某综合保税区的供配电系统设计
【摘要】：本文从工程用电负荷等级、供配电系统设计、配变电所的设置、变配电智能化系统以及节能措施等几个方面，介绍了某综合保税区的供配电系统设计，体现了对综合保税区设计理念的把握。
【关键词】：综合保税区，负荷等级，供配电系统，配变电所，节能
综合保税区是设立在内陆地区的具有保税港区功能的海关特殊监管区域，由海关参照有关规定对综合保税区进行管理，执行保税港区的税收和外汇政策，它集保税区、出口加工区、保税物流区、港口的功能于一身，可以发展国际中转、配送、采购、转口贸易和出口加工等业务，是我国目前开放层次最高、优惠政策最多、功能最齐全、手续最简化的特殊开放区域。设立综合保税区，可以利用综合保税区的政策优势，加快发展本地外向型产业和贸易中转服务，形成开放型经济体系，对当地的发展提供强有力的政策支持，形成吸引资金和资源的强大优势。但是由于综合保税区具有区域面积大、用电负荷等级高、用电设备分散等特点，所以它不同于一般的民用或工业项目，在供配电的设计上有一定的特殊性，笔者结合刚刚做过的某综合保税区工程，介绍一下综合保税区工程中的供配电系统设计的思路和方法。
一、工程概况
某综合保税区主要由综合办公区、卡口外停车场、罚没库场地、熏蒸库场地、围网及卡口等几部分组成，规划用地面积5.073平方公里。区域内主要建筑为综合办公楼、报关大厅、查验罚没库、熏蒸库等，其中综合办公楼地下1层，地上10层，为一类高层公共建筑；报关大厅地下1层，地上2层，为多层公共建筑；查验罚没库、熏蒸库地上1层，均为单层库房。区域内内还分散设有三个预判卡口，围网总长度约13000米，沿围网根据需要共设置4处人流卡口，在主卡口外及查验罚没库处共设置三处室外停车场（约50000平方米），货车停车位366个。
二、工程用电负荷等级
根据国家相关规范及《海关特殊监管区域基础和监管设施验收标准》的要求，本工程的消防设备、应急照明、弱电系统、高层客梯、生活水泵、排水泵以及海关监管设备、围网监控电源等设备用电为一级负荷，其它设备用电均为三级负荷。经计算，本工程用电设备总安装容量4023.74kW，其中照明安装容量1197.34kW，一级负荷安装容量928.9kW。
负荷计算采用需要系数法，计算结果如下：
全部用电设备总安装容量4023.74kW
有功功率2600.85kW
补偿后无功功率971.46kvar
补偿后视在功率2776.4kVA
功率因数0.94
总需要系数0.65
增容3700kVA
三、供配电系统
本项目采用两路10kV电源供电，两路电源分别引自机场110kV变电站和规划4#110kV变电站，满足一级负荷供电要求。两路电源同时工作，互为备用，一路电源故障时，两路电源间的高压联络开关闭合，由另一路电源向所有的一级负荷供电，以保证一级负荷用电的可靠性。
高压系统采用单母线分段方式运行，每段母线设独立的电源进线，经高压开关柜分配后向各变压器供电。两路10kV电源同时工作，互为备用，两段高压母线间设联络开关，当一路市电故障时，联络开关合闸，由另一路市电保证一级负荷的用电。
变电所内的变压器均采用分列运行，两台变压器同时工作，互为备用，其低压侧设联络开关，当一台变压器故障时，联络开关合闸，由另一路市电保证一级负荷的用电。
对于消防控制室、海关监控机房等对供电要求比较高的设备，采用设备自带UPS作为保安电源，以免两路10kV市电停电、缺相、电压或频率超出范围，或同一变配电所两台变压器同时出现故障时，丢失重要数据。
四、配变电所的设置
1、综合办公区的配变电所：
综合办公楼是整个综合保税区的管理指挥中心，主要功能为海关和国家检验检疫局的监控、管理机房、报关大厅、办公室、设备站房等，也是用电级别最高、负荷最集中的地方。因此在地下一层设变电所1座，作为本项目的总配变电所，包括高压配电室、变压器室、低压配电室、值班控制室等，内设KYN28型高压柜14面，直流屏1套，SCB-160010/0.4,D,Yn11型变压器2台，GCS型低压柜17面，供综合办公楼、卡口的低压用电设备和其它区域的10kV变电所用电。
2、查验场区的配变电所：
查验场区包括海关查验罚没库和国检查验罚没库两座建筑物，主要功能为海关和国检现场办公室和相应的办事大厅以及仓库。根据场地内的负荷计算，在查验场区设箱式变电站1座，内设S9-25010/0.4,D,Yn11型变压器1台，供海关查验罚没库、国检查验罚没库内的用电设备用电。
3、熏蒸场地的配变电所：
熏蒸场地包括熏蒸处理库、焚烧间和药品间，是国家检验检疫部门对出入境货物、集装箱进行检验检疫处理的重要设施，根据用电负荷需要，在熏蒸场地设箱式变电站1座，内设S9-20010/0.4,D,Yn11型变压器1台，供熏蒸库、废弃物焚烧间内的用电设备用电。
4、围网监控设施配变电所：
该工程围网总长度约13000米，用电设备主要为围网监控设施、巡网道路照明、人流卡口等，负荷等级高，设备分散，供电半径大，因此沿围网一周均匀设置三处箱式变电站，各内设S9-6310/0.4,D,Yn11型变压器2台，供以上设备用电。
10kV供电系统示意框图如下：
e五、变配电智能化系统
为保证供配电系统安全可靠运行，提高管理水平，本设计采用变电站微机自动控制系统,可对本供电系统实行四遥即遥测、遥信、遥控、遥调功能。微机综合保护是一种专用于电力系统的智能型综合保护监控装置，它集测量、信号、控制、保护于一机。该装置可单机运行（分散安装于各高压开关柜内），也可与微机联网形成变电站综合自动化系统。显示单元可显示电压、电流、有功、无功等数据，满足相、线电压、电流、功率、COSφ、频率、谐波含量等全监功能。该装置对高压进线柜进行定时限过流保护和定时限速断保护。对变压器馈电回路采用定时限过流保护,短路速断保护,及变压器温度保护。
在各变电所装设记录变压器低压侧各出线回路的电流、电压、频率、有、无功、功率因数、谐波含量、电度计量等参数的智能仪表。要求监控仪表具有网络接口，通讯功能。要求能通过断路器所带的分励脱扣器和故障报警触点，监控断路器的运行状态,还可根椐市电失电情况发出信号切除非保障负荷。
六、节能措施
1、合理选定供电半径：在确定各处变电所位置的时候，根据用电设备的分布情况，尽量将变压器（变电所）设置在用电负荷中心，这样可以减少低压线路长度，降低线路损耗，提高电能的利用率。
2、合理设置无功功率补偿：在供配电系统中，许多用电设备如电动机、变压器、灯具的镇流器等很多电器设备均为电感性负荷，会产生滞后的无功电流。为了提高供配电网络的功率因数，在低压配电室装设补偿电容器，每套气体放电灯具均设置电容补偿，补偿后功率因数达到0.92以上，从而减少输电无功功率损耗，改善电能质量、提高供电能力。
3、合理选择变压器：选择高效低能耗变压器。力求变压器的实际负荷接近设计的最佳负荷，提高变压器的技术经济效益，减少变压器空载和负载损耗。
4、抑制谐波危害：电压波形是衡量电能质量的三个主要指标之一。谐波电流的存在不仅增加了供配电系统的电能损耗，而且对供配电线路及电气设备也会产生危害。为了抑制谐波，在变压器低压侧电容器柜增加电抗器，有效滤除中性线和相线的谐波电流，这样不仅净化了电路，而且降低了电能损耗，提高了供电质量，保证系统安全可靠运行。
5、电能计量作到三级计量，加强考核，节约能源。
七、结束语
综合保税区作为一个特殊的区域，对供配电系统的要求比较高，其能否正常、可靠的运行，直接关系到保税区的封关验收工作，因此作为综合保税区工程中非常重要的一部分，我们设计人员一定要对供配电系统引起足够的重视。
参考文献：
[1]中国航空工业规划设计研究院组编.工业与民用配电设计手册（第三版）.中国电力出版社，2005
[2]中华人民共和国机械工业部.低压配电设计规范（GB50045-95）.中国计划出版社.2002
[3]中国建筑东北设计研究院组编.民用建筑电气设计规范（JGJ16-2008）.中国建筑工业出版社.2008
