配变容量为385KVA，取整为400KVA。实际上，由于每台配变的供电户数及范围有所不同，有些配变还要供店面房，因此，配变的容量根据负荷需求，分别为400KVA箱变三台，500KVA箱变一台，630KVA箱变一台，共5台箱变。 来源:http://55dianzi.com

[1] [2]  下一页

本文关键字：变电所  电力配电知识，电工技术 - 电力配电知识