摘要：当前，随着我国城市化建设的迅速发展和推进，在我国一些地区尤其是北方地区，城市住宅及公共建筑对供热的需求日益增加，对供热工程的供配电系统设计也提出了新的要求。供热的最终目的是要将热能输送到人们的住房内，为人们提供日常所需的热量。因此，供热工程中电气化工程及其自动化技术设计的合理与否，直接关系到供热企业的运行是否可靠和稳定，需要设计人员高度重视。
关键词：集中供热；供配电系统；设计优化
一、城市集中供热工程中供配电系统的发展现状
城市集中供热供配电系统的主要对象是城市中的热源厂和热电站，本文主要以设计中的某个热源厂作为实例，进行供配电系统的现状分析。首先重点阐述进行供配电系统设计的先决条件即负荷计算。作为热源厂的供配电系统设计首先必须进行用电负荷的计算和变压器的选型计算。热源厂的外部供电电源一般按二级负荷要求进行设计，一般由电力部门提供两回10kV电源线路供电，两回线路可同时工作，也可一回工作一回备用。任意一回因故停止供电时，另一回线路应能承担热源厂所有负荷供电。下面进行用电负荷计算，热源厂用电负荷主要采用需要系数法进行计算，其中功率因数0.80，需要系数0.85，假如工程计算负荷中10kV有功功率是7395kW，0.4kV有功功率为2572kW，根据这样的数据进行方案设计，如果选择两台10/0.4kV 4000kVA的变压器，一台工作，一台备用，任意一台因故停运时另一台均能承担所有0.4kV负荷用电，则前期投入的资金非常高，目前这样的设计方案在供配电系统中占有非常大的比重，不太利于供配电系统的高效、节能运转，给建设方投资带来了较大的负担。另外，在城市集中供热工程供配电系统的设计中，不仅是一次系统的设计不尽如人意，在变电所的二次系统设计中同样也存在一定的问题。例如，许多变电所操作系统是由直流操作和交流操作并行，导致供电可靠性比较低，在使用过程中常常出现电流不稳定、控制模式复杂等问题。还要许多热源厂主厂房供配电系统及泵房配电系统的设计存在局限性，设计过程中考虑问题不全面，资金投入不到位等导致设计安全性和可靠性不高，实际使用过程中效率不高等一系列问题。
二、供配电系统对城市集中供热工程的重要意义
供配电系统是城市集中供热工程中非常重要的内容，能够为城市集中供热工程提供重要的动力，促进城市集中供热工程不断提高服务质量和水平，促进城市建设不断发展，有效促进人们生活品质的提升。城市实现集中供热是现代化城市不断推进、城市基础服务设施不断发展的重要组成部分，供配电系统作为城市集中供热工程中重要的部分，在设计的过程中应本着安全、可靠、经济等原则，有效实现供配电系统的发展，有效实现节约能源、减少设计建设过程中对城市整体环境的污染和破坏，有效提高城市集中供热工程对可持续化经济发展的促进作用，不断提升成城市集中供热工程的科学合理化水平。
三、城市集中供热工程供配电系统的设计优化
3.1变电所操作系统设计优化
变电所的操作系统主要分为两种操作手段：①交流操作；②直流操作，在整体的设计中，应改变传统的操作模式，在进行规划设计中，应增加资金的投入，采用直流操作模式。直流操作模式具有交流操作不可替代的作用，交流操作虽然投入的资金相对较少，但是后续容易出现问题，影响供配电系统的良好运行，而直流操作虽然前期投入资金相对较多，但是能够为分合闸回路以及保护装置等提供非常可靠而平稳的电流供应，不仅减少后续出现问题的概率而且促使供电的品质得到稳定的提升，能够为城市集中供热工程的质量提高做出重要的贡献。
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3.2主厂房配电系统的设计优化
主厂房的配电系统一般分为10kV配电系统和0.4kV配电系统，一般由10kV高压配电室、0.4kV低压配电室、变压器室（或室外变压器场地）、控制室、值班室等组成。热源厂循环水泵配置必须在4台左右，电动机一般有10kV和0.4kV两个电压等级。水泵的电源分别由高、低压不同母线段供电，平常高低压水泵一般部分运行部分备用，一旦部分水泵或者一段母线发生故障，可通过自投装置保证备用水泵的可靠投入，有效保证水泵运行的安全性和可靠性。另外热源厂锅炉系统的供配电系统也是主厂房配电系统中重要的部分，锅炉系统主要由给煤机、鼓风机等设备做成，锅炉系统设备电源一般由变电所的同一段高压或低压母线段提供，一旦锅炉系统发生故障，可切除此系统电源，有效保障其他系统的平稳运行，为供热工程的平稳运行提供重要的支持和保障。
3.3热源厂内蓄水池泵房的配电系统优化
在热源厂的蓄水池泵房配电系统中应设置一台柴油发电机，这样的设计方案能够起到非常重要的作用。传统设计中蓄水池泵房一般不设置柴油发电机，这是由于当时设计的局限性或者资金问题，导致柴油发电机的设置一直没有受到重视。如果没有柴油发电机，那么一旦热源厂突然出现停电等事故，就非常容易造成热水锅炉汽化，严重危害着热水锅炉的使用安全和运行效率。为了保证生产给水泵的正常平稳运行，蓄水池泵房中的电源一般是从不同变压器的的低压母线段引来，而且设计中必须进行双电源的自动切换，但是一旦外部两个电源同时停止供电或者两台变压器同时停运时，则泵房将失去电源。因此在设计中增设柴油发电机，虽然前期资金投入较大，而且设计有一定的复杂性，但是这样的设计方案能够有效保障蓄水池泵房的供配电系统实现安全可靠平稳的运行，有效改善城市集中供热工程中出现断热或者供热不均匀等现象，推进城市集中供热工程质量不断提高。
3.4热源厂主要供电设备的设计优化
为了有效保障供电设备设计的合理性以及可靠性，下面重新进行计算和选择，并对方案进行有效改进，如工程负荷计算中功率因数为0.80，需要系数为0.85，计算负荷中10kV有功功率为7395kW，0.4kV有功功率为2572kW，在变压器选型计算中，为了提高变压器工作效率，同时降低建设方投资，又要保证供热厂一级和二级负荷的可靠供电，设计选用两台10/0.4kV 2000kVA的变压器，两台变压器低压母线进行联络。正常情况下，两台变压器分列同时运行，可保证所有0.4kV负荷的用电，当一台变压器因故停运或者一台变压器母线段发生故障停电时，可通过自投装置切换至另一台变压器和母线段供电，但只能保证供热厂一级和二级负荷的供电，三级负荷要停运，以保证一台变压器运行时不超载。这样的设计方案可减少建设方的资金投入，两台变压器同时运行也能充分利用变压器的效能，一台变压器运行短时间内也能满足供热厂供热水平，两台变压器能够互补，可靠性比较高，能够有效推进城市集中供热工程的质量和水平不断提高。
结语
总而言之，供配电系统是城市集中供热工程的核心和重点，在实际工作中，必须重视对供配电系统的设计优化，对其中存在的问题或者隐患要进行全方位的思考，不断进行思想创新，对设计方案进行多层次、多方面的考量，掌握关于配电系统中最前沿的科学技术，对其进行设计优化，促使其不断提升效率，进一步推进城市集中供热工程的效率不断提高，有效推进城市基础建设不断完善，促进城市进步和发展。
参考文献
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[2]丁彩红，陈兵.市政工程低压配电设计常见问题及策略[J].低碳世界，2017.
[3]周志伟.供热系统大温差供热优化运行的研究与应用[D].北京建筑大学，2014.
论文作者:黄战辉
论文发表刊物:《电力设备》2017年第25期
论文发表时间:2017/12/20
标签：集中供热论文; 系统论文; 变压器论文; 城市论文; 热源论文; 供配电论文; 工程论文; 《电力设备》2017年第25期论文;