10kv变配电房设计中常见问题及解决措施

10kv变配电房设计中常见问题及解决措施

发表时间：2019-05-24T10:56:07.687Z 来源：《电力设备》2018年第35期作者：邵凯旋

[导读] 摘要：随着城市电网覆盖面的迅速发展、电力的需求快速增长、负荷密度也越来越集中，不断涌现的城市大型金融、商贸、办公和住宅等各类综合体，使得电力负荷发展迅速。10kV配电系统逐渐出现了容量小、损耗大等不足，“高不成，低不就”的局限性日趋突出。 (广州市东湖水电安装工程有限公司)

摘要：随着城市电网覆盖面的迅速发展、电力的需求快速增长、负荷密度也越来越集中，不断涌现的城市大型金融、商贸、办公和住宅等各类综合体，使得电力负荷发展迅速。10kV配电系统逐渐出现了容量小、损耗大等不足，“高不成，低不就”的局限性日趋突出。文章针对20kV变配电房的设计做了一些探讨，仅供同行参考。

关键词：10kV；设备参数；配电房尺寸

引言

由于高压配电系统本身的复杂性，其设计工作对技术要求非常高，设计人员需要严格把握设计的每个细节和质量，对于设计中出现的各种问题，及时采取措施解决，从而保证10kV变配电房运行的安全性和稳定性。

1、确定高压供配电系统主接线

高压供配电系统主接线的设计需要满足《供配电系统设计规范》以及《10kV及以下变电所设计》规范的要求，同时还必须结合地方供电部门、高压供配电系统主接线的设计要求。因此，在高压供配电系统主接线设计的过程中，首先须与地方供电部门进行沟通，确定实际用电需求。负荷开关以及断路器是当前主要采用的高压开关柜形式，其中负荷开关主要采用环网柜形式，断路器则通常采用断路器柜形式。国家对两种高压开关的使用并未进行明确的规范，但是负荷开关的结构和控制相对较为简单，因此，一般选择负荷开关作为高压开关，只有当变压器电流大于800kVA时，才会要求采用断路器柜作为高压开关。用于住宅配电的公变变压器以及用于单个用户的专变变压器由于所属产权及管理者的差异，供电部门也提出了不同的要求。通常来说，公变用户由于电费是低压每户收取，并且变电所直接由电力部门管理，因此，单台变压器的容量通常不会超过800kVA，其高压允许使用环网柜，主接线相对较为简单，环网柜单电源主接线图如图1所示。当单个用户的用电量大于100kVA，则需要专变变压器进行变压，如果用电量在315kVA以下，则可以选择环网柜进行高供低计。而在用电量大于500kVA时，则要求断路器柜作为高压开关，并采用高供高计的形式。当用户的用电量大于400kVA，而小于500kVA的情况下，也须采用高供高计的形式，但主接线形式则相对简单一些，只须设计一台进线柜和一台出线柜。对于双电源用户来说，须配置至少两台专变变压器，并且必须采用断路器柜接入主接线，同时采用高供高计的形式，单电源断路器柜主接线形式如图2所示。

图1 环网柜主接线图

图2 断路器柜单电源主接线

在电源形式选择的过程中，须结合地方实际情况以及用电负荷确定。在供电条件许可的情况下，如果存在大量的一、二级负荷，则须采用双电源供电，其中，一级负荷须设置两个独立的电源，二级负荷则设计为双回路，同时配置两台变压器，并且所有电缆需要能够承载最大的一、二级负荷。

2、计算短路电流

在对高低压开关、线路以及开关设备进行选择时，需要结合计算出来的短路电流进行具体选择。下面选择630kVA变压器高压侧以及低压侧的三相短路电流进行计算。假设110kV/10kV变电站有一台容量为40000kVA的变压器，为三相双绕组无励磁调压变压器，联结组别为Ynd11，短路阻抗为10.5Ω，具体如图3所示，10kV/0.4kV变配电所的距离为4km，电缆型号为YJV–8.7/15kV–3x95，末端变压器的容量为630kVA，接线为Dyn11，短路阻抗为4.5Ω，分别对末端变压器高、低压侧的三相短路电流进行计算。在实际工程应用中，由于通常不知道前端110kV变电站的具体容量以及该变电站与所设计的10kV变配电房的实际距离。在这种情况下，可以对10kV变配电房端的短路电流值进行假设，假设在距离较远的情况下，10kV变配电房端的短路电流为200MVA，而在距离较近的情况下，10kV变配电房端的短路电流为300MVA，以具体的计算结果作为依据进行设备的选择。根据前面的计算来看，短路容量随着与电源点距离的增加而减小。在电压相同时，与电源点的距离越大，短路电流越小，而当短路容量相同时，短路电流随电压的增加而不断减小。

3、相关优化设计措施

3.1配电设计的优化

首先，针对10kV变配电房设计，目前，我国已经出台了一套较为完整、成熟的设计规范，因此，相关设计人员在开展实际设计工作

时，必须严格遵守该设计规范按部就班的进行布局设计，这样才能保证变配电房的整体设计质量，达到理想的供配电设计效果。此外，相关管理部门应对变配电房的设计过程以及设计情况进行全面的监督和检验，一旦发现问题，要立即通知设计人员按照规范要求进行修改，必要时，还要对设计人员开展定期的专业化培训，这样才能确保最终的设计结果，满足供电部门的可持续发展需求。其次，设计人员要在工作开展前，做好相应的调研工作，不仅要综合相关建筑施工单位的用电环境、用电容量、用电规模等进行全面的考察，而且还要在制图前对建筑设计院所提供的电气施工图进行认真的审核，确保供电电源、设备选型等工作与预期标准相吻合。同时，还要合理规划线缆路径，尽量避开人群集中区域，这样才能在确保施工安全的基础上，制定出科学完善的设计方案，进而为后续工程施工提供正确的指导。最后，在设计过程中，相关设计人员还要充分考虑配电房设计的灵活性和便捷性，不仅要对所涉及的配电设备位置和数量进行优化配置，而且还要根据实际情况设置完整实效的回路设计方案，并优化相关的工艺技术，这样才能提高10kv变配电房的设计水平，使其可以满足行业标准要求，实现最大化的运营发展目标。

3.2节能降耗设计的优化

首先，要合理选择配电线路。在配电房设计过程中，相关设计人员应按照节能降耗的设计标准来开展具体设计工作，即一方面要确保导线的节能效果，选用一些电导率较小的导线，另一方面还要结合负荷等级合理配置导线，例如，一、二负荷级别的供电需求，可以采用铜导线，而三类负荷或者更小级别的负荷供电需求，可以采用铝芯导线，并严格控制导线长度和线缆横截面积，这样才能确保变配电房的节能优化设计目标。其次，要合理选择变压器设备。以便可以最大化节省电能，降低有功功率损耗。目前市面上出售的节能变压器类型有：S9、S11、S13系列变压器。其中以S11和S13系列变压器的应用率最高，因为其在运行使用过程中，可以降低约30%以上的空载损耗和40％的空载电流。所以，在设计10kv变配电房时，就可选用S11、S13系列变压器设备。最后，要合理选择线缆。针对10kV变配电房的节能优化设计，可以采用YJV22和VV22型聚乙烯电缆，因为这两种类型的线缆重量较轻，且耐磨性以及载流量十分明显，可以完全满足10kV变配电房运行要求。而在布局设置线缆时，应在其表面设置绝缘性高的PVC电缆套管进行保护。并采用铝芯线缆作为导电材料，这样才能在节能降耗的基础上，减少设计成本，提高整体变配电房的设计质量。

结束语

综上所述，10kV变配电房设计工作具有一定的复杂性和系统性，要想保证最终的设计质量和设计效果，除了要提升相关设计人员的专业化水平以及综合素质，还要采取相应的优化设计措施，做好配电优化设计工作以及节能降耗优化设计工作，这样才能提升10kV变配电房的设计标准，满足我国电力系统持续稳定的长期发展需求。

参考文献:

[1]周梦渊.10kV变配电房设计方案研究[J].自动化应用,2018(12):125-126.

[2]黄巧林.10kV变配电房安装问题与解决措施[J].通讯世界,2018(04):218-219.

[3]张影侠.10kV变配电房设计的重点[J].南方农机,2017,48(10):174.