浅谈 10kV变电所供配电系统的设计要点

浅谈 10kV变电所供配电系统的设计要点

陆嘉斌 2. 刘晶 1. 嘉善恒兴电力建设有限公司 浙江嘉兴 314000

2. 国网浙江嘉善县供电有限公司 浙江嘉兴 314000

摘要：现如今，经济社会的全面发展使电力建设领域迈上了一个全新的台阶，电力能源越来越成为社会发展不可或缺的动，这反过来又加速了电力基建设。其中10kV变电所是重要的电能传输和变换场所，对人们的生产生活有着直接的影响。变电所供配电系统是变电所设计的核心，如何实现更加经济高效的供配电系统建设，成为电力行业高质量发展的重要课题。本文针对10kV变电所供配电系统的特点，对一些关键的设计要点进行了阐述，以期为电建领域提供参考。

关键词：10kV变电所；供配电系统；设计要点

引言

企业及相关部门关于工程供配电设计必须保证符合节能性与安全性的设计要点，同时还应当结合工业企业以及当地居民目前的供电需求，以达到合理完成供配电设计的目标。通过全面优化变电所接线、变电位置选择以及负荷计算等相关要素来保证实现最优化的工程供配电运行效益，避免出现电能损耗现象。

1系统设计的总体要求

10kV变电所供配电系统的安全性、稳定性和经济性受到许多因素的影响，例如应用场景、技术条件、工作环境、运行参数等，很难做到十全十美。但通过掌握设计过程中的一些关键环节，可以从源头上提高10kV变电所供配电系统的综合性能。笔者认为，在优化设计的过程中，应着重考虑控制投资成本、降低运行和维护开销、减少元器件数量、优化系统布局、提高系统的抗干扰能力，同时还要做好继电保护措施和防雷措施，保障人员和设备的安全。总结起来，就是要实现资源利用的最大化，尽量做到接线清晰、布局科学、接地可靠、远程可控、维护方便，不断朝着自动化、智能化、标准化的方向前进。

2关于选择变电所位置与计算用电负荷

工程变电所应当确定在最佳位置，通过计算供电负荷来达到有效配置电能负荷的目的。各个车间通常都会表现出不同程度的供电功率损耗，其根源主要体现为变电器的损耗功率。为了切实达到工程节能的最佳效益，需要对总体供电功率因数进行正确评估，并且还要算出精确与合理的高压侧负荷数据。

选择与确定总变电所位置的过程中，应当结合电源进线和高压线的布置状态。多数情况下，总变电所最好布置于靠近工厂负荷中心或者用电总量较高的区域范围，从而达到增强变电所节能效益的目标。此外，选择变压器的总体容量与台数时，首先需要详细计算出总体工程负荷量，以便于后期扩展现有的工厂用电负荷容量，确保供配电的运行模式能够符合后续扩大产能的要求。

3供配电系统设计原则

3.1节能性

在当前大力提倡可持续发展理念的新形势下，在电气供配电系统设计过程中，需要体现出节能性，将节能理念贯穿于设计的整个过程中，不仅能够有效的降低资源的损耗，节约设计成本，同时还能够实现资源的充分利用，使电气供配电系统的设计与可持续发展战略相符合。

3.2安全性

在具体电气供配电系统设计时，安全性是设计时必然遵循的原则。在具体设计工作开展过程中，需要对输送电能的实际需求有一个全面的了解，并根据需求来制定科学合理的输送方案，设计时将安全性作为设计的重点，这样在电气供配电系统投入使用后才能保证其运行的安全性和稳定性，避免出现电力事故和造成大面积的经济损失。

3.3经济性

在电气供配电系统设计过程中，经济性也是设计时需要遵循的原则，即要求在保证电气供配电系统正常运行的前提下，强调设计的经济性，实现成本的节约，进一步提高电气供配电系统的经济效益，确保整体工程具有较好的经济性。

4系统设计的要点分析

4.1变电站综合自动化

长期以来，我国电力系统的运维主要依靠人工巡检。随着控制技术和物联网技术的广泛应用，电力系统的管理也迎来了新的机遇。物联网在电力系统中的应用，深刻地改变了电力系统的管理现状。通过在电力的各个关键节点布设传感器，对电力系统中的关键参数进行动态采集和分析，可以快速掌握电网的运行情况。对于一些常规的电网故障，系统还可以自行处理，自动恢复供电，或将故障点隔离。因此，新建10kV变电所应考虑引入变电站综合自动化系统，旧的变电所也可以改造升级并纳入综合自动化体系，这可以大大减少电网维护成本、提高供电质量，是电力系统发展的重要趋势。

变电站综合自动化系统目前主要有三种类型：第一种是可实时采集电压、电流数据并与上级调度中心互连的RTU系统，第二种是可完成数据采集和大数据分析的通用PC数据采集系统，第三种是带有特殊保护装置的MODBUS-PLUS系统。10kV变电所可根据实际情况选用。

图1变电所供配电系统设计

4.2简化主接线方式

在过去，由于电力系统一、二次设备制造技术的限制，为了保障系统的稳定性和可靠性，大部分变电站的主接线都相对比较复杂。随着电力电子技术和制造加工技术的进步，各种电力设备的质量都有了质的提升，设备层面的故障率有了明显的下降，这为变电站主接线方式的简化提供了重要的基础。因此，在10kV变电所供配电系统的设计中应考虑采用简化的主接线方案。

目前我国低压供配电系统广泛采用单母线接线或分段母线的接线方案。单母线接线十分简洁，只需要提供一组母线即可为所有的回路提供进出线，操作十分简单、所需设备数量较少、成本较低、可扩展性好。但该方案供电可靠性和可调试性相对较差，短路故障时伴随大电流。单母线分段接线通过引入隔离开关和断路器将单母线分成多个相对独立的线段，通过牺牲硬件成本来提高供电的可靠性和灵活性，适用于中、小型变电站。因此，对于进出线少、无重要负荷的应用场合可优先考虑采用普通母线接线方案。

4.3按照现行规范来进行优化设计

供配电设计的领域涵盖了较多设计要点与设计细节，因此技术人员需要做到切实遵照现行的基本规则来进行优化设计。对于工程供配电，必须着眼于多个节能视角，从而突破局限性的供配电设计角度。实际上，关于切实优化全方位的供配电节能设计必须保证在最大限度内达到节能目标，同时也要兼顾供配电的安全性，不能为了节省成本而埋下安全隐患。

同时，供配电设计规范还涉及较多的设计细节，作为设计技术人员必须关注供配电领域的具体设计细节。例如，对断路保护设施进行相应优化设计时，应当结合系统现有的断路保护需求，避免断路保护出现多种运行安全隐患。此外，对于供配电设施，还要做到经常检修。通过运用常规检修的方式来切实杜绝设施老化或者其他的安全风险，确保供配电运行的稳定性。

工程供配电设计包含了多层次的设计要点。因此作为供配电领域的设计负责人员，应当保证符合因地制宜的供配电设计基本思路。即针对性能不同以及运行状况不同的工程系统，与之相应的供配电设计方式也要体现差异性。选择和安装各类供配电设备时，应当兼顾各类设备的缺陷与优势，然后结合现有的工程运行状况来进行全方位地系统优化设计。

结束语

10kV变电所作为电力系统的中枢，在设计过程中应科学设计、把握要点、实现资源最优化配置。利用互联网技术实现电力系统的综合自动化，已成为电网发展的必然趋势。不难预见，未来的变电所将朝着智能化、标准化、小型化的方向发展。

参考文献

[1]金　露.高层建筑电气工程供配电系统设计研究[J].化工管理，2019，（11）：204.

[2]徐小佳.电气工程供配电安装技术重点[J].电子技术与软件工程，2019，（5）：223.

[3]唐茂钦.浅谈电气系统设计优化与电气设备应用选择[J].中国设备工程,2019(17):142.

[4]林安祺.大型超高层住宅小区供配电设计[J].现代建筑电气，2019，(8):16.