10kV变电站配电设备设计及配置的探讨

10kV变电站配电设备设计及配置的探讨

朱雷明朱夏玮

(信息产业电子第十一设计研究院科技工程股份有限公司江苏省无锡市214063)

摘要：电力系统以及变电设备的检修工作是保证电网安全运行的重要手段之一，作者将根据相关工作经验，分析10kV变电站的继电保护配置方案以及10kV变电站的的配电设备设计方案，以期能够为相关工作者提供科学的意见参考。

关键词：10kV变电站；配电设备设计；继电保护配置

10kV配电网在按电压等级分类中属于中压配电网，它延伸到用电负荷中心及居民区中，是直接关系到工业企业和居民群众的供电的需求，有着保证用户正常供电的重要作用。在配电工程中，工程的设计质量是关系是对配电系统极其重要，它能不能安全、可靠及经济地运行的对对配电系统来说是一个重要条件。下面通过10kV变电站中的设计中的一些问题作了分析。

一：10kV变电站位置以及主变压器的选择

1.1位置选择

变电站的位置是非常关键的，在选择位置时，不能选择一些大气污秽、盐雾、滑坡、滚石、明暗河塘及与周边设施有影响的地方(通信电台、军事基地、飞机场)等，最好选择靠近负荷中心，而且交通运输方便及出线条件好的地带。如果要在居民区中建设的变电站必须要考虑周围的建筑物，应与其他建筑物距离不能小于5米。因为变电站在建设完成后一旦开始使用，会产生一定的噪声，因此还应在设计中考虑到变电站产生的噪声对附近居民的影响，如果噪声过大，可以根据现场要求有必要采用相应措施对噪声影响进行降低。变电站的选位是非常重要的，一旦建设开工后就难以改变。

处于交通运输方便处其主要类型包括以下三种:其一，具有独立建筑物的10kV变电站;其二，放置于大楼内的10kV变电站;其三，10kV预装式变电站。

1.21主变压器

在10kV的变电站中，主变压器起到关键的作用，选择时应考虑节能环保型及性能优越的变压器。根据负荷计算与负荷分级的结果来确定变电站中的变压器台数和容量，再结合其经济运行再做选择。根据实际情况，对于一、二级负荷量大的、集中荷载较大的及季节性负荷变化大的就应装备两台或两台以上的变压器。这样出现故障时，有备用变压器可满足需要。同时，进行考虑周围环境温度与通风散热条件等因素，再做出选择。对一些高层建筑或小区的冲击性大负荷、季节性容量大负荷，因此，对于电梯、消防等设备，可以为它们备用电源的负荷专设用变压器，这样不仅可保障供电的可靠性和电能的质量，这也符合电费有关的电价政策。对于安装在高层建筑内部的变压器，通常是采用干式变压器;如果安装在周围大气环境较差地方，应选用的要是防腐型或密闭型这类变压器。10kV变电站主变分接头的电压应该为10.5kV，这样可以使到配电运行中的电压保持稳定。同时分接范围油浸要变为正负5%，干式则变为正负2×2.5%，这些对变压器的选择都起到关键的影响。

1.3电气主接线的选择

在变电站建设中，选择主接线也十分重要，其对电气设备选择、配电的装置布置、运行的经济性及可靠性等方面均有着密切的关系，对变电站的设计环节起着重要的作用。电气主接线的形式又是有多种多样，在设计10kv变电站中的接线方式一般有:单母分段接线、单母接线、线路一变压器组接线及桥式接线等，这些接线方式各有各的优缺点。而选择合适的接线方式也是很有必要的，应比这几个可以满足负荷用电要求，再通过结合主接线形式经济上及技术进行比较主要布线形式在技术和经济性，从而选择出比较合理的设计方案。包括几个技术指标:1)供电的质量;2)输送的可靠性和灵活性;3)交通运输与施工条件;4)运行管理及维护检修条件;5)分期建设的灵活性和可能性;而经济指标是基建投资费用和每年运行费

二：10kV变电站的继电保护配置方案

2.1继电保护配置方案

按照10kV变电站配电系统的相关规范设计要求，在母线、变电站变压器以及10kV输电线路上均应该设置继电保护装置。

2.1.1母线继电保护

虽然母线发生故障的概率比较低，但是其覆盖的故障面积比较大。出现此种现象的主要原因是母线上连接的电气元件比较多，一旦出现故障时母线所连接的元件就会停电，继而造成大面积的停电事故，严重点有可能导致系统的整个运行不够稳定。

2.1.2变电站变压器继电保护

变电站变压器继电保护应该从以下几个方面进行着手:(1)保护过电流。一旦电流超过0.6~0.7s，需要立即进行电流速断保护措施;(2)保护瓦斯。油浸式变压装置超过800kVA应该设置瓦斯保护装置，继而成为变压器邮箱内部的主保护;(3)保护电流速断。在瓦斯保护+电流速断的配合下款私切除变压器的各种故障，继而成为变压器的主保护;(4)温度保护。当变压器的温度一旦升高时则需要立即启动跳闸装置，保护变压器

2.1.3输电线路继电保护

虽然10kV输电线路的保护装置比较简单，但是10kV输电线路具有符合多变性以及复杂性等特点，所以在设置继电装置时需要根据临桂电网的保护装置情况进行分析，采用微机保护的相关策略。10kV输电线路除了需要具备过电流以及电流速断等能力，还需要相应具备复压闭锁功能，以适应线路的保护方式满足不同的需求。

三：10kV变电站的的配电设备设计方案

3.1电压主线以及隔离开关的选择

10kV电压主线的选择大多选用软导体导线，使用最为广泛也最为常见的是加强型钢芯铝绞线，在选择时需要根据具体的实际情况进行电晕检验。

隔离开关的主要作用是隔离电源，并且实现对10kV线路的科学控制。在隔离开关之后需要明确开关点以及绝缘距离，除此之外，需要明确10kV线路开关的为热稳定性以及机械强度，在必要情况是需要装置连锁机构。

3.2断路器的设计以及选择

10kV变电站中断路器的主要作用是控制高压回路，继而保证变电站的顺利运行。从配电的维修角度以及成本角度来看，选择10kV变电站断路器应该选择同一家厂家生产的设备为宜，如此能够在很大程度上减少备用配件的储备，也很有利于对日常工作的维护与检修。断路器的选择则需要根据变电额定电流以及热稳定电流来进行确定，在确定10kV变电站断路器时需要确保断路器有良好的热/动稳定性，尽可能选择短的分段时间来实现变电站的最终目标[3]。在实践过程中，选择10kV变电站的断路器一般需要选择体积小或者使用寿命较为长的断路器，例如六氟化硫断路器。上述所说的断路器具有易维修以及灭弧能力强等特点，因此能够被广泛使用。

四：结束语

综上所述，10kV变电站配电设备设计以及10kV变电站继电保护装置设计应该从母线继电保护、变电站变压器继电保护、10kV输电线路继电保护、合理选择电压主线以及隔离开关以及合理选择断路器等方面进行入手。做好上述几个方面的工作能够最大限度的减少突发事件对10kV变电站的影响，继而实现供电安全的最终目标[4]。

参考文献：

[1]丁小清.关于10kV变电站或配电站成套开关电气设备[J].建材发展导向(下)，2014，15(3):370-370+1215.

[2]于文星，田勇.关于限制240MVA变压器10kV侧短路电流两种方式的比较分析[J].城市建设理论研究(电子版)，2013，12(36):1112-1113+1021.

[3]刘军明.关于10kV配网中变电站系统设计若干问题的探讨[J].科技风，2013，16(13):5511-5511+1011.

[4]邓军.关于农网变电站10kV开关柜及室外断路器常见问题研究[J].科技风，2011，16(23):2001-2001+1254.