10kV變電所型式特點(diǎn)和應(yīng)用

范振代

（永新華集團(tuán)青島城投燕島酒店有限公司，山東 青島 266000）

變電站是電力系統(tǒng)的一個(gè)重要組成部分，按相應(yīng)需求的接線方式構(gòu)成的配電和變電設(shè)備，從電力系統(tǒng)取得電能，經(jīng)變換、分配、輸送將電能安全、可靠、經(jīng)濟(jì)地輸送到現(xiàn)場(chǎng)用電設(shè)備。

本文針對(duì)10kV變電所進(jìn)行以下分析。

10kV變電所分屋內(nèi)式和屋外式，即土建變電所和箱式變電站。這兩個(gè)系列的變電所各有特點(diǎn)，以下針對(duì) 10kV變電所部分涉及內(nèi)容進(jìn)行對(duì)比分析，并闡述針對(duì)其各自特點(diǎn)的應(yīng)用。以下分別從所址選擇、型式、主接線、變壓器選擇、高低壓電器選擇、防護(hù)措施6個(gè)方面對(duì)兩大系列變電站特點(diǎn)作對(duì)比分析，并指明其適用情況。

1 變電所所址選擇

1）依照配電設(shè)計(jì)手冊(cè)中變電所的所址選擇時(shí)應(yīng)綜合考慮以下因素：

（1）應(yīng)靠近負(fù)荷中心。

（2）兼顧規(guī)劃、建設(shè)、運(yùn)行、施工等方面的要求，宜節(jié)約用地。

（3）與規(guī)劃相協(xié)調(diào)，便于進(jìn)出線。

（4）運(yùn)輸設(shè)備應(yīng)方便。

（5）應(yīng)高于內(nèi)澇水位。

2）依照以上所址選擇原則，土建變電所和箱式變電站所址選擇情況如下：

（1）土建變電所的選址一般是在建筑設(shè)計(jì)院設(shè)計(jì)階段就預(yù)先規(guī)劃出放置的位置。

（2）箱式變電站因其體積一般比較小，選址相對(duì)土建變電所靈活，一般是在建筑物或工廠企業(yè)等建成后期規(guī)劃位置，選址比較方便。箱式變電站一般為地上站，建基礎(chǔ)平臺(tái)，高低壓進(jìn)出線采用電纜溝，易于滿足變電所選址的規(guī)范要求。

2 變電所容納型式

按變電所設(shè)備的外部容納型式，一般分土建變電所和箱式變電站兩大系列。

1）土建變電所的位置

土建變電所即位于建筑物內(nèi)的指定房間。其房間面積要依據(jù)用電前期規(guī)劃預(yù)估，變電所的門(mén)尺寸、材質(zhì)、開(kāi)門(mén)方向等均應(yīng)依照相應(yīng)變電所設(shè)計(jì)規(guī)范（如GB 50060—2008《3～110kV 高壓配電裝置設(shè)計(jì)規(guī)范》、GB 50053—2013《20kV及以下變電所設(shè)計(jì)規(guī)范》等）和《工業(yè)與民用配電設(shè)計(jì)手冊(cè)》等要求。

2）箱式變電站箱體特點(diǎn)

箱式變電站箱體是把中壓開(kāi)關(guān)設(shè)備、變壓器和低壓配電設(shè)備集中裝設(shè)的箱體，一般分為鋼結(jié)構(gòu)式和景觀式。

箱變箱體主要由底座、骨架豎梁和橫梁、封板、門(mén)和頂蓋等部分組成，一般分為高壓室、變壓器室及低壓室。底座和頂蓋骨架一般由角鋼或槽鋼焊接而成，并在牢固可承重位置設(shè)置吊裝支架，以便現(xiàn)場(chǎng)吊裝就位。箱體是整個(gè)變電站的骨架，因此設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮通風(fēng)孔、風(fēng)扇、安裝梁和固定支架等。

3 變電所主接線

10kV變電所主接線設(shè)計(jì)應(yīng)結(jié)合具體項(xiàng)目的負(fù)荷容量、性質(zhì)、電源引入形式（架空線或電纜）、變壓器容量及臺(tái)數(shù)、柜型特點(diǎn)以及進(jìn)出線回路數(shù)等情況綜合分析來(lái)確定。主接線在滿足供電可靠前提下應(yīng)力求簡(jiǎn)單化、便捷化、節(jié)約化和可擴(kuò)展化。

1）土建變電所10kV/0.4kV變電所10kV側(cè)型式：

單電源進(jìn)線方式（高供高計(jì)）。

進(jìn)線柜-計(jì)量柜-PT柜-變壓器出線柜1～n。

進(jìn)線柜-計(jì)量柜-PT柜（兼出線）。

雙電源進(jìn)線方式（高供高計(jì)，低壓側(cè)設(shè)聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)）。

進(jìn)線柜-計(jì)量柜-PT柜-變壓器出線柜 1～n；變壓器出線柜1～n-PT柜-計(jì)量柜-進(jìn)線柜。

進(jìn)線柜-計(jì)量柜-PT柜（兼出線）；PT柜（兼出線）-計(jì)量柜-進(jìn)線柜。

柜體型式一般采用KYN28柜。

2）箱式變電站10kV/0.4kV變電所10kV側(cè)型式：

單電源進(jìn)線方式（一般采用高供低計(jì)）：進(jìn)線提升柜-負(fù)荷開(kāi)關(guān)柜（兼出線）；箱式變電站一般不做雙電源進(jìn)線方式（特殊應(yīng)用除外）。柜體型式一般采用固定柜。

4 變電所變壓器臺(tái)數(shù)和容量選擇

變壓器的長(zhǎng)期負(fù)荷率不宜大于85%，在進(jìn)行變壓器選型時(shí)可參見(jiàn)此值。按《供配電設(shè)計(jì)規(guī)范》（ GB 50052—2009）第5.0.13條要求，為控制各類(lèi)非線性用電設(shè)備所產(chǎn)生的諧波引起的電網(wǎng)電壓正弦波波形畸變率，宜選用D,yn11接線組別三相配電變壓器。

1）土建變電所的物業(yè)變電所變壓器一般設(shè)置情況：

通常數(shù)量最常見(jiàn)為2臺(tái)，不并列運(yùn)行（低壓側(cè)設(shè)置聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)，聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)和2臺(tái)進(jìn)線斷路器間設(shè)置電氣聯(lián)鎖+機(jī)械聯(lián)鎖），個(gè)別容量較大，出線回路數(shù)很多的變電所設(shè)置4臺(tái)及以上變壓器。一般在變壓器容量選擇時(shí)既要考慮變壓器的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，又要考慮今后一段時(shí)間變壓器的擴(kuò)容問(wèn)題。

2）箱式變電站一般設(shè)置1臺(tái)變壓器，容量一般在630kVA及以下。

5 變電所內(nèi)高低壓電器的選擇

5.1 高壓電器選擇

1）對(duì)于10kV土建變電所高壓側(cè)開(kāi)關(guān)，一般采用真空斷路器，配合微機(jī)保護(hù)裝置和高壓后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)保護(hù)定值設(shè)定、事件記錄、通信信息上傳以及變電所智能化。

一般小容量箱式變電站高壓側(cè)采用高壓負(fù)荷開(kāi)關(guān)-熔斷器組合電器保護(hù)，部分采用高壓負(fù)荷開(kāi)關(guān)-熔斷器組合電器加跳閘機(jī)構(gòu)方式實(shí)現(xiàn)保護(hù)。

箱式變電站若單純采用高壓限流熔斷器保護(hù)方式，則在單相故障某相熔斷器熔斷時(shí)，高壓缺相運(yùn)行，相應(yīng)低壓側(cè)電壓大幅下降，遠(yuǎn)超電壓偏差允許范圍，將嚴(yán)重影響用電設(shè)備的正常使用或燒毀設(shè)備。采用負(fù)荷開(kāi)關(guān)與帶撞擊器的限流熔斷器相配合使用，當(dāng)熔斷器熔斷時(shí)，內(nèi)置的撞擊器擊出，使負(fù)荷開(kāi)關(guān)三相同時(shí)分閘，從而解決了高壓缺相運(yùn)行問(wèn)題。

2）10kV配電裝置的電流互感器、電壓互感器宜選用樹(shù)脂澆注絕緣結(jié)構(gòu)，型號(hào)選擇時(shí)應(yīng)參考額定電壓、額定電流（電壓互感器不參考），環(huán)境條件等條件，電流互感器還應(yīng)進(jìn)行相應(yīng)短路電流校驗(yàn)（動(dòng)穩(wěn)定，熱穩(wěn)定）。避雷器應(yīng)采用金屬氧化物避雷器，如HY5WS-17/50、HY5WZ-17/45等。

5.2 低壓電器選擇

低壓電器種類(lèi)復(fù)雜，品牌繁多，現(xiàn)對(duì)與變電所密切相關(guān)的主要產(chǎn)品做一說(shuō)明。

變電所低壓部分主要部件包括幾大部分，即框架式斷路器、電容補(bǔ)償裝置（電容器、電抗器、補(bǔ)償控制器、小型斷路器、熔斷器、接觸器等）、塑殼斷路器、電力儀表、避雷器。

無(wú)論土建變電所，還是箱式變電站低壓電器的選擇，均依照產(chǎn)品品牌定位、性能參數(shù)和結(jié)合自身具體功能要求等原則來(lái)選定，在此不再贅述。

6 變電所的防護(hù)措施

6.1 土建變電所部分

1）供電局對(duì)土建配電室驗(yàn)收、送電一般要求：

（1）門(mén)窗齊全，且符合材質(zhì)、尺寸、開(kāi)起方向等要求。

（2）有防止小動(dòng)物竄入措施，如門(mén)口設(shè)置檔鼠板，對(duì)外洞口處設(shè)置鋼絲網(wǎng)等。

（3）消防設(shè)施齊全，如煙感、溫感、氣體滅火裝置等。

（4）必要的空調(diào)設(shè)備齊全，如空調(diào)、除濕機(jī)等。（5）應(yīng)急照明符合要求。

（6）電力主接線模擬圖版懸掛位置恰當(dāng)，并與現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備一致。

（7）操作工具齊全，如接地線、令克棒、驗(yàn)電筆、絕緣靴、絕緣手套等。

（8）操作制度懸掛齊全。

（9）如含有人值班要求的，相關(guān)人員安排到位。

2）10kV土建變電所高壓側(cè)一般采用 KYN28柜，其金屬成套開(kāi)關(guān)設(shè)備應(yīng)具有“五防”功能：

（1）防止誤分、誤合斷路器。

（2）防止帶負(fù)荷拉合隔離開(kāi)關(guān)。

（3）防止帶電掛接地線（合接地開(kāi)關(guān)）。

（4）防止帶接地線關(guān)（合）斷路器（隔離開(kāi)關(guān)）。（5）防止誤入帶電間隔。

3）金屬成套開(kāi)關(guān)柜內(nèi)設(shè)置防凝露的加熱板，具有據(jù)環(huán)境溫度自動(dòng)控制功能。

4）土建變電所內(nèi)設(shè)置消防措施，如據(jù)規(guī)范要求設(shè)置煙感、溫感、氣體滅火裝置。

5）土建變電所內(nèi)設(shè)置空調(diào)設(shè)備，若變電所在地下層，則視濕度狀況設(shè)置除濕機(jī)等。

6.2 箱式變電站部分

箱式變電站的外殼采用箱體結(jié)構(gòu)，外殼一般采用鍍鋁鋅鋼板，具有良好的防腐性能，除此之外，還有非金屬外殼型式。防護(hù)內(nèi)容和措施如下所述。

1）強(qiáng)制排風(fēng)散熱措施

散熱問(wèn)題的主流解決方法是，在箱體外殼設(shè)置軸流風(fēng)扇，在風(fēng)扇外側(cè)加防護(hù)網(wǎng)，以防止飛鳥(niǎo)等飛入。風(fēng)扇控制采用溫感自動(dòng)控制起動(dòng)停止。

2）防銹措施

箱體加工時(shí)，需進(jìn)行噴砂鍍鋅等防銹工藝處理。

7 結(jié)論

綜合以上關(guān)于土建變電所和箱式變電站的特點(diǎn)對(duì)比分析，兩個(gè)系列的變電所各具特點(diǎn)，土建變電所容量較大、設(shè)備先進(jìn)、保護(hù)可靠、出線回路多、操作空間大等，適用于變壓器臺(tái)數(shù)多、容量大、保護(hù)要求高、含眾多出線等情況的復(fù)雜場(chǎng)所；而箱式變電站具有如下特點(diǎn)：①選址靈活、能深人負(fù)荷中心、提高供電質(zhì)量、減少損耗；②送電周期短、安裝使用方便；③工廠預(yù)制化；④組合方式靈活；⑤投資省見(jiàn)效快；⑥占地面積??；⑦外形美觀，易與環(huán)境協(xié)調(diào)等，隨著箱式變電站的不斷被優(yōu)化改進(jìn)，會(huì)越來(lái)越受到廣大用戶的青睞，也必將獲得更廣泛的應(yīng)用。