10kV变电站配电设备设计及配置要点研究

10kV变电站配电设备设计及配置要点研究

蒋民

广西汇能宏禹水利水电建设有限公司 广西 南宁 530023

摘要：变电站在整体电力系统中，是重要的组成部分之一，与发电站、输电线路及配电线路之间有机结合，形成了一套完整的电力系统，是电力输送中不可缺少的环节。随着社会发展对电力需求的不断增加以及电力系统安全性的更高要求，对变电站的设计也提出了更高的要求。本文主要探讨了10kV变电站配电设备设计及配置要点做出分析，以期为同业人员提供参考意见。

关键词：10kV 变电站；配电装置；设计要点

10kV配电网属于中压配电网，延伸至用电负荷的居民小区内，在海量用户前10kV配电网系统起着承上启下的作用。从上述角度来看，10kV配电网的地位非常高，而10kV变电站在整个配电网中有着着电力系统中变换电压、接受和分配电能、控制电力的流向的电力设施。在配电工作中10kV变电站设计质量是保证整个10kV配电网系统运行安全以及可靠的重要条件。

1 变电站配电装置设计应遵循的原则

就变电站配电装置设计的原则而言，首先，配电装置设计应该遵循或者说应该认真贯彻国家的相关技术经济政策；其次，配电装置设计要遵循电力行业所特有的规程、规范，以及技术规定等；第三，配电装置设计要考虑准备使用该配电装置电力系统的特点，以及具体运行、检修和施工方面的要求，进而做到合理制定布置方案和科学选用设备；第四，配电装置设计过程中，对于新布置、新设备、新材料、新结构等使用要做到慎重，既要考虑设计的创新性，也要考虑到经济合理、运行可靠和维护方便等问题。最后，关于配电装置型式的设计选择，既要考虑配电装置所在地区的自然地理、环境条件，力争做到因地制宜、节约用地，也要考虑后期配电装置运行巡视、故障检修的便利性。

2 10kV变电站的位置选择

10kV变电站的位置选择有以下几点需要注意：接近负荷中心；进出线方便；接近电源侧；设备运输方便、不应设在有剧烈振动或高温的场所；不宜设在多尘或有腐蚀性气体的场所，当无法远离时，不应设在污染源盛行风向的下风侧；不应设在厕所、浴室或其他经常积水场所的正下方，且不宜与上述场所相贴邻；不应设在有爆炸危险环境的正上方或正下方，且不宜设在有火灾危险环境的正上方或正下方，当与有爆炸或火灾危险环境的建筑物毗连时，应符合现行国家标准《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》的规定；不应设在地势低洼和可能积水的场所。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，与建筑物共同建立的共建10kV变电站；其三，10kV预装式变电站。对于具有独立建筑物的10kV变电站有以下几点优点，1、实际测得的最大电场与磁场的强度值应该小于我国规定的居民区电场参考值；2、磁感应强度对实心墙体的穿透力会比较强，其水平分量远远低于垂直分量；3、产生的电场经过屏蔽之后得到一定程度的衰减，甚至无法出门。同时有独立建筑物的10kV变电站可以有更加合理的空间布置高低压设备，有更好的空间和位置布置高低压进出线电缆或架空线。

3变电站继电保护的设计

3.1继电保护原理及一般要求

继电保护和自动装置的设计应以合理的运行方式和可能的故障类型为依据，并应满足可靠性、灵敏性、选择性和速动性四项基本要求。变电站发生短路故障时,许多参量比正常时候都了变化,当然有的变化可能明显,有的不够明显,而变化明显的参量就适合用来作为保护的判据,构成保护。比如:根据短路电流较正常电流升高的特点,可构成过电流保护;利用短路时母线电压降低的特点可构成低电压保护;利用短路时线路始端测量阻抗降低可构成距离保护;利用电压与电流之间相位差的改变可构成方向保护。

3.2 10kV变电所继电保护配置

按照变电站10kV配电系统的设计规范要求,在变电站变压器、母线和10kV输电线路上均应设置继电保护装置。

（1）变压器继电保护

对于10kV变电站的主变压器,通常应该设置以下保护:(1)过电流保护。在整定计算中,如果过电流保护动作时间大于0.5s～0.7s时,还应装设电流速断保护。(2)瓦斯保护。容量800kVA及其以上的油浸式变压器应装设瓦斯保护,作为变压器油箱内部故障和油面降低的主保护。(3)电流速断保护。继电保护系统将电流速断保护与瓦斯保护相互配合,可快速切除变压器高压侧及其内部的各种故障,均为变压器的主保护。(4)过电流保护。为了防止变压器外部短路引起的过电流和作为变压器主保护的后备保护而装设的继电保护装置。(5)温度保护。当变压器油温升高或冷却系统工作不良时,继电保护装置动作跳闸,保护变压器及对应运行系统。

（2）10kV输电线路继电保护

①10kV输电线路继电保护在10kV变电站进线开关柜中一般装设纵联差动保护，所谓输电线的纵联保护，就是用某种通信通道将输电线两端的保护装置纵向联结起来，将各端的电气量（电流、功率的方向等）传送到对端，将两端的电气量比较，以判断故障在本线路范围内还是在线路范围外，从而决定是否切断被保护线路。

②10kV线路保护装置的配置虽然较简单,但由于线路的复杂性和负荷的多变性,保护装置根据临桂电网保护配置情况及运行经验,在临桂变电站技改中采用保护配置全面的微机保护。除具备电流速断、过电流及重合闸的基础上,还具备低压(或复压)闭锁、时限速断等功能,以适应线路及负荷变化对保护方式的不同要求。

③在单母线分段系统同分段开关柜和分段隔离柜中应装设备用电源自动投切装置以可实现双路电源自动切换，保证重要负载的实时供电。

（3）母线继电保护

母线发生故障的几率较线路低,但故障的影响面很大。这是因为母线上通常连有较多的电气元件,母线故障将使这些元件停电,从而造成大面积停电事故,并可能破坏系统的稳定运行,使故障进一步扩大,母线保护清除和缩小故障造成的后果,是十分必要的。

4总结

10kV配电装置是变电站的重要组成部分同时也是变电站稳定运行的基本保障，我们必须要提高对高压配电装置设计、安装、调试、维护等方面的优化工作，进而确保配电装置处于良好的工作状态，提高配电效率和质量，对其有效的优化设计能够进一步提升系统运行效能，并在场地利用率、经济成效等方面取得更好的成绩。

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