摘要：本文结合实际对10kV变电所设计的重点内容进行了探讨，首先论述高压电缆截面的选择要点，其次在分析电力变压器选择内容的同时，对变压器低压侧短路电流的估算以及断路器分辨能力的选择内容进行了分析，时间可只通过各方面的要点控制之后，它能够将10kV变电所的设计水平提高，从而可以确保变电所能够高效、稳定运行。
关键词：10 kV变电所；设计重点；分析
一、高压电缆截面的选择
变电站中的高压电缆是主要的电能输送部件，所以截面设计最为关键，要保证其能够满足短路电流热稳定的需要。变电所的内部系统在设计的过程中，通常情况下高压开关装置与变压器之间安装的电缆长度较短，最长也不过几十米，该线路中存在的阻抗对于电流的影响会比较弱。该段电缆中的短路电流对变压器容量与Uk 值会产生直接的影响。通常来说，变电所内的各个变压器中的高压电缆短路电流相差都比较小，可以选择使用同一规格的电缆就能够满足要求。高压柜一般都是安装到变电所中，而其保护的变压器则主要是安装到分支的变电所中，因为二者之间存在较远的距离，而变压器容量非常小，就不会给电流产生较大的影响。此时，能够利用短路电流来准确的确定热稳定性系数，然后就能够确定电缆最小截面尺寸。
二、电力变压器的选择
目前我国的民用建筑电力系统中， 10 kV 变电是主要的组成结构，其一般都是应用干式变压器来进行电力输送。因为该种结构形式的变压器空间利用率高，且具有较强的防火效果，被广泛的应用到实践中。从经济效益的角度出发，变电所内通常会使用 SCB10 或 SCB11 级的干式变压器。电力领域专家指出，当变压器负荷率 70%～85%效果最佳，但在实际中，多数情况下都会调整到 90%左右。因此，在进行变电所的设计中，变压器容量计算应该大于负荷量一级即可，从而可以节约后续的变压器容量费。根据实际情况进行分析，如果变电所中应用干式变压器，则其容量不能大于 1 250 kVA。
三、变压器低压侧短路电流的估算与断路器的选择
变压器低压断路器能力确定的过程中，主要以低压一侧电流为出发点，但是在实际中并不需要保证该数值分毫不差，可以通过估算的方式确定参数值，在设计中留有一定的可靠性裕量值即可满足线路运行安全性的需要。
1.简单的估算方法
如果变压器的阻抗参数数据相同，就表示变电系统中的低压短路电流和变压器容量参数之间为正比关系，比如2 000kVA 变压器的短路电流就是 1000 kVA的2倍为48 kA，其他容量变压器也能够通过该方法来确定，并且准确度比较高。
2.Uk的定义及测量方法
（1）Uk的定义
变压器低压侧短接，在实际操作中，对于高压一侧中加入一定的电压，如果系统中的低压部分电流达到所需要的数值，高压一侧的加压电流会与额定电压数据成正比关系，该参数就能够直接反映出阻抗系数，也就是变压器的阻抗电压参数。
（2）Uk 的测量方法
将变压器的低压侧短接，按照要求对于高压一侧的部分逐步的增大施加电压，在低压侧电流达到设定的数值后，此时通过数据计算可以判定高压一侧电压额定参数所占百分比。
3.低压侧断路器选择
低压电路器的分断能力是非常重要的参数，其主要反映的是断路器所具有的保护性能，也就是设备能够控制的最大电流参数。为了能够充分的保证低压断路器保护过程中可以针对于发生的最为严重短路事故时，及时将线路切断，使得低压断路器达到应用的需要，要保证其具备所需要的分断能力。
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四、低压配电系统保护开关的具体要求
1.变压器低压总断路器额定电流
该参数的选择需要合理的确定，如果太小无法满足系统使用的需要，这是因为变压器的过负荷运行以及短路保护过程中，都是通过上级保护装置来实现的，从而可以达到运行安全性的需要。如果变压器低压层总断路器选择的比较小，那么变压器在正常使用的过程中，如果短时间存在过负荷的情况，低压侧总断路器就会出现跳闸的情况而消除过负荷的影响，此时的变压器中所设置的过负荷性能无法发挥出应有的作用，从而使得变压器设计容量数据过大，整个系统会产生较为严重的浪费问题。因此，变压器低压总断路器的额定电流参数确定要符合科学性与合理性的要求，目前通常都是设定为额定电流参数的1.5倍左右。但是目前与有些标准图集中选择的变压器低压总断路器相对较小，这是非常错误的做法，对于系统的正常运行都会产生不良的影响。
2.变压器低压侧总断路器整定值的选择
变压器低压总断路器在系统工作的过程中，在准确的测定其整定电流参数时，应该以系统负荷为出发点。对于风冷性能可以满足系统使用需要的干式变压器来说，其正常工作中的负荷可以达到额定数据的1.2～1.4 倍（风冷启动后，系统运行更加稳定，可以保证供电正常进行）。如 1000 kVA 的干式变压器，在明确整定电流值的过程中，可以将其设定在 1 700～1 800 A之间，但是也有其他的设计人员将整定电流值确定为 2000 A（此时为额定电流的 1.386 倍），该方案也具备一定的可行性。2000 kVA 的干式变压器，在确定整定电流值的过程中，可以将其设定为3 500 A
3.低压配电系统断路器保护性能的选择基础
（1）保护性的选择应该综合考虑到变压器低压总短路器与系统中的其他部分的组合性能，然后明确最大回馈电路信号之后计算确定过负荷长延时整定值的极差分析，并且能够保证上、下级能够实现有效的配合。目前的电流设计中，低压配电系统的断路器整定参数的选择可以通过下式来确定： Iz≥1.3IL≥1.3Ic。
（2）短路短延时整定值要通过如下的方式来实现：1）应用整定数值来进行计算，通常设定为3～5 倍，延时为 0.4 s。在选择设计倍数 的过程中，并不是随意确定其参数，需要综合分析实际情况，从目前的设计实践中分析可以发现，很多设计师都会选取中间值4倍，也有设计师处于其他的考虑选择设计为5倍，但是鲜有设计师会选择3倍。具体倍数的确定需要结合整个电力系统的实际情况来确定，不能随意的选择，否则将会导致整个系统运行的安全性无法保证。在充分满足保护性动作要求的基础上，整定倍数选取的越小，就表示该系统在运行中其动作的灵敏度就会越高，从而可以保证系统能够正常使用。如果系统中的回馈电路的电流参数比较小，并且保护断路器的过负荷长延时参数为延时3倍，就能够达到系统中其他开关部件的保护极差的需要，同时还能够在短路电流比较小的时候就能够直接将线路切断，所以此时选择3倍是比较好的，整个系统的运行效果也非常明显。2）联络断路器过负荷长延时与短路延时在进行具体的电流参数确定的过程中，通常需要将其设定为整定电流参数的3倍左右才能满足系统正常使用的需要，此时的延时时间即为0.2s，动作比较快，可以满足系统运行的安全性需要，在发生短路故障之后，可以及时切断线路，保护设备。
五、结语
本文主要分析了目前我国电力领域中使用最为普遍的 10 kV 变电所在进行系统设计中所存在的一些问题，对于各个结构部分的选择提供切实可行的意见，从而可以为后续方案的设计体用有利的支持，并且也总结出一些人们存在的误解地方，希望可以给设计人员提供良好的基础条件，切实提升线路设计质量，满足电力供应的需要。
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论文作者:唐剑东
论文发表刊物:《基层建设》2019年第17期
论文发表时间:2019/9/8
标签：变压器论文; 电流论文; 变电所论文; 断路器论文; 低压论文; 系统论文; 参数论文; 《基层建设》2019年第17期论文;