时间：2023-09-27 09:30:13
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【关键词】高层建筑；供电系统；系统设计
1.高层建筑对配电系统的需求
在我国按有关规定，建筑总高度超过24米的非单层民用建筑和l0层及l0层以上的住宅建筑称为高层建筑。高层建筑配电特点主要从配电的连续性、供电可靠性、安全性、技术先进性、经济合理性等五大特性进行技术分析。高层建筑的用电负荷大。一级负荷多，且关系到消防水泵、消防控制室、防排烟设施、电梯、照明、污水处理设备等的正常运行，对电源供电的连续性要求比较高。一般情况下采用双电源互投供电的运行方式，配电方式采用树干式与放射式相结合的供电方式，保证供电电源的连续性和电源的时间性，保证供电电源的高度可靠性。
2.常见的高层建筑配电系统
2.1双电源各自独立的系统
这种系统适用于一类高层建筑物。要求外部两个电源各自是独立的，以满足一类高层建筑对消防负荷的要求：带有自动投入装置的独立于正常电源的专用馈电线路。适用于允许中断供电时间大于电源切换时间的供电，该系统自变压器低压端出线后，即把消防及非消防负荷通过自动开关分开，消防及非消防负荷由各自母线分段供电。一旦火灾发生，自动切断非消防电源，保证对消防负荷可靠供电。
2.2设有应急发电机组的系统
在高层建筑采用的具有应急发电机组的供电系统.具有较高的可靠性。快速自动启动的应急发电机组.适用于允许中断供电时间为15～30s的供电。但是，有做到了消防负荷在末级切换，但由电网供电至切换箱的两路配电线路中任一回路出现故障时闺外电源未停。备用应急发电机并不会自动启动。消防负荷仍将断电：当发电机出线回路故障时，虽然发电机已经启动送电，仍然无法保证故障回路的负荷用电。
2.3带不问电电源装置的供电系统
为保证消防用电的可靠性。有的高层建筑在发电机系统供电的基础上，对特别重要的消防负荷又加上不问电电源装置。不间断电源装置（uPS），适用于要求连续供电或允许中断供电时间为毫秒级的供电：应急电源装置（EPS），适用于允许中断供电时间为毫秒级的应急照明供电。
3.高层建筑供配电系统的设计
3.1负荷等级
高层建筑供电负荷大，因而须对各种用电负荷进行限制分级。该保的一定要保该停的则停，区别对待，这样既做到供电合理又不造成用电浪费增加成本。对高层建筑的负荷分级准则，一要看建筑物类别，二要看用电负荷性质来区别对待一、二级负荷用电问题。高层建筑的负荷分级：1）一类高层建筑中的消防用电应按一级负荷要求供电；2）二类高层建筑中的消防用电应按二级负荷要求供电；3）超高层建筑中的消防用电应按一级负荷别重要负荷要求供电。当主体建筑中有一级负荷别重要负荷时。直接影响其运行的空调用电应为一级负荷：当主体建筑中有大量一级负荷时。直接影响其运行的空调用电应为二级负荷。
3.2供电电源电压及主结线
高层建筑由于用电负荷较太它一般采用高压来供电。供电电压国内多为10KV（香港地区11KV，日本22KV，美国13.8KV）。高压供电系统主结线一般多采用单母线制。单母线制主要特点是结构简单，需用的设备少，投资省，经济性好，因而一般高层建筑及工矿企业采用较多。
3.3有关用电负荷的计算问题
对于高层的电负荷计算目前尚无一个权威而准确的计算方法。国内外大都是采用需要系数法或变形的需要系数法及单位容量法等。
3.4变压器的选择
现在高层建筑中使用大容量变压器f单机容量超过1600KVA1已非少见，相对而言，大容量变压器效率较高，但投入时涉及的负荷面一也宽，因此，科学地综合各种因素，再根据各相关专业的用电要求，适当的确定变压器单机容量及其台数是很有必要的。一般说来，根据空调设备的分组来设置专用的变压器是比较合适的。这样就可随着空调机组的投切来投切相应的变压器从而取得良好的经济效益。
3.5变配电所位置的选择
城市土地紧张，高层建筑辅助设施用房如换热站、空调机房、水泵房、厨房等而这些机电设备的用电量很大，变电所进楼后靠近这些电机设备，以缩短供电线路.减少电能损失，同时为保证对高层部分供电干线的最大压降不超过允许值，变电所的设置地点应有所选择。配变电所位置选择，确定原则：（1）深入或接近负荷中心；（2）进出线方便；（3）接近电源侧；（4）设备吊装、运输方便；（5）不应设在有剧烈振动或有爆炸危险介质的场所；（6）不宜设在多尘、水雾或有腐蚀性气体的场所，当无法远离时。不应设在污染源的下风侧；（7）不应设在厕所、浴室、厨房或其他经常积水场所的正下方，且不宜与上述场所贴邻。如果贴邻。相邻隔墙应做无渗漏、无结露等防水处理；（8）配变电所为独立建筑物时，不应设置在地势低洼和可能积水的场所。住宅小区可设独立式配变电所，也可附设在建筑物内或选用户外预装式变电所。一般来说，变电所的选址有以下几种：① 在地下室和最高层设变电站；②分别在地下室、最高层和中间层设变电站；③仅在中间层设变电站。
4.结语
总之，在满足相应设计规范.实现预定功能的前提下。电气设计师对同一或同类建筑可能做出多种配电方案。各方案的特点会有所不同。在很多具体工程中，因受到多方面因素的限制，配电方案的合理性、灵活性、实用性等优点不可能同时兼备，但我们可以在设计工作中认真总结，广泛交流，统筹兼顾，扬长避短，力求做到最优。
参考文献：
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[2]金建中.高层建筑电气设计中低压供配电系统安全性分析探讨嘲.中外建筑2008（2）.
[3]隋杨.高层建筑供配电设计方案的比较田.黑龙江纺织，2007（4）.
作者简介：
【关键词】住宅小区；用电负荷；供配电系统设计；
近年来，随着现代科学技术的发展和人们生活水平的提高，人们对居住环境的安全、舒适、实用、方便、环保等方面的要求日益提高。这就要求设计人员必须针对住宅小区的建设规模，结合小区的总体规划及用电负荷特征，合理选择住宅小区的供电方式，以保证供电系统的安全可靠运行
一、住宅小区用电的特点及负荷的确定
住宅小区用电的特点在于用户的多样性。小区内除了住宅外，还包括很多的配套服务设施，如物业会所、水泵房、锅炉房、商业服务设施、停车场、学校和幼儿园等。其用户既有一般用户，又有重点用户；既有多层和高层住宅，又有小区级公共建筑和少数市级公共建筑。生活用电包括居民住宅用电、给排水用电、集中供热用电等；公共建筑用电一般包括物业会所、水泵房、锅炉房、学校、小区道路照明、楼道照明和景观照明等。因此，在详细规划阶段，应针对不同的建筑采用不同的指标来进行用电负荷计算，通常采用单位建筑用地面积负荷指标法进行负荷预测。其计算公式为：
P=（P1S1+P2S2+…+PnSn）×Kx （1）
A=P×Tmax（2）
式中：P——最大用电负荷；
Pn——单位面积上的用电负荷，即负荷密度；
Sn——不同地块的规划用地面积；
A—年用电总量；
Tmax——最大负荷利用小时数；
Kx——需用系数。
根据以上公式和《工业与民用配电设计手册》，可以估算出小区用电各指标值
二、小区供配电系统设计
对住宅小区的供配电设计，应本着超前规划原则，为以后将增加的用电设备保留相应的负荷容量，这样可避免供电设备不间断式的更新，降低重复投资带来的浪费及给用户带来的用电不便。
1、 住户线路系统
无专业电工维护的住宅电气线路与有专业维修工的企事业单位的电气线路不同，加上居民不懂电气维修的安全知识，极易产生电气事故。所以，居住区电气线路设计当吸取以往经验，面对未来需求，达到安全性、可持续发展性，以达到住宅的功用性及舒适性需求。当下居民对电的需要愈来愈高，高档大功率的电器逐步进入一般百姓家庭，对住宅的电气线路设计，应由以往的温饱型过渡至现今小康智能型，在重视电气线路安全性的同时，为长远负荷增长预留充分的容量。由于住宅暗配的电气线路难以更换与增加，故需一步到位，以满足长远负荷需求。所以针对昔日住宅电气设计要求中存在的问题与《住宅设计规范》（GB50096—2011）中的规定“电气线路应采用符合安全与防火需求的敷设方式配线，导线应采用铜芯绝缘线，每套住宅进户线截面不应
2、住户配电系统
以往我国每户住宅里照明与插座分支的回路数过少，并且有的甚至为照明与插座共用一个回路。因为分支回路少，导致每个回路所带负荷加大，事实上等于减少了线路与截面，因而致使电气线路的长期过载，导线绝缘下降，线路温升增大，造成电气线路的事故增多。
增加分支回路的数量，等于降低了回路阻抗，如此对于减少住宅的谐波电压，降低谐波危害非常有利。并且，住宅设计足够多的分支回路数量，便能够有条件地把发生谐波的、非线性负荷电器与对谐波的敏感电器分回路供电。这样，非线性的负荷谐波电流在其分支回路阻抗产生的谐波电压便不可能危及到另一回路上的敏感电器。由于分支回路数量的增多，当其中的任一回路展开检修或因故障跳闸之时，其停电范围缩小，给家庭生活带来的不便亦减少。
当今通用设计，在住户室内设配电箱，并依照照明、空调、插座等，分回路设置。其中空调、照明回路采取空气开关，对于柜式空调、浴霸、插座应采用漏电断路器。其优点为：照明不通过漏电开关；空调安装于2.4 m 之上，人体正常不接触，插座通过不同家用电器配电；浴霸安置于卫生间，因环境潮湿，其漏电可能性比较大，若一旦发生漏电，开关便会脱扣，以保证用电安全。
3、 住宅小区配电外线设计
（1）变压器容量确定：在建筑配电设计时，变压器容量依照小区的范围（建筑面积）进行确定。
变压器的总容量=a+b+c。 式中，a 为居民总用量：按50W/m2计，此部分包含居民户用电量、小区居住建筑中公共照明或建筑物里各类辅助的动力用电容量（比如小高层中的排烟机、电梯、污水泵、排风机等用电量）与居民区里必须的小型配套建筑（如居委会、商店、幼儿园、车库等用电量）；b 为较大型公共建筑用电量：依照60～70W/m2计（比如多功能活动场所、商场等用电量）；c 为住宅小区里的广场、娱乐设施、喷泉、院区照明等用电量，依实际用电情形计算。
三、变电所的确定
住宅小区能否设置高压开闭所以及设置多少变电所，应依据当地的供电部门供电方案要求、用电容量及负荷性质以及所在环境与节能等因素进行设计。正常由变电所至用电负荷的低压线路供电的半径不应超出250 m。在供电的计算容量超出500 kW、供电的距离超出250 m时，应增设变电所。
依据当下我国大多供电部门的要求，居住用户用电应采取一户一表计费方法，电源直接接进小区的变电所低压配电系统。小区变电所高低压配电房应当独立设置并且由供电部门担当维护管理，小区变电所低压系统可以提供一路三相400 A 与380 V/220 V的低压电源，并且经设于小区变电所以外专用的低压计量箱后提供住宅公共用电。在住宅公共的用电容量超出400 A 或有容量极大的商业用电（>100 kW）之时，应当设置带商业或局部公共用电专用的变电所。专用变电所的高压电源由小区高压系统专用的回路提供，并且于小区变电所以外设置高压配电间，采取高供高计方法。
小区变电所内的变压器容量与台数须依据小区住户用电与住宅公共的用电计算容量来确定，正常计算容量超出630 kVA，应采取2台变压器。单台变压器容量不宜超出1 600 kVA。专用的变内变压器的容量与台数应当依据商业用电及公建用电整体与消防用电计算的容量来确定。当有一级与二级负荷之时，应当考虑用柴油发电机组作为备用电源，并且做好和市电高低开关连锁的设计，禁止与市电并联。由于专用变采取高供高计的方法，相对其低压的配电系统中局部住宅的公共用电负荷，可采取专用回路，并且经专用计量装置进行“表下除度”的方式来区别非商业用的电量。一样，对于不安置专用变时，住宅小区的变中少量商业用电（商铺）经过当地供电部门的同意亦可采取“表下除度”与一户一表方法，分别计费。总之，住宅小区的变配电系统既需达到建筑电气的设计规范要求，又需达到当地供电部门对小区住户用电管理中的特别要求。
关键词 配电 自动化
1 配电自动化
中国目前的配电网很薄弱，绝大多数为树状结构，且多为架空线，可靠性差，损耗高，电压质量差，自动化程度低，因此加强配电网的建设是当务之急，近几年大量进行的城网、农网改造提供了巨大的市场机遇。采用信息技术，对配电系统的安全可靠运行，提高管理水平，降低损耗具有重要意义。
目前，配电自动化还没有一个明确的定义。在电力系统一般把这4个方面的内容统称为配电管理系统。事实上，4个方面的内容相互独立运行，它们之间的联系十分密切，特别是信息的搜集、传递、存储、利用是相互影响的。分步骤地从纵向和横向两个方向逐步实施和完善。在供电企业内，它属于一个信息管理系统。
2 配电自动化的内容
2.1变电站自动化
发展变电站综合自动化也是当前城网和农网建设和改造的基础环节之一。变电站是电力系统中不可缺少的重要环节，它担负着电能转换和电能重新分配的繁重任务，对电网的安全和经济运行起着举足轻重的作用。尤其是现在大容量发电机组的不断投运和超高压远距离输电和大电网的出现，使电力系统的安全控制更加复杂，如果仍依靠原来的人工秒表、记录、人工操作为主，依靠原来变电站的旧设备，而不进行技术改造的话，必然没法满足安全、稳定运行的需要，更谈不上适应现代电力系统管理模式的需求。
2.2馈线自动化
馈线自动化是指配电线路的自动化。包括配电网的高压、中压和低压3个电压等级范围内的线路自动化。它是指从变电站的变压器二次测出线口到线路上的负荷之间的配电线路。等级馈线自动化有其自身的技术特点，从结构到一次、二次设备和功能，与高、中压有很大的区别。
无论是城市配电网，还是农村配电网，配电网自动化应立足于在进行配电网改造，以真正解决配电网的实际问题，以符合供电可靠性及用户供电的要求，不搞形式，将有限的资金投入到较为实际有效的电网改造中去，解决配电网较为突出的技术问题。确保电力用户用电的时效性，满足电力用户的供电需求。从用户用电的实际要求为出发点，做好用户用电的服务工作，体现用户是上帝的精神。
3 配电自动化管理
在综合分析配电网供电可靠性、停电损失及供电成本基础上，提出了以辖区指数代表供电可靠性，在使电力总成本最低，即社会总效益最大的前提下，设置了配电网中分段开关的数量和位置的一种新方法，并进行了实例论证，将为基于电力市场的配电自动化设计提供一种手段。在电网调度自动化系统中采用多媒体技术，采用触摸屏，使人机交互对话具有良好的界面。按照屏幕提示的区域用手轻轻触摸，即可得到想要知道的信息，这为只懂电力系统的工作方式、不懂计算机系统的人带来极大方便。在配电自动化进程中，自动重合器、分段器及熔断器等开关设备的应用将越来越广泛，因此对开关设备的选择和定位的研究具有重要意义。
3.1信息管理
信息管理是配电自动化系统的基本功能，信息被连续地采集更新。信息系统的基本构成是一个不断更新、紧紧跟踪配电系统状态数据库。必须是配电系统的一个完整而准确的记录，配电调度员或任何一项自动化功能都能够方便地存取数据；要随着配电系统的扩充加以修改。信息管理是连续进行的动态过程，信息存入、检索和处理随时都在进行着。对用于控制的信息，其精度和实时性要求很高。用于保护的信息要求精度高并且实时性好，能使保护在毫秒级时间内动作。在无功控制等功能中数据的精度比实时『生更重要。数据采集时必须把由于顺序地扫描远方各点而造成的数据不同时性减至最小。采用分布式计算机系统对此是有利的，并能提供保护所必需的快速响应。信息记录的内容包括系统各点的运行参数、事件和数值的时间标志的开关量变动等。反映系统结构变化，远方抄表直接从用户表计上自动记录到电力和电量信息。精度不受损失，远方抄表系统是比较复杂的。响应时间对这一功能并不重要。介时，可以遥控切换用户表计中的机械记度器或固态记数器。
3.2安全管理
安全管理的目的是使配电系统发生故障后所造成的影响最小。当发生永久性故障时，首先要辨识并隔离故障线路段，重新构建配电系统，使非故障段能在最短时间内恢复供电。典型的运行方式是由变电站通过多条放射状馈电线对用户供电。当负荷密度很大时，大多数馈电线将互连起来，以使用户有备用的供电途径。对于这种配电系统，故障识别和恢复供电均可自动操作。当一条线路某段发生故障时，馈电线断路器将自动跳闸并自动重合一定次数，如果故障消失则重合成功，如果是永久性故障，馈电线断路器将再次跳开并锁定在断开位置。配电自动化系统通过对故障电流分布信息的分析，推求出故障位置，在电源已经切断的条件下，自动地打开有关的分段刀闸将故障段隔离。自动化系统重新安排运行方式，控制操作适当的刀闸和断路器，将所有非故障线路段重新接入到供电电源上去。
3.3加快电网改造
按照电网的规划，优先安排增加电网传输容量、提高电网安全和供电质量的项目，优化电网结构，满足合理的变压器容载比的要求。城市配电网要实现环网结构，提高互供能力。积极采用配电自动化技术。实施环网供电，馈线自动化，缩短故障隔离时间，缩小停电范围。对已经形成的配电网络应积极合理的装设线路分段设备、重合设备。推广在线路上装设有效的故障指示仪，变电所内装设小电流接地选线装置，采用电缆故障寻址器等分散、智能型就地故障检测装置，准确并缩短查找故障点的时间。使用较好的105CV接地故障查找仪器，尽快确定故障点。大力开展10kV配电网带电作业。带电接引，处理和更换跌落开关、带电立杆紧线等作业项目推行带电作业方法，同时加强带电作业人员培训，配置工器具、带电作业车等，不断扩大带电作业项目范围。实行带电作业时，应严格执行有关规章制度，确保安全。
[关键词]农村变电所 建设 配电装置 继电保护 二次接线 无功补偿
一、引言
我国农村电网目前仍以35、66kV电压等级的变电所为主，对于110kV电压等级的农村小型化变电所，除广东、湖南等地有少量建成外，其他地区尚未出现。因此，本文所说的农村小型化变电所是指户外敞开式布置，接线简单、保护简化、设备自动化程度高、单台主变容量在6300kVA及以下的35kV、66kV县及县级市以下地区变电所。
二、小型化变电所与常规变电所的区别
小型化变电所的建设方案，是在总结国内外变电所设计运行经验的基础上提出的，与过去建设的常规变电所和简陋变电所有明显的区别。无论是主接线形式、设备配置及选型、总体布置还是保护方式，都形成了一种新的格局。
1.主变压器
变电所可装设1~2台主变压器，在负荷变化比较大的地区，为降低,空载损耗，宜配置不同容量的变压器，如采用并联运行，为减小两变压器内的环流，这两台主变容量比不宜超过3：1。
由于农村电网线损大，季节负荷差别大，无功补偿率低，用户端电压难以满足电压允许偏差值的要求，不能保证用户用电设备的良好运行，如果采用有载调压变压器，可改善电压质量、减少电压波动。因此，经计算用户端电压不能满足用户对电压质量的要求时，应采用有载调压变压器。有载调压变压器的缺点是价格高于普通变压器，其检修工作量也较大。
2.电气主接线
变电所的主接线是根据负荷性质、用电容量、设备特点、出线回路数和变电所在电网中的地位等条件确定的，应满足供电可靠、运行灵活、操作检修方便、维护简单、节约投资和便于扩建等要求。
35kV、66kV进线为2回及以下时，宜采用桥形接线、线路变压器组或线路分支（即T形）接线。10kV出线少于6回时，可以采用单母线接线；当出线为6回及以上并有两台主变压器时，宜采用分段单母线或简易分段单母线接线。
T接在线路中的分支变电所或终端变电所，主变压器容量在6300kVA及以下时，35kV、66kV侧应采用熔断器和隔离负荷开关配合作保护。这是农村小型化变电所区别于常规变电所的特有的一种保护方式。T接在线路中的分支变电所或终端变电所的重要性远比枢纽变电所小，而目前国内已研制出35kV户外隔离负荷开关，它能开断和关合200A以下的负荷电流，与熔断器配合代替断路器，能有效地保护主变压器和变电所35kV进出线。
三、配电装置
配电装置的布置和导体、电器、架构的选择应满足正常运行、安装检修、短路和过电压状态的要求，不得危及人身安全和影响周围设备，这是确定配电装置的基本原则。小型化变电所的配电装置为户外敞开式，宜采用半高型布置；若采用其他布置，应保证运行安全、检修方便，并考虑节约占地。
近年来，高压配电装置发展较快，新型设备的涌现大大提高了供电的可靠性，减少了维护工作量。为推广新技术、新产品，提高农网装备水平，农村小型化变电所的主开关设备应采用真空断路器、六氟化硫断路器、真空自动重合器或六氟化硫重合器作开断设备，不得采用以油为灭弧介质的断路器和自动重合器。
四、继电保护和二次接线
在小型化变电所中，主变压器保护采用熔断器与隔离负荷开关配合作保护，主变压器35kV侧采用熔断器作保护，主变压器10kV侧采用断路器作保护。农村电网主变压器容量较小，尤其是对T接在线路中的分支变电所，在一定程度上简化35kV侧保护，加强10kV侧保护，以节约投资。此外，随着新型负荷开关的不断改进，其开断的负荷电流越来越大，保护范围越来越宽，同时，熔断器质量不断提高，应用其优良的速断保护性能与负荷开关配合使用，保护变压器最为理想。
对10kV出线开关，若是户内装置，其控制和保护应采用分布式单元保护或综合集控装置；若是户外装置，应采用自动重合器。为充分发挥自动重合器的作用，10kV线路上采用自动分段器与自动重合器或带自动重合闸的断路器配合使用。
隔离开关与相应回路的断路器、自动重合器、接地开关之间应装设可靠的防误操作闭锁装置。当采用自动重合器时，其本身必须具有闭锁回路和合、分位置的信号接点。变电所应配置远动装置和可靠的通信设施。
五、无功补偿
10kV母线宜根据主变压器的容量和台数装设密集型补偿电容器，补偿电容器的总容量按满足主变压器所需的无功功率补偿值，一般按主变压器容量的10%~15%确定。
电容器组容量小于300kvar时，接线方式亦列成三角形；容量大于等于300kvar时，采用中性点不接地的星形或双星形接线方式。电容器组的开关设备和导体的长期允许电流不应小于电容器组额定电流的1.35倍。电容器组应装设单独的控制和保护设备，并应直接与放电装置连接。
根据农村变电所建设原则和发展方向，国电公司农电发展部提出了两个农村小型化变电所模式方案，即第一方案（近期方案）和第二方案（远期方案）。第一方案选用SF6（或真空）断路器作为10kV出线开关，控制和保护选用微机（或集成电路）综合集控台（屏），采用半户外式；第二方案所用SF6（或真空）自动重合器作为10kV出线保护控制设备，35kV侧主变压器保护选用新型熔断器，主变压器出口处装设自动电压调整器，采用全户外式。
随着小型化变电所数量的增加，运行时间的延长，以及与县调通信、自动化的密切结合，无人值班变电所的建设已逐步推行。
参考文献：
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关键词：接地；接地分类；功能性接地；保护性接地；电磁兼容性接地；两个接地；系统接地；保护接地；共用接地网；外露导电部分
Abstract: this paper summarized the meaning of grounding and its classification, which focuses on two substation grounding (grounding system and protect grounding) whether the difference between common ground net.through introducing.
Keywords: grounding; Grounding classification; Functional grounding; Protective grounding; The electromagnetic compatibility grounding; Two grounding; System grounding; Protect grounding; Common ground net.through introducing; Exposed conductive part
中图分类号: U264.7+4 文献标识码： A文章编号：
一．接地的概念
接地是一个十分复杂的问题，它关系到人身和财产的安全以及电气装置和设备功能的正常发挥。
所谓接地有两个含义：一是指电气回路导体或电气设备外壳与大地的连接；另一是指设备需接地部分与代替大地的某一导体相连接，这时以该导体的电位为参考电位而不是以大地的电位为参考电位。将金属导体或导体系统人为地埋入土壤中，就构成一个金属接地体，称为人工接地体。原已埋入土壤中的各种金属构件、金属井管、钢筋混凝土建（构）筑物的基础钢筋、非燃性物质用的金属管道和设备等也可作为金属接地体，称为自然接地体。
二．接地分类
接地的分类有很多种，根据接地的不同作用,可分为功能性接地、保护性接地及电磁兼容性接地。
功能性接地是指用于保证设备（系统）的正常运行、或使设备（系统）可靠而正确地实现其功能的接地，包含工作（系统）接地和信号电路接地。工作（系统）接地是把电力系统中的中性线直接或经特殊设备与地做金属连接。它的好处是降低人体的接触电压，迅速切断电源，降低设备和线路的绝缘要求、节省投资，满足设备运行的特殊需要。信号接地是设置一个等电位作为电子设备基准点位，简称信号地。
保护性接地是指以人身和设备的安全为目的的接地，包含保护接地、雷电保护接地、防静电接地和阴极保护接地。保护接地是把电气装置的外露导电部分、配电装置的构架和线路杆塔等可能带电的金属物通过专用的接地线与大地连接。雷电保护接地是为雷电防护装置向大地泄放雷电流而设的接地。防静电接地是将静电导入大地防止其危害的接地。阴极保护接地是使被保护金属表面成为电化学原电池的阴极，以防止该表面腐蚀的接地。
电磁兼容性接地指的是为了使器件、电路、设备或系统在其电磁环境中能正常工作，且不对该环境中任何事物构成不能承受的电磁骚扰而所做的接地。其基本保护措施之一是进行屏蔽接地。
三．供电系统的两个接地
任一电压等级的供电系统都需处理两个接地问题：一个是系统内电源端带电导体的接地（系统接地）；另一个是负荷端电气装置外露导电部分的接地（保护接地）。就低压供电系统而言，系统接地是指变压器、发电机等中性点的接地；保护接地是指电气装置内电气设备金属外壳、布线金属槽管等外露导电部分的接地。如图1所示的RA和RB。
四．变电所内两个接地的分与合
在10/0.4kV变电所内的高压系统的保护接地（高压柜、变压器外壳接地）和低压系统的系统接地（变压器中心点接地）是否应分开呢？过去10kV电网采用不接地系统，故障电流Id不大两个接地可合为一个共用接地，现在大多数10kV电网改为经小电阻接地，两个接地是否分开还得看情况而定。
1.当向建筑物供电的配电变压器安装在该建筑物外，且向低压系统供电的配电变压器的高压侧工作于小电阻接地系统时，低压系统不得与电源配电变压器的保护接地共用接地网，低压系统电源接地点应在距该配电变压器适当的地点（两者相距10米以上）设置装用接地网，其电阻不宜超过4欧姆。
如图2所示，低压配电盘内绝缘的PEN母排不与PE母排相连接，PE母排只引出与变电所内外露导电部分连接的PE线，所供其他建筑物TN系统的PE线都由低压配电盘内绝缘的PEN母排引出。高压侧的外露导电部分（为实现变电所的等电位联结，低压侧的外露导电部分也与之联结）的保护接地RA与低压系统的系统接地RB分开设置，这样RA上的故障电流Id就无从传导到低压系统内引发点击事故。
2.当向建筑物供电的配电变压器安装在该建筑物内，且向低压系统供电的配电变压器的高压侧工作于小电阻接地系统时，若该变压器的保护接地网的接地电阻满足R
若变电所高压侧（高压柜、高压线路、变压器）发生接地故障时，如图3所示，低压侧中性点、PEN线、PE线对地电位也同时升高，使所供电气装置的外露导电部分对地带Uf=Id·RA电压（虚线所示）。由于建筑物内采用总等电位联结，TN系统建筑物内人体可同时触及的导电部分都处于同一Uf电位水平上，不出现电位差，不论Uf值有多高，都不致引起人身电击事故。
参考资料
1.《民用建筑电气设计规范》JGJ 16-2008
【关键词】供电企业；配电网规划；变压器
一、城市10kV配电网规划和建设中存在的问题
1.城市10kV电源点布点方式不合理。由于对城市10kV配电网的建设缺乏整体的规划设计，我国部分城市的10kV电源点布局不够合理，再加上布点量不足，容易造成供电半径过大，继而使得线损过高、电压偏低。此外，由于电源点的分布量不足以及分布方式的不合理，很多地区出现了负载不均的现象，影响当地供电系统的正常运行。
2.城市10kV 配电网络结构不合理。在之前的城市发展规划中，由于设计不够合理使得我国的10kV配电网网络架构不合理。这些日益沉积的不合理因素成为直接影响配电网检修、故障排查等相关工作的一大障碍。
3.运行可靠性差。原来我国城区10kV配电网多为单辐射结线模式，随着城区的扩展建设，新开发及旧城改造的电源均从原有线路引用，直接导致原有线路的负荷大大增加。这就使得配电网的供电可靠性变得更差。
二、10kV 配电网规划与建设的思路
一般来说，考虑到城市电力规划的复杂性，可将电力规划分为5年、10年、20年三个规划阶段。应当针对城区配电网存在的主要问题，结合城市电网建设规划进一步优化、简化网络结构，提高供电可靠性和经济效益水平，保证供电的质量。在实施策略上，应远近结合、分步实施。对于城市配电网的建设与规划需要做到以下几个方面：做好负荷预测工作；中压变电站的结构是影响配电网供电质量和供电可靠性的主要因素，关系到整个电网的发展，因此应采用合理的接线模式，而且还要随着负荷的增长逐步趋向于环网等接线方式；在网架结构方面，要增加配电网线路之间的联络，逐步形成结构清晰，供电范围明确的骨干网架；增加供电电源点，合理减少供电半径，合理分配负荷，同时增大中压配电网的导线截面，改造旧线，更换高耗能变压器，这些都将对降低配电网的电能损耗起到明显作用。
1.基础工作
10kV配电网的规划与建设是以负荷预测基础为的。负荷预测的正确性及预见性对城市电网规划的影响极大，网架结构的设置、变电所的布点的选择都由负荷水平决定。因此，我们要对负荷预测给予高度重视。负荷预测是指，根据自然条件、电力系统的运行特性、增容决策及产生的社会影响等情况，通过对历史数据的分析和研究，探索事物之间的内在联系和发展变化规律，做出预先估计和推测。为了与城市发展的要求相一致，负荷预测一般是以当地政府制定的城市发展计划为依据。在相关部门的配合下，广泛收集有关用户的用电需求计划，对市政生活用电的趋势及需求有足够的分析和预测，并总结城市历年的用电发展情况，采用多种负荷预测方法，最后分析各种预测结果，选定规划期末的总用电量和总负荷。负荷预测常用的方法包括外推法、单耗法、综合用电水平法、负荷密度法和弹性系数法等。在进行负荷预测时，还应当考虑到各供电区域的功能分布、地理位置及特征、用电的性质和电压的等级分层等综合因素。为了使预测达到最大限度的准确，要求我们在实际工作中应当充分了解区域发展和用电情况，从而做出合理的且符合当地发展的负荷预测。例如，将城市中的大部分工业区转移至郊区，城市中心成为居民生活与商业办公的聚集地，这样，城市用电高峰与天气的变化情况就会有十分紧密的联系；而工业用电虽然是郊区用电的大户，但用电高峰与天气的变化情况并没有十分直接的联系。因此，因地制宜，针对负荷性质的区别，选择与之相适应的负荷预测方法，才能达到负荷预测的准确性。这样做不仅能够保证10kV 配电网规划能够顺利开展，还能使得配电网的规划建设更趋于合理。
2.技术措施
（1）网络构架建设。实现电网安全、可靠的供电，需要一个强而有力的网架作支撑。10kV网架一般有联络线方式、“手拉手”环网方式、电缆双环网方式。在城市的中心地段，电网的负荷密度较高。10kV环网能够保障转供用电负荷工作的正常进行；10kV辐射网
一般用在用户专线的供电区域内。在进行10kV配电网的规划时，需要注意以下几方面的原则：
1）按照10kV环网的接线方式进行接线时，线路正常运行时的最大载流量要根据环网接线方式控制在一个安全范围之内。如果载流量超出了规定的安全范围，就需要及时采用转移负荷措施来进行分流，以确保线路安全性。另外，对于有异常情况发生的线路，为确保安全，需要及时限制其载流量。
2）在10kV配电网规划的初始阶段，应充分考虑供电的可靠性问题。为了提高10kV配电网的供电可靠性，应在同一变电站的环网接线或者相邻变电站之间推广应用环网接线技术。为了防止出现电磁环网，在电网正常运行时需要考虑开环运行。10kV配网的建设不应操之过急，应遵循循序渐进的原则。建设之初，可首先将2个变电站之间的小部分10kV馈线联络起来；在中长期建设中则应实现一个变电站的所有10kV馈线（用户专线除外）与周边其他变电站联络在一起。在此同时，还需要考虑主环路成环的建设周期。应尽量减少主环路电缆迁移，节省主环路电缆迁移的开销。在主环路中，通常不需要太多的节点，且节点一般为开闭所、环网节点配电所或具有开闭所和配电站功能的中心配电室。
3）在进行10kV配电网规划时，应在保证实现控制环网和线路正常运行电流强度的前提下，在每一回10kV线路上设置多个分段开关，这样能够将电路维修、检修以及故障排查时的范围缩至最小。出于技术和经济的多方面考虑，一般的线路段数设置在3到4段为最佳，且每一段的用户数应当尽量均衡。
（2）配电台区的建设。配电变压器在建设之前应当考虑到密布点的原则问题，以便将低压配电网的供电半径控制在一定范围之内。为遵循安全、可靠和简单的原则，380/220V的低压配电网的建设一般采用的是以配电变压器作为中心的树状放射式的结构，实行分区供电。同一电房内的2台配电变压器的低压母线之间应当设置联络开关以作突发事故的备用。低压线路必须有明确的供电范围，不能出现跨区供电的现象。
（3）对于导线截面的选择。10kV配电网规划应满足供电区域负荷的需求。10kV配电网的主干线是闭环接线，是一种开环运行结构。10kV配电网线路的供电半径应当不超过3km，低压供电半径应不超过250m（在繁华地区则不超过150m）。主干线的导线截面宜采用240mm2的绝缘导线或者400 mm2的铜芯电缆，并要把每路的出线负荷基本控制在500A内。
（4）环网结线方式可以大大提高配电网的供电可靠性，但其线路的设备利用率相对较低，一般单环网线路的设备利用率为50%，两供一备线路的设备利用率为67%，三供一备线路的设备利用率为75%。对旧城区10kV配电网的可靠性改造，应当根据原有线路负荷率和线路走廊实际情况，合理选择公用线路接线模式。当原有线路负荷率较低（≤50%）时，可采用单环网结线方式；当原有线路负荷率较高（＞50%）时，则宜选择两供一备、三供一备等结线方式。
（5）“环网单元”的建设。电缆化开闭所规模大，占地面积大，因此在商业闹市区、市中心或城市道路改造地区建设时难度很大。电缆“环网单元”占地面积小，在不同地区建设时应当因地制宜。环网供电方式是指在不同变电所或同一变电所的不同母线的两回或多回出线，使这些线缆相互之间连接成一个环路，分为单独网络、双环网和多环网等不同形式。环网供电有三个基本组成单元，即电缆进线单元、电缆出线单元、用户支线单元。在任一线路出故障时，进出线单元能够及时隔离，并转由另一个单元保证用户支线连续供电。用户支线单元环网柜应有保护和隔离支线（或变压器）的作用，以方便维护和检修。环网柜可以根据用户的需要由基本单元组合成多种方案。在配网设备的选用上，要坚持“免维护，长寿命，节能型”的原则，以适应电网快速发展的需要，为有效地实行状态检修打好基础。在环网建设上，要尽量考虑不同变电所之间10kV电网运行的可靠性，即在一座10kV变电所全停的情况下也能保证大部分重要用户的供电。
（6）配电地理信息系统的建设。建设10kV 配电地理信息系统，可以直观地在地理图上看到各种电力设施的分布。利用该系统对电网相关资料和设备进行管理，可以使配网资料管理的工作量大大减少。目前，我国的地理信息系统已趋于成熟，逐步在供电企业中推广使用。
（7）开闭站的建设。开闭站也叫开关站，它是指建在城市主要道路的路口附近、负荷中心区和两座高压变电站之间，汇集若干条变电站10kV出线作为电源并且以相同的电压等级向用户供电的开关设备的集合。开闭站的主要功能是分配电力，同时具有出线保护的作用。其目的是：解决高压变电站中压出线间隔不足、出线通道受限制的矛盾；可以减少相同路径的电缆条数；能够加强电网联络，提高供电可靠性。
三、城市10kV配电网规划与建设中应考虑的问题
现代化城市的发展过程中，10kV布点及走线的空间越来越小。由于城区的高速发展，大多数城市电源点的布点以及线路走廊变得相当有限。城市发展对10kV配电网规划与建设的限制使得在城市中心不会再有新的电源点以及走廊出现的可能性。对此，当地政府部门以及有关的电力企业应当将眼光放得更高、更远。任何一座城市在发展的初期，都需要提前考虑好有关配电网的建设与规划设计。应当由当地的电力部门根据地区实际情况进行规划设计，在有了详细的发展计划之后，将其递交至当地政府，并正式纳入规划当中备案。
四、结语
总之，只有从满足各个方面用电需求的角度来考虑10kV配电网的规划问题，才能够适应城市发展的需要。但是在目前建设当中仍然存在很多滞后问题，笔者针对此方面的问题，提出了相应的整改措施。然而，由于受到工作环境、研究场所等诸多方面因素的限制，在某些方面的分析说明还不够完美，仍然需要对这些问题进行更深入的研究，实现进一步的完善和提高，为城市10kV配电网的规划提供切实可行的参考依据。
参考文献：
[1]蒋洪增，侯杰.配电网建设中的实用技术探讨[J].科技创新导报，2011，（1）.
[2]黄派兵.浅谈快速查找10kV 配网线路故障的技巧[J].科技致富向导，2010，（29）.
关键词：住宅区；供电电源；负荷计算；变电站；低压配电
中图分类号：TV文献标识码： A
随着我国城市化进程的不断推进和各种物质的丰富，人们生活得到了极大改善，各种大型居住小区别墅的出现，人员居住更加集中，现代化程度更高，各种配套设施一应俱全。所以搞好居民住宅区的供配电设计，满足人们不断增长的物质文化生活的需要，应结合该居住小区的规模和小区规划需求，全面提升设计服务，保证居住环境在舒适性、美观性、安全性和环保性等方面的高要求。
1、供电电源的选择
住宅区一般应由10kV电源供电。住宅区中的住宅楼和其他公用设施的用电负荷分级，应符合现行的《建筑设计防火规范》和《高层民用建筑设计防火规范》等的规定。当住宅区内仅有三级负荷时，供电电源可取自附近的110～35kV区域变电所的若干10kV供电回路，当住宅区内同时具有一、二级负荷时，则应根据区域变电所的电源路数和变压器台数确定供电电源，若区域变电所的110～35kV电源仅为一路，则小区的备用电源应从另外的区域变电所引来。当小区内的一、二级负荷较小，且设置自备电源比从城市电网取得第二电源更经济合理时，可设置自备电源。对规模较大的小区，当区域变电所的10kV出线走廊受到限制或配电装置间隔不足且无扩建余地时，宜在小区内设置10kV开闭所(开关站)。开闭所宜与10kV变电站联体建设。总之，住宅区的供电方式必须与当地供电部门协商确定。
2、负荷计算
以前，住宅区用电负荷的计算，主要有单位面积法和需要系数法等，各地的计算标准千差万别。新的《住宅设计规范》出台后，对各类住宅的用电负荷标准、电表规格、进户线截面都规定了下限值。很多省、市、自治区也根据此规范并结合本地区情况，出台了地方住宅设计标准，对上述用电指标均作了等同或高于《住宅设计规范》的规定。据此，一般采用单位指标法进行负荷计算。
即Pc=ΣKx×Pe×N式中
Pe――单位用电指标，如：4kW/户(不同户型的用电指标不同)，可根据《住宅设计规范》或各地区的地方住宅设计标准的规定选取。
kWN――单位数量，即户数(对应不同面积户型的户数)
Kx――需要系数，《住宅设计规范》对其取值未作规定，有些地方标准有规定，但是差别较大。如果地方标准无规定，可参照《全国民用建筑工程设计技术措施-节能专篇／电气》的推荐值，具体按接三相配电计算时所连接的基本户数选定：9户以下取1；12户取0.95等。对小区内的商业、办公等配套公建及路灯用电负荷需用其他方法单独计算。
3、变电站的选型及设置
3.1变电站的选型
住宅区配电的视在功率S=ΣPc／COS￠
式中COS￠――功率因数，由于住宅以照明负荷和家用电器为主，一般取0.8~0.9(参见《住宅设计规范》条文说明6.5.1条)。当小区内有电梯、水泵、中央空调等动力设备时，其负荷应单独计算后再汇总。消防用电负荷一般不计入S――视在功率，kVA在计算设置变压器的容量时，应考虑变压器的经济负荷系数和功率因数补偿效果。变压器的经济负荷系数在0.6~0.75之间，变压器的负荷率应不大于0.85。10kV供电的功率因数应不低于0.9，否则应进行无功补偿。
由于住宅楼以单相负荷为主，容易造成三相不平衡负荷超出变压器每相额定功率15％的情况，因此，小区内应选用接线组别为D，yn11的变压器。住宅区用电负荷季节差别甚至昼夜差别都很大。所以宜选用空载损耗低的节能型变压器，如S9系列或非晶合金变压器。小区内设置的变电站的型式和数量必须根据小区规模、建筑类别(别墅、多层、高层等)及配电总容量并结合当地电业部门的供电系统规划来确定。目前住宅区内设置的变电站的类型有多种：独立型、户内型和分散型。独立型变电站一般用于规模较小或负荷比较集中的住宅区；分散型变电站一般用于规模较大、负荷分布比较分散的住宅区，大多采用箱体移动式结构(即箱变)，且一般设置开闭所(开关站)；户内型变电站一般用于高层且单体面积较大的住宅建筑。
供电变压器的台数及单台容量可按以下原则确定：对于独立型或户内型变电站，配电变压器的安装台数宜为两台，单台变压器的容量不宜超过1000kVA；对于分散型变电站，根据小容量多布点的原则，对以多层住宅为主的小区单台变压器的容量不宜超过630kVA；对别墅区单台变压器的容量不宜超过315kVA。
3.2变电站的设置
住宅区内变电站的设置应遵循以下原则：
(1)尽量接近小区负荷中心且进出线方便，以降低电能损耗、提高供电质量、节省设备材料。
(2)考虑合理的负荷分配及适宜的供电半径。单台变压器的容量一般不超过上节所述；中压供电半径：负荷密集地区不超过2km，其他地区应不超过3km；380／220V配电线路的配电范围一般不宜超过250m。
(3)当小区内有高层、多层或别墅等多种类型住宅时，宜按不同类型分别划分供电范围。
(4)当小区规模较大时，如果分期开发，应尽量按分期片区划分供电范围。
(5)一般按小区内干道的自然分隔划分供电分区，避免大量管线穿越马路、交叉重叠。
(6)与住宅楼(尤其是住户的南卧室)保持一定距离，一般不低于6m(现行规范无明确规定)，以满足防火、防噪声、防电磁辐射等要求。
(7)远离通信机房、微机机房和消防控制室等有防电磁干扰要求的房间。
4、低压配电系统
低压配电系统，应保障安全、配电可靠、经济合理、维护方便。住宅区低压配电应采用TN―S或TN―C―S系统供电方式，并在入楼处做总等电位联结，相线与零线等截面。从变电站到各栋楼或各中间配电点一般均采用放射式接线方式，低压线路一般采用YJV22型低压电缆直埋敷设，入户处穿钢管保护。对单元式高层住宅，可在每单元地下室设置小型低压配电间，分单元双电源供电。配电间内安放数台低压配电及计量柜，以放射式、树干式或分区树干式向各楼层馈电。对多层住宅或别墅，可在楼前适当位置设置落地式风雨箱或在楼内地下室设置落地式进线箱作为中间配电点，以放射式向各栋楼或各单元供电。每单元宜提供三相电源，以利三相负荷平衡。单元配电箱暗设在单元首层入口处。
单元配电大体有两种形式：第一种，单元配电箱内设单元总开关、分支开关及各分户计量电表，由单元配电箱到各户配电箱用放射式布线；第二种，单元配电箱内设单元总开关，由单元配电箱到楼层配电箱采用树干式布线，各层配电箱暗设在各层楼梯间墙上，在层配电箱内设有该层住户用计量表及配电开关，由层配电箱到各住户采用放射式配电。选择低压电缆时，除按计算负荷考虑与出线开关的保护配合外，还应保证供电质量，宜按经济电流密度选择电缆截面并适当考虑负荷发展裕量。
5、结束语
总而言之，住宅区的供电系统的设计，在可靠、舒适、美观和有利于发展的原则上，应该综合考虑技术上的可行性和布局上的合理性，经济上的适应性及使用上的安全可靠性等问题。
参考文献
[1]全国民用建筑工程设计技术措施／电气.北京：中国计划出版社，2009.
[2]陈．浅谈建筑供配电设计[J]．民营科技，2011，（6）.
