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1、用户供配电系统设计合理性的某些现状与思考本文由whwhisee贡献用户供配电系统设计合理性的某些现状与思考杨天义（信息产业电子第十一设计研究院有限公司，成都市） （ ， ，）条件好的地方供电部门会发布一些对用户供电的 企业标准或内部规定文件。至于供电电源及系统的相 关参数等资料往往不会“免费提供”。而许多当地供 电部门的内部规定或审图要求往往因地区、因人而 异，所以。即使你拥有多年的设计经验。也同样会面 临各种“新问题”而不得不按当地供电部门的审图 意见修改设计。有时一个符合规范要求的合理方案会 被改成一个明显欠合理的方案此时即使你搬出国家 标准条文或行业标准亦无济于事。有的业主甚至不得 不“

2、舍弃”甲级设计院的设计而另行委托当地供电 部门的乙、丙级设计单位“重新设计”。在此就供配电 系统设计中某些技术问题简述如下。， ， ，“ ， ， ， 摘耍就用户供配电系统设计合理性的某些现实问题，包括用户供电电源电压的选择、双电源 的“独立性”、用户供电电源进线设计、环网供电用 户的“环网接入”、用电计量及收费对用户供配电系 统可靠性设计的影响等问题结合规范提出了作者的看法。关于供电电源及供电电压选择问题用户供电电源电压别无选择 供配电系统设计规范第条要求“用电单位的供电电压应根据用电容量、用电设备特 性、供电距离、供电线路的回路数、当地公共电网 现状及其发展规划等因素，经技术经济比较确定”。

3、 然而一些地方的用户供电电源电压实际上却别无关键词供配电系统合理性现状引言供配电设计工程师都知道：按照供配电系统设选择。按照标准电压 计规范（ ）的要求，一项工程设计在 了解了项目用电的“负荷性质、用电容量、工程特 点”及用户（业主）的相关要求后，还必须了解“地 区供电条件”，才能“合理确定供电方案”。 笔者认为不仅要了解当地供电条件还要了解 当地供电公司的相关企业标准或内部规定的要求。否 则你就是“入乡”而未能“随俗”所作的用户供配 电系统设计就免不了修改。而要了解当地公用电网的 相关资料及当地供电部门的地方性规定却并不容易。（ ）的规、 、定我国的高压“标准电压”配置有： 、 、 、 、

4、、 等级别。其中。、级一般用于企业内部的“配电电压”： 级以上则为各电网公司超高压电网之间的“送电电压”。而供电公司对用户供电的公共电网 之中压高压“供电电压”则一般仅为、级；其中级仅适用于用电负 荷量很大的钢铁、冶金、石化等少数特大型企业用 户。因此，绝大多数工业与民用用户的“供电电压”只有、 、 级可供选择。万方数据旦皇垡曼皇墨墼塑堕鱼矍焦塑墨些墼堡是墨耋！塑墨墨）建藐电乞。 口年第期 各地供电部门对公用配电网的“供电电压”配置 架构各不相同。例如华东某大城市的公用配电网电压主推、 ；而华南某地区主推、；出“无论从电网取几回电源进线也无法得到严格意 义上的两个独立电源”。供电部门也只承诺“

5、主供、 备供电源尽可能相对独立” （深圳供电局业扩工作制近悉华东某省的公用中压配电网又主推 要限制 。上述“一刀切”的作法导致量大面广的度一）。因此，从公用电网的不同电源点 （变电所开闭所）。或同一电源点的不同母线段引出 的两路主供、备供电源至用户即认为满足“一级负 荷”的供电“独立性”要求只要在一般情况下两路 电源不会冈故障而同时断电即可 按七述要求，当前各地供电部门对中、小容量用户广泛采用的环网供电是否满足“一级负荷”的供某些中压供电用户实际上面临供电电压别无选择的 不合理结果如华东某大城市的一些用电负荷量较大的企业只能从公用 配电网引出路及以上 线 路供电。如某超大规模集成电路芯片厂计算

6、负荷约 ，主变为干式变压器配电变电要求呢？例如某级甲等医院的设计中要求采用压器台总容最 为保证可靠性考虑 一原则采用从个电源点引来路 线路同 时供电。另一更大产能的集成电路芯片厂则采用路双路电源供电（或路专线加另一路公共备用线供电）而当地供电公司却批复采用“双电源单环 网”方式供电将该医院置于环网第一用户。并将开 环点置于医院的母联开关处如图所示。线路同时供电。 而华南某地区的一些用电负荷量较大的用户则只能从当地公用变电所引出路及以上线路供电 如位于某高新产业同区的某电子厂配某三甲医院 用户电变压器共台总容量只开闭所能从园区 变电所引来路专线供电（三用一备）；位于另一负荷开关（闭合）高新产业园

7、区的某通讯设备厂配电变压 器共台总容量达 用户断路器（断开）口断路器（闭合）图用户用户某三甲医院市电环网供电方案示意图宁愿从园区 变电所引出路专线同时供电也不愿花数千万元 建用户变电所。 这种多回路、大截面电缆、大电流的供电方式无 疑增大了网损和有色金属消耗是否也是我国电网 损耗居高不下的原因之一呢？ 至于华东某省供电部门要限制更为量大面广的 供电电压则又可能导致许多中小容量用户 增大供电设备及站房投资。上述各地供电部门对公用 配电网本就不多的“供电电压”配置还要“一刀切” 的作法是否合适笔者以为有待商酌。 双路供电电源的“独立性”问题 供配电系统设计规范要求“一级负荷应由两 个电源供电；当一

8、个电源发生故障时，另一个电源不 应同时受到损坏”。对“一级负荷”采用的两个电源 供电亦有一定的“独立性”要求。该规范条文说明指该医院对所有要求断电时间不超过 的医疗设 施已配置有应急电源（自启动柴油发电机及）。 而对于断电时间可超过 的重要医疗设施采用上 述环网供电方式似已满足其供电的可靠性要求但是否满足规范对两个电源供电的“独立性”要求呢？设计手册中亦说明图环网供电方式只适用于二、三 级负荷配电。但供电公司认为：在正常情况下其 公用电网的可靠率达上述环网供电方式已 满足两个电源的供电要求：仅在非正常情况下（因故需通过该医院对下一用户供电开环点外移至其它用户处时）。此时如再发生故障，才可能导致

9、医院全部 停电；此种“重复故障”概率较小，规范亦允许不予 考虑。笔者对此虽表理解，然而是否满足规范“强条”（供配电系统设计规范第条）关于双 垫堕 万方数据（重）电源供电的“独立性”要求呢，笔者认为有待 商酌。后经笔者会同业主方与供电公司协商，供电公 司最后同意从不同电源点（变电所及配电所）各引来 一路电源供电从而满足了规范“强条”关于两路电 源供电的“独立性”要求。 顺便指出当地供电公司并不像其它供电公司那 样要求用户另设“环网室”及环网开关设备。而是 直接将环网接入用户高压配电系统减少了配电层 次。降低了故障率并节约了投资，笔者对此深表赞 同（见本文第节所述）。 关于双（重）电源供电系统的运

10、行方式问题 对于双（重）电源供电的用户，其供电系统的 运行方式有两种：两路电源“同时供电、互为备 用”；两路电源“一用一备”。前者在正常情况下不 会全部停电供电可靠性高于后者。 然而供电公司可能于避免供电容量及供电 设施资源闲置“浪费”的考虑批复用户的供电运 行方式为： “主供电源、备供电源一般采取一主一越好另外供电部门还明确指出：“备用电源原则上只能作为客户生产的备用电源，而一般不能作为客户 的保安电源。如客户的保安电源由供电单位提供不能 满足要求时，必须由客户自备解决”（出处同上）。因此，对某些安全负荷，我国规范要求除双（重）电 源供电外。“尚应增设应急电源”。用户供电电源进线设计问题用户

11、供电电源进线设计应首先了解当地供电部门 的下列许多地方性规定： 专用计量柜是“必须”位于进线断路器之 前还是“必须”位于进线断路器之后？各地供电部 门对此规定并不一致。各地供电部门对用户的审查意 见常有许多条“必须”显示其不容质疑的强势 地位。但笔者对此条“必须”却存质疑：此问题似与 地域无关，国家标准（）和电力行业标准（） 能否有一个统一的指导意见。 如专用计量柜“必须位于进线断路器之前 其两端必须要有明显的断开点”（摘自华南某电子厂 供电公司审图要求）。那么笔者疑惑：如专用计量柜 位于进线断路器之前断路器手车能否算是后端的“明显的断开点”？备供电方式。原则上不采用同时供电、互为备用的方式”

12、（深圳供电局业扩工作制度一）。因此就不宜采用单母线分段系统。同时还要求“主供 电源、备供电源必须加装可靠的电气闭锁装置。有 条件时需加装机械闭锁装置”（出处同上）。因机械闭锁装置一般只允许手动转换这就排除了在主供 电源和备供电源之间装设自动转换装置的可能性。 对用户而言又进一步降低了供电的连续性但对供 电公司而言可以通过人工手动转换来临时调配“备 供电源”容量避免了供电容量及线路资源闲置的“浪费”。高压专用计量柜是否“必须”为当地供电部 门的某指定产品？为此， “该柜与其它高压柜的连接必须是高压电缆连接故 高压系统图中与 高压计量柜的连接部分必须加母线提升柜”（出处同 上）。笔者疑惑：这几个“

13、必须”是真的合法和“必须”的吗因此对双（重）电源供电的重要用户，其供电 可靠性设计已经不是一个技术上的问题了而是供电 部门的一种“管理规章”。当然在发、供电容量紧 张时期。这种控制措施也是必要的。 此外，供电部门对采用两路电源“同时供电、互 为备用”方式供电的用户将按全部供电变压器容量的 加收高可靠性供电费的规定（见本文第节）， 也迫使一些用户权衡利弊而放弃其高可靠性供电要 求，不采用“单母线分段系统”。 所以用户的高压供配电系统设计还应考虑上 述运行方式及经济性的制约供电可靠性并非越高如专用计量柜“必须”位于进线断路器之 后则在进线断路器手车柜之前是否还“必须”加设 进线隔离手车以形成“明显

14、的断开点”。各地供电部 门对此规定亦不一致。笔者疑惑：进线断路器手车柜 的手车触头如不能算是“明显的断开点”。隔离手车 的触头就能算是明显的断开点吗？且不说另加的进线 隔离手车柜增加了占地和投资其与进线断路器之问 的五防联锁闭锁还增加了故障率 对专用计量柜内电流互感器（）、电压互 感器（）和计量仪表的各种特殊要求。如华东某 市某小型机械加工厂仅设一台配变 按相关万方数据曼皇堡堡皇墨竺塑生垒望垡堕苎肇理壁皇墨苎！塑墨兰！建虢电乞。 口 年第期 标准应为类计量用户和为级已符 合要求。但当地供电公司却要求提高配置为及 级，并要求“、均为双次级、三元件”。凡此 种种提高标准。乃至多重“主、副计量”配置

15、的不 合理要求。在各地供电部门大有推广之势（见本文第节所述）。变的 高压侧经过了个开关两段电缆显然有违供配电系统设计规范“供电系统应简 单可靠同一电压供电系统的变配电级数不宜多于 两级”的原则。笔者认为：某些要求在用户电源进 线上另设“环网（开关）室”，特别是如上例中环网 室与用户高压配电室仅一墙之隔的重叠的环网接入 系统虽然方便了供电部门的“单独管理”要求，但 却加大了用户的站房及环网设备投资。增加了配电级 数并降低了用户的供电可靠性。 上述作法始见于上个世纪年代而今已为许 多地方供电部门所采用有的已作为对用户要求的部 门规章之一。 然而也有个别供电部门并不作如此要求。如 前例某三甲医院原供

16、电方案就不要求设置重叠的“环网（开关）室”接入系统，而是将环网电缆直接接入供电部门对高压进线电缆的电压等级、规格 截面的要求。如，公用 系统中性点接地即使采 用低电阻接地系统仍要求高压电缆提高绝缘等 级；额定电压必须采用 级，不能采用 级更不能采用 级了。至于进线电缆的规格截面不论用户的负荷大小亦须 符合当地供电部门的统一规定故有的设计人员干脆 在设计图纸上标注为“由供电部门确定”。 上述仅为用户供电电源进线段的设计就有这许多 从技术上说不清、道不明的种种“必须”要求。看似 简单的用户 配电系统设计有多“复杂”由此 可见一斑。用户高压配电室：只需在用户的供电协议中规定其两 路进线开关和母联开关

17、须受供电公司调度控制即可：环网供电用户的“环网接 入一问题近年来。公用电网对中、小容 量用户大力推广环网供电方式一 些地方的供电部门对用户提出了必 须单独设置公用“环网（开关）室” 的要求并规定了面积尺寸和位置 要求（有的地方还不允许附设于用 户总配变电站旁必须在靠近公用 配电网线路路径的厂区红线内位置另建）。所以用户内就出现了“公用 环网配电系统一用户环网（开关） 室一用户高压配电系统一终端变配 电系统”的多重配电接线系统以 某一级负荷用户（某病毒技术研究 中心）为例其系统接线如图所 示在其用户高压配电室旁又另设 一“环网（开关）室”。 显然该用户供电系统是一个 重叠复杂的环网供电系统每台配

18、图某病毒技术研究中心高压供电系统图 万方数据 一型：垫堕！且其控制操作可由用户值班电按供电公司调度指令 进行不需供电公司人员亲自去用户现场操控环网开 关。从而加快了环网供电的恢复时间。 因此笔者认为，如能将公用环网开关直接与用 户高压配电系统相融合。则可以大大简化系统接线， 如将图的用户供配电系统改为图所示。很明显负荷开关熔断器控制及保护配电变压器比采用断路 器的保护特性更好也更经济。有的负荷开关熔断 器组合电器产品资料表明已能保护变压器。 的配电用电计量及收费对用户供配电系统可靠 性设计的影响各地供电部于用户高压进线专用计量柜的各种 要求在本文第节已列出不赘述。 对“常用备用”电源供电的用户

19、供电部门要 按用户的备用电源容量一次性加收约元的 高可靠性供电费（注：早前就有对双路供电“互为备 用”方式的供电“贴费”按变压器总容量加倍收取的规定图接线减少了配电“级数”。降低了故障率并减少了用户的设备投资和站房面 积。唯一使供电部门“不方便”的是不能单独管理 环网开关设备而已但如按上述某三甲医院的调度 管理办法来看单独管理的要求似乎并非优点和 “必须”。 顺便提出：因用户的配电变压器容量未超过供电 部门通常规定的 如将其高压侧断路器改“贴费”停止收取后改为加收“高可靠性供电为负荷开关熔断器控制及保护的配置方案还可以 进一步优化设计。降低投资。但是各地供电部门对采 用负荷开关熔断器控制及保护

20、配电变压器的容量限 制又各不相同。大多规定容量不超过 。也费”）：如为两路电源“同时供电、互为备用”的方 式则按全部供电变压器容量的加收“高可靠 性供电费”。此种经济措施迫使一些用户权衡利弊而 放弃高可靠性供电要求有可能影响到用户供配电系 统的可靠性设计。 如为两路电源供电的“一、二级负荷”用户。为 降低高可靠性供电费用供电电源的运行方式可采用 “一用一备”方式。其供电可靠性虽 比两路电源“同时供电、互为备用” 的方式有所降低（前者在失电转换 期间全部断电）但只要工艺，用电有规定不超过甚至 者从相关技术 资料及设计手册看只要负荷开关熔断器组合电 器的“转移电流”或“交接电流”参数校验合格采用设

21、备允许可采用适于佣一备”方式的“单母线不分段”接线两路进 线从母线一端接入并互为闭锁。如 用户用电负荷较大宜采用“用 一备”的供电方式可大幅度降低 高可靠性供电费用而其供电可靠 性与“互为备用”方式基本相同。 供电部门一般不允许设置“备用电源自动投入装置”市电常用电源与备用电源的手动转换时间不能满足断电时间为 以下的应急安全负荷的供电要求。故此类市电备 用电源一般不能作为应急电源。图环网电缆直接接入用户供配电系统示意图 如为供电可靠性要求不高的 “二、三级负荷”用户为了免交高 万方数据旦宝堡蔓皇墨堕堡丛鱼墨堡塑薹些堡堡皇墨查！塑苎兰！一口口年第期 建裁电乞。可靠性供电费用可不要求“备用”电源。

22、此时，供 电公司不允许在两路及以上高压常用电源之间设置任 何联络回路故用户供配电系统只能取消高压母联或 采用“线路一变压器组”接线只能在两台变压器 二次侧设置低压母联以提高供电的可靠性和灵活 性而供电公司可通过限制其二次侧总开关的规格或 整定值以防止用户在低压侧自行转移负荷。 对供电可靠性要求较高的“一、二级负荷”用 户当用电负荷量较大时其高可靠性供电费用将相 当可观。例如前述华东某市一些“一级负荷”的超大 规模集成电路芯片厂引入路或以上 线路同时 供电时。为了少交数千万元“高可靠性供电费”其“高压柜中高压的精度为 级 “在高压进线开关柜和变压器的精度为级”：开关柜中安装系列多功能电子式电能表

23、（）、 、级”（摘自某特区招商局供电公司对某三甲医院的审图意见）。 笔者注：经咨询供电公司计量部门此处的高压 柜不仅是专用计量柜，而且包括所有高压柜（进线、 出线、母联）均要求装设高精度和：在高 压进线柜和变压器出线柜中亦要求重复设置“参考 计量”仪表而其仪表精度要求仅为级变比为一 。笔者愚钝，对此精度高低及变比不匹配的计量设备要求及重复设置的“参考计量”是否合 理实不理解，希供配电同行不吝赐教。侧供电系统采用“线路一变压器组”的接线虽然在主变二次侧设置了母联但因其 系统供 电可靠性不高仍对这些“一级负荷”用户的供电可 靠性有严重影响任何一路 电源突然断电都会 导致该用户产生“重大的”的经济损

24、失。“低压进线柜中主计量采用系列（）、 、级多功能电子式电能表，校核计量采用（或者）系列（）、， 、级有功电能用电重复计量问题近年来一些地区供电部门对用户的用电计量装 置除有第节所述的各种高准确度的要求外还要求 有高压“主计量”、低压“副计量”。甚至还有多重 主、副计量的各种要求。现摘录部分计量要求如下：表”：“变压器计量的用电流互感器采用一、：、级，共组（只）， 分别接到主计量和校核计量中”（出处同款）。 笔者疑惑：变压器低压侧的“主计量”和“参考 计量”及其高精度的单独装设要求是否合理及必要？“对于专变客户原则上在用户从上述例举的供电部门企业规范或审图意见可 以看出用户的用电计量点计有：供

25、电专线首端 “主计量”、用户高压进线处或产权分界点“主计 量”、用户每台配电变压器高压侧“参考（副）计 量”、每台配电变压器低压侧“主计量”及“校核 计量”。共约处主、副计量点。如此多重计 量是否合理和必须呢？用户却需为供电公司的多 重高精度的计量要求“买单”。当然，这点投资相对 于用户投资的某些供电设施无偿移交来说又算不得 什么了。侧安装电能计量装置作为主计费点同时应在低压总 进线侧安装电能计量装置作为副计费点计量 装置原则上装在供电设备的产权分界点由专线 供电的客户计量装置应装在专线的首端。如不在 专线首端计量。其线路损失由该客户负担” 电局业扩工作制度一）。（深圳供“本工程的计量方式为：每一回路作高压总计量每台变压