城市10千伏配電工程典型設(shè)計(jì)研究

魯達(dá) 蘇達(dá)

摘要：隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，對(duì)電力需求量不斷增加，在城市配電系統(tǒng)中，10千伏配電工程占據(jù)重要的地位。通過(guò)對(duì)不同氣候、不同地質(zhì)、不同區(qū)域內(nèi)10千伏配電工程設(shè)計(jì)進(jìn)行研究，編制出“配電工程典型設(shè)計(jì)”方案，該方案的實(shí)施運(yùn)用，不但規(guī)范了工程建筑管理，提高配電水平，而且有效的縮短了前期調(diào)研和設(shè)計(jì)的時(shí)間。對(duì)配電網(wǎng)的維護(hù)管理占有重要作用，增強(qiáng)了設(shè)計(jì)的效率和質(zhì)量，并且便于技術(shù)推廣和規(guī)范配電設(shè)施的建筑標(biāo)準(zhǔn)。

關(guān)鍵詞：10千伏；配電工程；典型設(shè)計(jì)

配電系統(tǒng)是電網(wǎng)的重要構(gòu)成部分，它的主要目的就是采用適合的電壓等級(jí)輸送電能到每個(gè)用戶端，10kV配電網(wǎng)是我國(guó)城市電網(wǎng)的主要框架形式，其在城市電網(wǎng)里有舉足輕重的地位。隨著社會(huì)的發(fā)展，10千伏配電工程的規(guī)模日益擴(kuò)大，具有地域差異大、分布廣、形式多樣、建筑規(guī)模大等特點(diǎn)，但是由于各城市間沒(méi)有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)水平良莠不齊且效率低，嚴(yán)重的影響了配電工程的建設(shè)進(jìn)度。

一、10千伏配電工程設(shè)計(jì)的主要原則

在10千伏配電工程設(shè)計(jì)中，遵循的主要原則有以下三方面。第一，堅(jiān)持安全可靠、技術(shù)先進(jìn)和自主創(chuàng)新的原則，在設(shè)計(jì)中的首要標(biāo)準(zhǔn)就是保障工程的安全可靠，不斷實(shí)行技術(shù)研究，引進(jìn)外國(guó)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，根據(jù)我國(guó)的具體情況，自主創(chuàng)新工程設(shè)計(jì)的內(nèi)容。第二，堅(jiān)持覆蓋面廣、統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)、增強(qiáng)效率的原則[1]，在不同環(huán)境、不同地域下，均可以使用，并且制定嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)劃各城市工程設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)信息，提高供電的速度和效率。第三，堅(jiān)持降低造價(jià)、節(jié)約成本和注重環(huán)保的原則，在配電工程設(shè)計(jì)中，要努力節(jié)約工程造價(jià)，降低成本，并且注意保護(hù)環(huán)境節(jié)約資源，最大限度的做到可靠性、靈活性、經(jīng)濟(jì)性、適應(yīng)性的協(xié)調(diào)統(tǒng)一。

二、10千伏配電工程設(shè)計(jì)的具體內(nèi)容

（一）10千伏配電工程的開(kāi)關(guān)站設(shè)計(jì)

10千伏開(kāi)關(guān)站的典型設(shè)計(jì)必須滿足防塵、防火、通風(fēng)、防潮、防毒、低噪音及防動(dòng)物等要求，為此一共設(shè)計(jì)出24個(gè)方案，便于施工時(shí)進(jìn)行選擇。在10千伏開(kāi)關(guān)站的典型設(shè)計(jì)中，主要包括兩部分內(nèi)容：

1、具備繼電保護(hù)設(shè)備的開(kāi)關(guān)站。（1）電氣主接線，它主要采用的是單母線分段接線或兩個(gè)獨(dú)立的單母線接線的方法，2回進(jìn)線[2]，在4-12回出線。（2）設(shè)備的短路電流水平，可以使用25kA、20kA、16kA或31.5kA，都能滿足其要求。（3）對(duì)主要配電設(shè)備的選擇，分為負(fù)荷開(kāi)關(guān)、真空或SF6斷路器兩種設(shè)備。（4）電氣二次部分，運(yùn)用微機(jī)型設(shè)備進(jìn)行保護(hù)，按照無(wú)人管理模式設(shè)計(jì)，預(yù)留出配網(wǎng)自動(dòng)化的接口。二次電源的電流形式有直流110V（220V）和交流220V，其系統(tǒng)電源必須要符合全站2小時(shí)的事故放電需求。

2、不具備繼電保護(hù)設(shè)備的開(kāi)關(guān)站。（1）電氣主接線，可使用單母線或單母線分段接線。（2）設(shè)備的電流水平，分別是25kA、20kA或16kA 。（3）對(duì)主要配電設(shè)備的選擇，可以采用負(fù)荷開(kāi)關(guān)或負(fù)荷開(kāi)關(guān)—熔斷器組 。

（二）10千伏配電工程配電站的設(shè)計(jì)

在10千伏配電站的設(shè)計(jì)中，共有24種方案。

1、電氣主接線，10kV采用單母線、兩個(gè)獨(dú)立母線或單母線分段接線；0.4kV采用單母線或單母線分段接線。

2、10kV開(kāi)關(guān)柜，一般選用充氣式負(fù)荷開(kāi)關(guān)柜、空氣絕緣負(fù)荷開(kāi)關(guān)柜；開(kāi)關(guān)柜均應(yīng)選用優(yōu)質(zhì)真空或充氣式負(fù)荷開(kāi)關(guān)，操作機(jī)構(gòu)一般采用彈簧儲(chǔ)能機(jī)構(gòu)。

3、變壓器，選用節(jié)能環(huán)保型（低損耗低噪聲）的油浸式或干式變壓器，接線組別宜選用Dyn11。單臺(tái)油浸式變壓器容量不宜超過(guò)630kVA，單臺(tái)干式變壓器容量不宜超過(guò)1250kVA，對(duì)于變壓器的土建設(shè)施必須按照最終的容量進(jìn)行設(shè)計(jì)。

4、0.4kV低壓柜，一般選用固定式或抽屜式低壓柜。低壓柜的進(jìn)線斷路器為空氣斷路器，要求有瞬時(shí)脫扣、短延時(shí)脫扣、長(zhǎng)延時(shí)脫扣三段保護(hù)，宜采用分勵(lì)脫扣器，不宜設(shè)置失壓保護(hù)。

5、無(wú)功補(bǔ)償，無(wú)功補(bǔ)償電容器柜主要采用自動(dòng)補(bǔ)償形式，低壓電力電容器采用自愈式、免維護(hù)、無(wú)污染、環(huán)保型；補(bǔ)償容量根據(jù)配變?nèi)萘康?%—30%選取[3]，確保用電高峰期的功率因數(shù)在0.95之上。

（三）10千伏柱上變壓器的設(shè)計(jì)

10千伏配電變壓器臺(tái)包括以下幾種形式，分別是：屋頂變壓器、落地變壓器和柱上變壓器，共16種方案。變壓器主要使用低損耗、全密封、油浸式變壓器，并且按照本地區(qū)的經(jīng)驗(yàn)、相關(guān)的章程規(guī)定，選擇適合自身運(yùn)行的無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備。10千伏柱上變壓器的容量一般不超過(guò)400kVA，可分為小型單相與三相變壓器兩部分。對(duì)于低壓配電箱的安裝，應(yīng)采用懸掛式或者側(cè)掛式的方法，對(duì)于二次接線及變壓臺(tái)建設(shè)要按照最終數(shù)據(jù)的要求，一次建成。其中典型設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容有220V、380V和10kV的引線設(shè)計(jì)及其側(cè)配電設(shè)備的建設(shè)，工作接地和連接處的密封絕緣設(shè)計(jì)[4]。

三、10千伏配電工程設(shè)計(jì)的實(shí)際應(yīng)用

（一）10千伏配電工程的開(kāi)關(guān)站應(yīng)用

傳統(tǒng)的10千伏的開(kāi)關(guān)站設(shè)計(jì)，需要進(jìn)行預(yù)算、土建等專業(yè)工作，大約要30個(gè)工作日才能完成，但是使用典型設(shè)計(jì)方案后，僅需20天就能圓滿完成任務(wù)。10千伏的開(kāi)關(guān)站可采用負(fù)荷開(kāi)關(guān)和斷路器混合型的開(kāi)關(guān)柜，按照無(wú)人值班進(jìn)行設(shè)計(jì)，實(shí)行保護(hù)和監(jiān)測(cè)一體的裝備。

（二）10千伏配電工程的配電站應(yīng)用

杭州市蕭山區(qū)某配電站中，根據(jù)典型設(shè)計(jì)結(jié)合當(dāng)?shù)卦O(shè)計(jì)習(xí)慣，在它的配電站內(nèi)中，10千伏側(cè)采用單母線分段接線，10kV開(kāi)關(guān)采用中置式；共有8臺(tái)干式變壓器（帶保護(hù)外罩）；0.4千伏側(cè)采用單母線接線，低壓開(kāi)關(guān)柜是GCS抽屜柜形式[5]，無(wú)需設(shè)立專門的二次設(shè)備室，與10千伏開(kāi)關(guān)柜放置在一起便可。對(duì)于10千伏側(cè)，要進(jìn)行微機(jī)保護(hù)，并且安裝計(jì)算機(jī)監(jiān)控，交流220V的電源，取自變壓器站的壓變間隔。對(duì)低壓側(cè)實(shí)行保護(hù)時(shí)，可使用過(guò)載、短路的形式。

（三）10千伏配電工程的柱上變壓器應(yīng)用

典型設(shè)計(jì)未研究使用前，設(shè)計(jì)完成10千伏柱上變壓臺(tái)需要2天的時(shí)間，應(yīng)用典型設(shè)計(jì)，可直接使用預(yù)先的模板，只需半天的時(shí)間就能完成，工作效率提升了4倍。10千伏柱上變壓設(shè)計(jì)的主要?jiǎng)恿κ且罁?jù)現(xiàn)場(chǎng)勘查，通過(guò)對(duì)城市中各區(qū)域的配電設(shè)備研究，制定出統(tǒng)一的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)、結(jié)構(gòu)尺寸、結(jié)構(gòu)形式，極大的增強(qiáng)了施工速度，且便于工程的維護(hù)[6]。

這種設(shè)計(jì)方法，使用基本的模板形式和代表方案，設(shè)計(jì)人員可以根據(jù)具體情況，進(jìn)行自由組合，便于日后的維修工作，通過(guò)不斷的調(diào)整，形成大量適用10千伏配電站的工程設(shè)備，提高了工程效率。

結(jié)語(yǔ)：

綜上所述，城市10千伏配電工程典型設(shè)計(jì)，規(guī)范了城市配電設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)，促進(jìn)其向著標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化方向發(fā)展，對(duì)約束工程管理，增強(qiáng)配電質(zhì)量、縮短前期工期都有重要的推動(dòng)作用，并且節(jié)約了大量的成本資金，由此可以看出，典型設(shè)計(jì)在城市配電工程的實(shí)用可靠性，得到廣泛推行。

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