摘要：一體劃供電方案主要用于城市電網，以及建筑面積比較大的民用建筑與住宅小區(qū)。它可以使10kV更加深入負荷中心，由于縮短了低壓電纜供電半徑，不僅節(jié)省了大量低壓電纜，降低工程造價；還減了少電纜電能損耗與與電壓損失，有利于節(jié)省電能與提高供電質量。本文針對一體劃供電方案主接線與繼電保護等方面的問題進行了一些分析。供電氣設計與運行管理有關技術人員參考。
　　
關鍵詞：一體劃供電方案 主接線 樹干式供電 環(huán)網式供電 繼電保護
　　
　　一體劃供電方案是將10kV供電線路、220/380V供電線路與10/0.4kV變壓器統(tǒng)一規(guī)劃與設計的一種供配電方案。它將10kV電纜、環(huán)網柜、與箱式變相結合起來統(tǒng)一考慮，統(tǒng)一設計與訂貨。由于它可以節(jié)省掉電纜π接箱，體積小于相同容量的箱式變，可以使10kV更加深入負荷中心。民用建筑的住宅小區(qū)可以將一體劃箱式變安裝在住宅樓附近，超高層建筑可以將變壓器容量適當減小，將一體劃箱式變安裝在設備層。工業(yè)建筑可以將一體劃環(huán)網柜與箱式變安裝在車間內或車間附近。
　　
　　1一體劃供電方案主接線
　　
　　一體劃供電方案主接線有樹干式與環(huán)網式兩種。樹干式供電方案工程造價低，但供電可靠性也低，無備用干線時只能夠用于對三級負荷的供電。環(huán)網式供電方案可以取得兩個電源，供電可靠性有所提高，可以用于對二三級負荷的供電。環(huán)網式供電方案分為單側環(huán)網式供電與雙側環(huán)網式供電兩種。環(huán)網式供電方案運行方式可以根據當地供電部門的規(guī)定、用戶供電可靠性要求與繼電保護情況采用開環(huán)運行與閉環(huán)運行兩種方式。
　　
　　2樹干式一體劃供電方案有關問分析
　　
　　樹干式供電方案在某一段線路發(fā)生故障后，就會造成所有用戶停電，所以樹干式供電方案一般采用架空線，較少采用電纜。因為架空線路發(fā)生故障后容易尋找與處理。在“民用建筑電氣設計規(guī)范（2008版）”第3.2.10條中也提出，二級負荷可由一路專用電源供電，如果采用電纜時應采用兩個電纜組成的線路供電，其每根電纜應能承受全部二級負荷。

　　
　　一體劃供電方案進行一些改進后，就可以采用電纜線路。每個箱式變的進出電纜均采用插拔式電纜頭，而且在每個箱式變的出線處安裝高壓熔斷器保護。當只有一路電源時，就可以采用樹干式一體劃供電方案。圖一為樹干式一體劃供電方案的主接線單線系統(tǒng)圖。
　　
　　當某一段線路發(fā)生事故后，由高壓熔斷器進行保護斷開故障電纜，此時只能夠造成故障點以后的用戶停電，從而減少了停電范圍。故障點一般發(fā)生在熔斷與未熔斷的高壓熔斷器之間，很快就可以尋找出發(fā)生故障的電纜。此時拔出發(fā)生故障的電纜兩端的電纜頭，故障電纜以前的用戶就可以很快恢復供電。
　　
　　故障電纜以后的用戶需要在故障電纜修復后才能恢復供電，時間比較長。負荷及供電范圍不大時，可以設計低壓聯絡線，發(fā)生事故后可采用手動方式，適當切除一部分不重要負荷，及時恢復對部分重要負荷的供電。
　　

　　3環(huán)網式一體劃供電方案有關問分析
　　
　　圖二為一側環(huán)網式一體劃供電方案的主接線單線系統(tǒng)圖。當用戶有兩路電源時，環(huán)網的兩路電源分別引此兩段母線。用戶總變電站兩路電源一路運行一路備用時，母聯斷路器或隔離柜常合。有條件時也可以采用雙側環(huán)網式
　　
　　一體劃供電方案，用戶變電站的兩路電源分別引此上一級兩個不同變電站，同樣可以采用兩路電源一路供電、一路備用的開環(huán)運行。
　　
　　圖二所示一側環(huán)網式一體劃供電方案，各環(huán)網室采用高壓熔斷器保護與開環(huán)運行。環(huán)網距離短時可以將變電站某一段母線上的隔離柜拉開作為斷開點。當某一段電纜發(fā)生故障時，只能夠由人工操作將故障電纜兩端的電纜插頭拔出后，再將斷開點隔離柜合上恢復供電。此方案一般用于對二三負荷的供電。采用一體劃后，高壓電纜減少，各環(huán)網室可以更加深入負荷中心，縮短了低壓電纜供電半徑，不僅節(jié)省了大量低壓電纜，還減了少電纜電能損耗與與電壓損失。
　　
　　對于供電可靠性要求高的用戶，可以將各環(huán)網室的高壓熔斷器改為高壓斷路器，并采用數字式繼電保護裝置，主接線單線系統(tǒng)圖見圖三。運行時可將某一環(huán)網室的高壓斷路器打開作為環(huán)網斷開點。
　　
　　由斷路器代替高壓熔斷器后，就可以采用數字式繼電保護裝置與安全自動裝置。數字式繼電保護裝置與安全自動裝置又稱為微機保護裝置與微機安全自動裝置。數字式繼電保護裝置與安全自動裝置通過計算機通信接聯網后，就可以組成變電站綜合自動化系統(tǒng)。
　　
　　環(huán)網斷開點的斷路器可選用帶有備自投功能的數字式繼電保護裝置，實現備用電源互投。
　　
　　各環(huán)網室的數字式繼電保護裝置可選用具有方向保護、線路縱差保護與保護選擇性連鎖等功能的數字式繼電保護裝置，繼電保護的選擇性可以得到保證，事故后恢復供電時間可以縮短，供電可靠性就可以得到提高。
　　
　　4雙回路環(huán)網式供電方案
　　
　　北京市電力設計院針對北京市金融街地區(qū)供電可靠性要求高的原則，本著一次系統(tǒng)主接線簡單，采用先進技術與節(jié)約投資的精神，采用雙回路環(huán)網式供電方案，一次系統(tǒng)主接線見圖四。此方案還可以用于工礦企業(yè)供電系統(tǒng)。
　　
　　雙回路環(huán)網式供電方案采用開環(huán)運行時，各用戶可以實現兩路電源同時供電，但用戶變壓器二次側應分列運行?？刹捎米儔浩鞫蝹鹊蛪簜渥酝侗ＷC供電的可靠性。如果雙回路環(huán)網式供電方案采用閉環(huán)運行，各用戶就可以得到四路電源同時供電，供電可靠性更高。
　　
　　圖四所示雙回路環(huán)網式供電方案中，各用戶選用兩臺變壓器，當用戶負荷比較大時，單臺變壓器容量就比較大。低壓開關柜與低壓出線就非常多；變壓器速斷保護保護靈敏系數有時就會滿足不了要求，需要采用差動保護。此時如果采用環(huán)網式一體劃供電方案，將變壓器分為四臺以上，變壓器單臺容量減小，就可以深入到負荷中心。主接線圖見圖五與圖四下半部分。
　　

　　5數字式繼電保護裝置用于環(huán)網式供電繼電保護功能的改進
　　
　　根據國家標準“繼電保護和安全自動裝置技術規(guī)程（GB/T14285－2006）”第4.4.2.2與4.4.2.3條規(guī)定：環(huán)形網絡的線路，不宜出現環(huán)形網絡（即閉環(huán)）的運行方式，應開環(huán)運行。當必須以環(huán)形網絡（即閉環(huán)）的方式運行時，為簡化保護，可以采用故障時將環(huán)網解列而后恢復的方法。第5.2.4.3條還規(guī)定：由幾段串聯線路構成的電力網，為了補救速斷保護無選擇性動作，可采用帶前加速的重合閘或順序重合閘方式。此條用于樹干式供電。
　　
　　數字式繼電保護裝置具有方向保護功能，環(huán)網式供電繼電保護的選擇性會得到更大的改善，運行方式也可以改變。環(huán)網式供電兩側電源短路容量不同，以及電纜線路距離不同時，短路電流大小就不同。用于環(huán)網式供電的數字式繼電保護裝置，可以設置兩套保護定值，發(fā)生事故后可根據短路電流方向不同，起動不同的繼電保護動作電流。這樣繼電保護的選擇性就可以提高。
　　
　　環(huán)網式一體劃供電方案用于工業(yè)企業(yè)內部供電系統(tǒng)時，可以采用閉環(huán)運行方式。選用具有光纖縱差保護功能的數字式繼電保護裝置，繼電保護的可靠性與選擇性都可以提高。繼電保護整定也比較簡單。
　　
　　用于環(huán)網式供電數字式繼電保護裝置應增加保護選擇性連鎖功能。發(fā)生短路事故后及時發(fā)出短路信號，并及時接收和處理短路信號。當接收不到短路信號時，說明下一級繼電保護沒有動作，事故發(fā)生于本段線路，速斷保護動作跳閘。當接收到短路信號時，說明下一級繼電保護動作，事故發(fā)生于本段線路以后的線路，速斷保護自動增加延時，作為下一級繼電保護的后備保護。這樣也可以提高繼電保護的選擇性。
　　
　　6環(huán)網式供電的單相接地保護
　　
　　目前我國10kV供電系統(tǒng)為電源中性點不直接接地系統(tǒng)，發(fā)生單相接地故障后，當對地電容電流不超過規(guī)程規(guī)定值10A時，可以繼續(xù)運行一定時間。此時需要設計Y/Y/△（開口三角形）型電壓互感器，選用數字式電壓互感器監(jiān)測裝置，進行單相接地故障報警。然后采用依次斷開線路的方法尋找故障線路。
　　
　　發(fā)生單相接地故障后，當對地電容電流大于過規(guī)程規(guī)定值10A時，為了保證人身與設備的安全，單相接地保護應動作于跳閘。此時需要設計Y/Y/△（開口三角形）型電壓互感器與零序電流互感器。選用具有單相接地保護功能的數字式繼電保護裝置，根據零序電壓與零序電流兩個判據進行單相接地保護，并動作于跳閘。
　　
　　隨著城市供電網規(guī)模的不斷擴大，對地電容電流也越來越大。單相接地保護必須動作于跳閘。為保證單相接地保護跳閘的可靠性，供電電源中性點可采用串聯電阻后再接地的接地方式。這樣發(fā)生單相<