10kV组合式计量柜的研制及在基建用电中的应用论文_齐红涛,开圣武,詹满杰

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摘要:针对基建用电的临时性和容量不确定性(负荷逐步增大)的特点,为在保证供用电安全前提下降低基建用电客户的电力设施投资,缩短用电业务的时间,同时制定一套统一的基建用电供电方案,研制了专门为基建用电使用的10kV组合式计量柜。该计量柜以KYN-28型金属铠装移开式开关柜为主体框架,将计量表计及其附属设备、开断设备和保护设备集成于同一柜体内,同时实现计量、开断和保护三种功能,既为用电客户节省了大量配电室建设费用和设备购置费用,同时降低了基建用电新装和增容的复杂程度,节省了办理用电业务的时间。该发明已经量产,并在芜湖地区得到广泛应用。

关键词:基建用电;供电方案;组合式计量柜;用电业务。

随着城市建设速度的加快,基建临时用电报装数量逐年增加,在高压新装用户中所占比例也大幅增加。以芜湖市为例,2015年报装的基建用电数量已经占高压业扩数量的27.6%。通过对安徽省基建用电供电方案的分析,发现现在执行的供电方案,要么用户需要建设标准高压配电室统一配电,要么采用高供低计的计量方式,一个用户多个户头,配置多套计量装置。前者由于基建用电的临时性将造成很大的投资浪费,而后者又增加了供电企业的计量投资和后期管理难度,随着基建用电存量和增量的上升,上述弊端越发明显,亟需改进。

1.目前基建用电供电方案存在的弊端

1.1 标准高压配电室方式的不足

该种供电方案与正式用电的技术要求相同,用电企业需规划高压配电室场地,按照《国家电网公司输变电工程典型设计-10kV配电工程分册》及其他涉及规范和标准的要求建设受电工程。对于基建用电来说,其具备临时性的特点,很多基建用电的使用期限不足3年便申请销户,受电工程面临短期大拆大建的弊端。另外,标准高压配电室的供电方案由于工程复杂,工期时间长,新装用电业务的办理时间很长,给基建企业带来很大不便。

注:数据来自芜湖营销SG186系统及档案资料。

1.1 一企多户头并采用高供低计计量方式的不足

该种供电方案是对于一个基建项目,供电企业仅提供一处电源点(为保障供用电安全,除在高压侧进行倒闸操作的多电源供电外,严禁一个供电区域出现多个电源点),该电源点出线所接的每台变压器电量均采用高供低计的计量方式,每台变压器在供电企业都是一个供电户头。此方式对于一个基建用电客户需配置多套计量表计,增加了供电企业的计量投资。同时多个户头加大了供电企业和用电客户的管理难度。该方式使因疏忽导致多路电源进入一个供电区域的可能性增大,隐患严重。

注:数据来自芜湖营销SG186系统及档案资料。

2.组合式计量柜的基本结构

2.1 柜体结构

10kV组合式计量柜的柜体参照了目前广泛使用的金属移开式铠装开关柜KYN-28型柜体的结构。其特点是柜内空间大,具备理想的柜体深度,足够的空间为组合式计量柜的设备集成提供可能,同时具有维修方便的优势。采用KYN-28型柜体亦可以减少设计和施工单位的工作难度,该柜体在已经广泛使用了几十年,工作性能非常不错。整个柜体分成四个部分:上部计量及仪表室,中部断路器室,下部互感器室和后部电缆室。

2.2 进出线单元

柜体的进出线即电缆进出柜体的方式。进出线分为四类:上进上出式(进出线电缆均采用电缆桥架布置)、下进下出式(进出线电缆均采用电缆沟布置)、下进上出式(进线电缆采用电缆沟布置,出线电缆采用桥架布置)和上进下出式(进线电缆采用电缆桥架,出线电缆采用电缆沟布置)。电缆桥架适用于采用电缆沟布线困难的场所,如无电缆夹层的二层及以上的高压配电室,电缆沟因其方便施工,且配电室内的布线美观,在满足施工条件的前提下,得到了广泛的采用。基建临时用电的配电室由于建设在待开发的地块内,电缆沟的施工非常简单,所以在进出线设计中,经过综合考虑选择了下进下出的进出线方式。选择电缆下进的另一个重要原因是:为了方便计量装置的检修,需将断路器置于计量装置的进线侧,也就是说电缆进入柜体首先需与断路器连接,对于电缆桥架的“上进”方式,施工非常困难,遂未采用。

柜体内的电流通路呈一“n”形几何状态,剖面简图如下:

图1 下进下出的进出线单元

2.3 设备布局

在进行设备布局的设计中,遵循的基本原则是:在保证设备足够安全距离的前提下,要方便设备的维修,即所有计量、保护和检测设备的电源侧具备明显断开点功能。对此,我们提出了两个方案。

通过对上述两个方案的分析,虽然第一套方案电气设备元件相对集中,但仍能达到各电气设备的安全运行距离,考虑到检修方便的重要性,依然选择第一套方案作为组合式计量柜的执行方案。

2.4 断路器单元

为了达到计量等设备检修方便,断路器选择抽屉式。针对国内广泛采用的断路器种类,选择了3种备选断路器,并对其优缺点进行了分析,选择结果如下:

2.5 计量单元

高压计量装置包括电能表、电压互感器(PT)、电流互感器(CT)及其二次接线和表箱等设备。根据供电企业规定,电能计费用电能表由供电企业统一配置,经供电企业计量装置检定机构检定合格后方可使用,不允许使用非供电企业提供的电能表作为计费用电能表。

目前广泛使用的10kV高供高计电能表为智能电能表,电压等级

为3×100V,电流1.5(6)A,精度0.5s级。10kV高供高计PT为电压倍率10000/100V,精度0.2级;10kV高供高计CT电流倍率按一次电流选取,精度0.2s级。

3. 设计图纸及元器件清单

通过上述各单元的设计,完成了组合式计量柜的原理图和总装图等整套图纸和元器件清单。

图2 10kV新型组合式计量柜原理图 图3 10kV新型组合式计量柜总装图

注:元器件清单中除计量单元设备外,均采用与KYN-28中置柜相匹配的元器件。

4. 组合式计量柜在基建用电中的应用

2014年8月25日,芜湖市方特欢乐世界处长江路西侧、景观大道南侧R-10地块基建用电的装表临时用电业务采用了10kV新型组合式计量柜的计量形式,该地块截至2015年末,先后报装基建用电变压器8台,对其业务数据进行的跟踪统计如下:

图4 R-10地块高压电房远景及内部组合式计量柜

5. 组合式计量柜的效益分析

组合式计量柜的使用降低了基建用电客户办理用电业务的时间,同时降低了用电企业和供电企业的投资,效益十分显著,现以上述R-10地块的临时用电工程为例具体分析:

1)经济效益:

以R-10地块基建用电业务为例,采用10kV新型组合式计量柜进行计量后,将为供电企业节省7套计量装置,每套计量装置的采购价格按照6000元计算,该户的计量成本就节省了42000元。将该项目广泛应用后,其经济效益将更为可观。

2)管理效益:

新型组合式计量柜使用以后,有效解决了同一地块装设多台变压器时出现多个户号的现象。新型组合式计量柜使用以后,用户只需要为一个户号预购电,只要该户号内有余额,整个用电区域都可正常用电,可为用户节省了人力、物力,用户满意度大幅上升。

按照先前的做法,客户需分别报装多台变压器,申请多个报装业务,业务人员需分别受理,为业务人员和客户增加了工作量。客户需设计多份图纸让业务人员审核,业务人员需多次到现场勘查、验收和送电。通过该计量柜的使用,可大大减少业务人员和客户的工作量。

3)社会效益:

用户先前办理基建用电业务时,需重新开户,按照新装业务办理。新型组合式计量柜使用以后,用户按“高压增容”业务,省去电源点方案制定、产权分界设备施工等环节,极大的节约了业务办理所需时间,提高了客户满意度。

6. 结束语

组合式计量柜目前已经在芜湖地区的装表临时用电中得到广泛的应用,该设备大大节省了电力用户办理用电业务的时间,特别是逐渐增容的基建用电客户,突破性降低了第二次及以上业务报装的时间。同时该计量柜相对于标准高压配电室的建设,降低了用电企业的受电工程投资,也为供用电双方的后期用电管理带来了方便。组合式计量的应用得到了广大基建用电的大力支持,极大提升了装表临时用电客户的满意度。未来将对该计量柜的使用情况进行跟踪分析,统计并改进出现的不足,逐步提高其运行性能。

参考文献:

[1]刘振亚 国家电网公司输变电工程典型设计-10kV配电工程分册[M].2007:11-12

作者简介

齐红涛(1989),助理工程师,主要从事节能减排(电能替代)技术、电力营销管理技术等工作。

开圣武(1973),男,高级工程师,主要从事营销大客户服务管理等工作。

詹满杰(1972),男,工程师,主要从事营销大客户服务管理等工作。

论文作者:齐红涛,开圣武,詹满杰

论文发表刊物:《电力技术》2016年第6期

论文发表时间:2016/10/17

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