10kV变配电所设计的常见问题及解决策略

1、10kV 变配电所设计的常见问题及解决策略摘要： 10kV 变配电所设计是一项系统的工程， 在设计 过程的每一个步骤都不是单独进行的，因而需要统一考虑。 本文主要围绕 10kV 变配电所设计的常见问题进行探究，首 先分析高压供配电系统的主接线的确定，再对短路电流的计 算、变配电所设计存在的问题以及设计方案进行探讨，以供关键词：10kV;变配电所；问题；设计方案、八 、-前言10kV 变配电所的设计涉及到多个环节， 例如负荷等级的 确定、变压器的选定、短路电流的计算、相关热动稳定性的 计算、电费计量以及功率因素补偿等，有时还要负责对低压 出线回路的漏电以及谐波的抑制要求进行监测。变电所设计 部门

2、提供的设计施工图要经过当地供电部门的审查，确保计 量及安全的需要。1.高压供配电系统的主接线高压供电系统的主接线不仅要满足当地供电部门的要 求，同时也要遵从 10kV 及以下变电所设计规范及供配 电系统设计规范的相关规定。常用到的高压开关有两种， 一种是以真空负荷开关以及 SF6 为代表的负荷开关 （环网柜）， 另一种是以真空断路器为代表的断路器。但是国家对具体使 用哪一种开关没有明文规定。但是鉴于负荷开关的控制简单， 并且需要配合电动操作机构才能满足继电保护需求，为此对 于超过 800kVA 的变压器一般采用断路器柜。用于某个用户的变压器（专变）以及用于住宅配电的变 压器（公变）由于管理者与

3、产权不同，为此供电部门对此的 要求也有区别。 例如，对于公变的电费由于是低压每户收取， 并且是由变电部门直接管理，为此单台变压器的容量控制在 800kVA 以下，为此允许使用环网柜， 其特点是接线较为简单。电能计量装置原则上应设在电力设施的产权分界处。对 专线供电的高压用户，应在变电站出线处计量；对公共线路 供电的高压用户，用电总量在 315kVA 以上的，应在用户受 电变压器的高压侧计量，用电总量在315kVA 及以下的，可在用户受电变压器的低压侧计量。特殊情况下，专线供电的 用户可以在用户侧计量，公共线路供电的 315kVA 以上高压 用户可在受电变压器低压侧计量。公用变压器供电用户采用

4、低压计量方式。2.短路电流的计算2.1 建立模型这里假设在 110kV/10kV 变电站有一台容量为 40000kVA 的变压器，属于三相双绕组无励磁调压式变压器。其短路阻 抗为卩k%=10.5,连结组别为 Ynd11。距离10kV/0.4kV变电所 的距离为4km ,使用的电缆为 YJ 8.7/15kV 3x95,相应的 末端变压器容量为 630kVA,其短路阻抗为 卩k%=4.5,连结组 别为 Dyn11 。然后在此基础上计算末端变压器在高、低压侧 的三相短路电流。2.2 结果分析 有上述条件得到的短路电流及短路容量分别为：Id1=21kA， Sd1=382MVA；Id2=9kA， Sd2

5、=164MVA；Id3=18.64kA，Sd3=12.9MVA。其实在实际的工程中并不一定知道前端110kV变电站距离设计的 10kV 变电站的距离或者前端变压器的容 量，此时可以依据离前端变压器的远近来计算，并据此进行 设备选择。从以上结果不难看出，距离电源点越远得到的短 路电流越小。同时在同级电压中距离电源点的距离越近，短 路电流越大；而在同样的短路电容下，如果电压越低，相应 的短路电流就越大。目前来讲主要使用的高压开关为VS1以及VD4，相应的额定对称短路电流为16kA、20kA、25kA、31.5kA、40kA、50kA，通过合理的选择必然可以满足设计要求；在常用的低压开关 中，空气断

6、路器的额定短路电流有以下几种：125kA、110kA、100kA、85kA、75kA、65kA、50kA、42kA。而塑壳断路器的 短路电流则从 16kA 到 200kA 不等。为此只要合理选择，也 很容易满足规范要求。3 .变配电所设计问题分析3.1 主接线不符合设计要求 实际中出现的主接线不满足电力部门对于功率因数以 及计量要求主要是由于和电力部门的沟通不畅所致。导致这 一问题的原因有：设计人员对于电力部门的产权界限划分不 明确；不清楚保证电源的高可靠性需要收取费用，从而盲目 的提升或者降低等级；不了解电力部门对于功率因数达不到 设计要求要罚款的规定等均会造成设计的不合理。3.2 平面布置

7、不合理 设计变电所的文件要满足一系列的要求，例如变电所的 出入口设计或者通道设计方面：当变电所设备采用干式时可 以与主建筑放于一起，但是要费用防火门；当位于高层建筑 内要设置气体自动灭火装置与自动报警装置；当建筑物长度 超过了 7m 要设置两个出口，并且至少一个出口要满足设备 的搬运要求；如果建筑的长度超过 60 要在中间加设出口； 如果设备本身的长度超过了 6m 就要在背后设置两个通道， 如超过 15m 还要在中间增设通道。 同时在布设通道时要首选 直线形，避免U或者是L形，从而减少中间接头。3.3 进线电缆及变压器容量的选择不合理在设计中有时会出现将100 lOOOkVA的变压器的高压侧统

8、一使用YJV-8.7/15kV 3x50的电缆，这种选择尽管可 以满足在流量的需要，但是不能满足热稳定要求。例如在 630kVA的高压侧要至少使用 3X 70的电缆。此外当使用两台变压器时，使用的变压器及电缆的选择要首先考虑到100%的一、二级荷载的容量。4.10kV 变配电所设计中相关解决对策4.1 自动化装置选型 在变配电所自动化装置选型中，必须要根据不同建筑物10kV 变配电所的实际情况进行全面的分析， 以此选出合适的 自动化系统。选择合适的自动化装置，能够有效的降低出现 问题次数，节约建设成本，减少不必要材料的浪费。同时当 具备着良好的系统功能后，有着较高的质量和可靠性，并提 高 10

9、kV 变配电所电力系统的可信度，有利于电力系统的安 全稳定运行。4.2 接口问题 在设计接口问题时，要对建筑物用电的要求和当地供电 企业的需求进行有效的分析，同时工作人员和厂家要进行有 效的沟通，同时由相关的人员将不必要问题进行有效的协调， 以此减少接口出现不必要的问题。4.3 抗干扰问题在解决 10kV 变配电所的抗干扰问题时，必须要对电力 系统的抗干扰性进行科学合理的试验。在对抗干扰性进行试 验时，在利用风扇、手提电话和开合断路器等设施时，同时 可以利用高温、耐热和动模试验等方式以此进行抗干扰性试 验。4.4 进线微机保护装置的问题 在进线微机保护装置存在的问题方面，在过载保护设置 在变压器回路上，当哪一个回路出现过载的现象时，那么这 个回路就会出现跳闸的现象，全工程不会出现过载跳闸现象。 在进线微机继电保护装置进行设计时，保护装置主要包括过 载保护、速断保护和失压跳闸保护。为了节约出线开关跳闸 的时间，可以在进线开关方面设置过载保护。当电力系统出 现短路故障时，速断保护可以将故障电流回路进行及时快速 的切断。5.总结语10kV 变配电所作为为用户提供电力的中心