一体划供电方案在工业与民用建筑配电设计中的应用
一体划供电方案是将工业与民用建筑配电系统中的电缆、断路器与变压器统一规划后，开发出一种成套性更强的一体划集成变电站，具有体积小、重量轻、全绝缘、电缆为插拔式连接等特点的新型产品。采用后10kV高压可以直接深入负荷中心，不仅可以降低电缆的电能损耗与运行费用，为达到“节能减排”创造条件；而且可以简化工业与民用建筑的配电设计，减少设计与施工工作量。采用变电站综合自动化系统（微机保护）后，继电保护与备用电源互投功能增强，供电可靠性得到提高，运行方式更加灵活。
1一体划供电方案的工程应用情况
一体划供电方案已经在许多工程项目中被设计采用，有些已经投入运行。基本上达到预期节能效果。有一居住小区，有三座43层塔楼，原来配电系统设计，在B栋地下一层建一个10kV变电站，在有多路220/380V低压线路向本楼与另外A、C两栋塔楼供电。B栋塔楼与A、C两栋塔楼之间的距离为40米左右。220/380V低压线路的电压降与电能损耗都比较大。采用一体划供电方案后，按照供电半径为12层布置一台一体划集成变电站，220/380V低压线路的供电距离缩短很多，电压降与电能损耗也就有较大小。初步统计，每年可以节省运行费用约20％。
有一大学采用两路10kV供电线路在校区内形成环网式供电，10kV总变电站位置与容量不变，每栋教学楼根据负荷大小设设置一台一体划集成变电站，全校共设置24台。电缆电能损耗可降低80％，仅此一项全年就可节约运行费用几十万元。
一体划供电方案是一个比较新的供电方案，被人们认可要有一个过程，在技术上有些地方有时还可能出现和设计规范与设计手册相适应的问题。任何新技术与新产品必须满足设计规范与设计手册的规定。当设计规范与设计手册对某一方案或某一技术功能还没有作出明确规定时，要积极进行宣传，大家应解放思想，以积极而慎重的态度来给以支持，才能加快新技术与新产品的发展与应用。
一体划供电方案与一体划集成变电站已经在实际工程中投入运行，取得了较好的预期效果。如何进一步提高一体划供电方案中供电系统的可靠性，使其能够在工业与重要的民用建筑配电系统中推广应用。在继电保护与备用电源互投等方面应进行新的研究与开发，同时还需要得到供电、设计、施工与使用等单位的支持。
2一体划供电方案应用中供电系统的设计与运行方式
目前我国工业与民用建筑配电设计仍然采用总变配电站与车间变电站相结合，以树干式或放射式供电为主。环网式供电系统由于受到继电保护与备用电源互投的限制，只能用于二三级负荷，采用的还比较少。
采用一体划供电方案与一体划集成变电站后，10kV高压可以直接深入负荷中心，工业与民用建筑配电设计要发生较大的变化，环网式供电系统会逐步得到推广。
有一大型引进工程项目有40多个车间变电站，按照我国目前的设计规定需要设计一个总变配电站与车间变电站。此工程项目供电系统设计了一座110/10kV总变配电站，然后从两段10kV母线上引出四个环网，每个环网上各有10个左右车间变电站。运行方式上采用闭环运行，供电可靠性得到保证。此供电方案如轮在投资、设计、施工以及运行等方面都有一定的优越性。
一体划供电方案与一体划集成变电站用于环网式供电系统后，其优越性更能够得到发挥；根据供电系统规模与负荷等级的不同，有多种环网式供电方案。
图一、二与三为三种环网式供电方案。图一用于无重要负荷的一般性工业与民用建筑供电系统。如果采用一路电缆带多个一体划集成变电站，以树干式供电使10kV高压深入负荷中心。一旦有一段电缆发生事故，事故点离电源越近，停电范围越大，电缆检修好之后才能够恢复供电。现在采用两路电缆并列运行，成本会增加而电缆电能损耗会降低。万一有一段电缆发生事故需要检修，停电后将发生事故的电缆从一体划集成变电站电缆插拔式连接处拔出，然后恢复供电。在电缆检修期间就可以恢复供电，就可缩短事故停电时间。但发现与查找事故仍然需要一定的时间。
图二用于有重要负荷的中小型工业与民用建筑供电系统。它采用两路电缆组成环网式供电。外部有两路电源供电，运行方式为母联常合一路电源运行，另外一路电源备用，或者为母联常开，两路电源同时运行。环网式供电分别引此两段10kV母线上。根据继电保护与备用电源互投情况，可以开环运行，也可以闭环运行。当某一段电缆发生事故，保护动作后就可将其切除。闭环运行不出现停电，开环运行通过备用电源互投，也可以在非常短的时间内恢复供电。
图三用于有重要负荷的大中型工业与民用建筑供电系统。运行方式可根据供电部门的规定或用户的需要采用开环或闭环运行，供电可靠性得到保证。采用一体划供电方案与一体划集成变电站后，可以简化变电站设计，加快施工进度，降低线路的电能损耗。
4环网式供电的运行方式
环网式供电系统有开环或闭环运行两种运行方式。我国目前环网式供电普遍采用开环式运行。中间某一段线路发生事故后，靠近电源端的断路器保护动作后事故跳闸，线路另外一端的环网室全部停电。因此必须解决备用电源互投问题。
开环运行的环网式供电系统的断开点，即备用电源互投点，不应简单的设在某一端电源的出线处。而应通过负荷距计算，设在两边负荷距比较接近的某一环网室，这样可以减小电缆电压损失与电能损耗。如果有计算机系统，根据负荷距变化及时调整断开点，即备用电源互投点，就更为理想。
环网式供电系统采用闭环运行方式后，中间某一段线路发生事故后，发生事故的线路两端断路器保护动作后事故跳闸，只要不发生越级跳闸，各环网室就不会停电。此时应解决好发生越级跳闸后的后加速自动重合闸问题。因为两路电源同时运行，无备用电源互投问题。但两路电源同时运行母线上的短路电流由两路电源提供，出线断路器的遮断容量就需要按照两路电源提供的短路电流来进行校验。
5环网式供电系统的继电器保护与备用电源互投
开环运行的环网式供电系统，继电保护相对简单一些。采用微机保护后，微机保护的功能比较强，电流速断与过电流保护可以满足要求。不带延时的电流速断仍然按照短路电流大小来进行整定和保护选择性配合。也可以再增加一级带延时的电流速断，按照时间阶梯保护选择性配合，作为不带延时的电流速断的后备。
在正常运行时只有一路电源供电，备用电源投入后，短路电流就要发生变化，电流速断与过电流保护的整定值必须根据主供与备用电源运行方式的改变及时进行调整，否则在发生短路事故与过电流时继电保护就容易发生误动。采用微机保护后，保护整定值的调整比较方便，可以由人工根据运行方式进行调整，也可以由微机保护装置自动进行调整。
闭环运行的环网式供电系统，继电保护比较复杂。随着短路点的变化，短路电流就要发生变化，由于两路电源同时运行，电流速断保护与过电流保护的整定值无法随之改变。因此必须采用带方向的线路纵差动保护。当两路电源引此同一个变电站的两段母线时，短路事故点发生在闭环中间时，带方向的线路纵差动保护也会出现死区。如何解决这一问题，需要进行深入的研究。
闭环运行的环网式供电系统，由于两路电源同时并列运行，无备用电源互投问题。开环运行的环网式供电系统，备用电源互投与现有的备用电源互投动作过程基本相同，只是当断开点发生变化时，备用电源互投点也发生变化，微机保护可以通过人为设置来解决。
6结束语
随着变电站继电保护技术的不断发展，供配电设备与继电保护技术也一定会不断提高。一体划供电方案与一体划集成变电站出现之后，环网式供电的可靠性就有了保证之后，可以促进环网式供电的推广。环网式供电在节省电缆长度与减少开关柜数量方面都有一定优势，这一点在城市与大中型企业供电系统优为重要。所以进行环网式供电的继电保护新技术的开发与研究，还是有一定意义的。
