關(guān)于10kV變電所設(shè)計(jì)的分析與討論

遼寧金鼎鎂礦集團(tuán)有限公司 劉瑞邦

關(guān)于10kV變電所設(shè)計(jì)的分析與討論

遼寧金鼎鎂礦集團(tuán)有限公司 劉瑞邦

本文闡述了10kV變配電所設(shè)計(jì)時(shí)，高壓供配電系統(tǒng)主接線的確定，短路電流計(jì)算的方法及利用短路電流來選擇設(shè)備和校驗(yàn)電纜，結(jié)合實(shí)際設(shè)計(jì)中常見問題的分析來說明設(shè)計(jì)中要注意的事項(xiàng)，說明安全、經(jīng)濟(jì)和合理對(duì)設(shè)計(jì)的重要性，以達(dá)到優(yōu)化設(shè)計(jì)的目的。

變電所 主接線 討論

一、引言

在供配電系統(tǒng)中，10kV變配電所的設(shè)計(jì)是很重要的一環(huán)。它涉及到負(fù)荷計(jì)算，負(fù)荷等級(jí)的確定，短路電流的計(jì)算及相關(guān)的動(dòng)熱穩(wěn)定校驗(yàn)。壓器的選定、電費(fèi)的計(jì)量和功率因數(shù)的補(bǔ)償?shù)龋袝r(shí)還要滿足對(duì)諧波的抑制要求和對(duì)低壓出線回路的漏電電流進(jìn)行監(jiān)測(cè)。變電所設(shè)計(jì)的安全性還可能影響到整個(gè)城市電網(wǎng)，所以當(dāng)?shù)氐墓╇姴块T往往要對(duì)施工圖進(jìn)行審查，以符合安全和計(jì)量的需要。下面就高壓供配電系統(tǒng)主接線的確定、短路電流的計(jì)算、設(shè)計(jì)中常見問題等進(jìn)行探討。

二、高壓供配電系統(tǒng)主接線的確定

高壓供配電系統(tǒng)主接線的確定除了要滿足國家現(xiàn)行的《供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》和《10KV及以下變電所設(shè)計(jì)規(guī)范》外，還要滿足當(dāng)?shù)毓╇姴块T的要求，這就需要在設(shè)計(jì)之初就積極和供電部門協(xié)商。常用的高壓開關(guān)有兩種，一種是負(fù)荷開關(guān)，包括真空負(fù)荷開關(guān)和SF6負(fù)荷開關(guān)，其柜體常稱之為環(huán)網(wǎng)柜；另一種是斷路器，以前是油斷路器，現(xiàn)在常用的是真空斷路器，常稱其柜體為斷路器柜。國家規(guī)范對(duì)使用斷路器或負(fù)荷開關(guān)并無很明確的規(guī)定，但由于負(fù)荷開關(guān)的控制簡單，配上電動(dòng)操作機(jī)構(gòu)也只能滿足簡單的繼電保護(hù)要求，故超過800kV·A的變壓器當(dāng)?shù)毓╇姴块T一般要求用斷路器柜。

用于住宅配電的變壓器（公變）和用于某個(gè)用戶的變壓器（專變）由于所屬的產(chǎn)權(quán)和管理者的不同，供電部門的要求也不一樣。一般來說，公變用戶由于電費(fèi)是低壓每戶收取，且變電所直接由電力部門管理，單臺(tái)變壓器容量一般不超過800kV·A，故其高壓允許用環(huán)網(wǎng)柜，主接線相對(duì)簡單。

三、短路電流的計(jì)算

短路電流的計(jì)算是確定繼電保護(hù)，選擇高、低壓開關(guān)和線路及校驗(yàn)開關(guān)設(shè)備等的基礎(chǔ)，是變電所設(shè)計(jì)中很重要的一環(huán)。此處以630kV·A變壓器高、低壓側(cè)的三相短路電流計(jì)算為例，來說明計(jì)算結(jié)果對(duì)設(shè)計(jì)的影響。按無限大電源容量或遠(yuǎn)離發(fā)電機(jī)端短路進(jìn)行計(jì)算。

1.模型的建立

假定l10kV/10kV變電站處有一臺(tái)變壓器，容量為40000kV·A，為三相雙繞組無勵(lì)磁調(diào)壓變壓器，聯(lián)結(jié)組別為Yndll，短路阻抗為uk%=10.5。到10kV/0.4kV變電所的距離為4km，電纜型號(hào)為YJV—8.7/15kV—3X95，末端變壓器容量為630kV·A，Dynll接線，短路阻抗為uk%=4.5。分別計(jì)算末端變壓器高、低壓側(cè)的三相短路電流。

2.計(jì)算過程

用標(biāo)么值進(jìn)行計(jì)算，取基準(zhǔn)容量Sj=100MV·A

10kV處的基準(zhǔn)電流為

實(shí)際工程中，往往不知道前端110kV變電站的容量及離所設(shè)計(jì)的10kV變電所的實(shí)際距離，這時(shí)可根據(jù)離前端變電站的遠(yuǎn)近，假定變電所10kV端的短路容量為200MV·A（遠(yuǎn)時(shí)）或300MV·A（近時(shí)），所計(jì)算的結(jié)果也可作為選定設(shè)備的依據(jù)。

3.結(jié)果分析

可以看出，離電源點(diǎn)越遠(yuǎn)，短路容量越小。同級(jí)電壓中，離電源點(diǎn)越遠(yuǎn)，短路電流越小。在同樣的短路容量下，電壓越低，短路電流越大。目前常用的低壓開關(guān)中，空氣斷路器的額定短路分?jǐn)嚯娏饔?2kA、50kA、65kA、75kA、85kA、100kA、110kA和125kA不等，而塑殼斷路器的額定短路分?jǐn)嚯娏鲝?6kA到200kA不等，只要選擇得當(dāng)，一般均很容易滿足設(shè)計(jì)要求。微型斷路器由于其分?jǐn)嗄芰χ挥?～10kA，有些能達(dá)到15kA，一般不能用在變電所的低配處。

四、常見問題

1.主接線不符合要求

主接線不滿足電力部門的計(jì)量和對(duì)功率因數(shù)補(bǔ)償?shù)囊螅饕呛碗娏Σ块T的溝通不夠。有些設(shè)計(jì)人員對(duì)電力部門的產(chǎn)權(quán)分界點(diǎn)的劃分不是很明確，有些不了解電力部門對(duì)功率因數(shù)達(dá)不到要求要實(shí)行罰款的規(guī)定，有些不清楚保證電源高可靠性要收取費(fèi)用，盲目將負(fù)荷等級(jí)提高或降低，都造成設(shè)計(jì)的不合理或概算的不準(zhǔn)確。

2.平面布置不合理

有些設(shè)計(jì)文件變電所的出入口不滿足要求或設(shè)備的通道不滿足要求。變配電設(shè)備當(dāng)采用干式時(shí)，可以和主體建筑放在一起，并且門要采用防火門。當(dāng)建筑長度超過7m時(shí)，要設(shè)兩個(gè)出入口，并且其中的一個(gè)出入口要滿足設(shè)備搬運(yùn)的要求，當(dāng)長度超過60m時(shí)，中間還要增加出口。

3.進(jìn)線電纜和變壓器容最的選擇不合理

有些設(shè)計(jì)人員將100—1000kV·A的變壓器的高壓側(cè)統(tǒng)一選用YJV—8.7/15kV—3X50的電纜，從載流量來講是夠的，但從熱穩(wěn)定而言，就不一定滿足要求了。以上述630kV·A的高壓側(cè)為例，C取137，假設(shè)切除故障時(shí)間為1s，則則變壓器高壓側(cè)至少要選用3×70的電纜。當(dāng)選用兩臺(tái)變壓器時(shí)，變壓器和電纜的選擇要考慮100%，一、二級(jí)負(fù)荷的容量，也常為有些設(shè)計(jì)人員所忽略。