摘要：随着经济的发展，用电设备快速增长对电能的需求量也逐渐的增加，供电企业也在不断的加大电能的供给。10/0.4KV变电系统直接向用户提供电能，因此，10kV变配电系统的设计在供电系统当中占据着十分重要的位置，10kV变配电设备能否安全有效的运行，直接关系到整个供电系统的供电质量和用电安全。本文就10kV变配电系统设计的常见问题进行了一些分析和探索，希望对10KV变配电系统的设计工作起到抛砖引玉的作用。
关键词：10kV；变配电；设计；问题
1、10kV变配电系统设计的重要性
随着经济的迅猛发展，电能的使用已经成为人们日常工作生活中不可缺少的重要组成部分，尤其是对于区域发展而言，电力供应发挥着不可小觑的作用。一般而言，区域经济的快速发展需要稳定可靠的电力供应，而且在很大程度上区域变配电的设计与建设能够起到举足轻重的作用，由此看来，对于区域经济及各方面发展而言，保证区域规划发展与变配电供电系统的一致性及同步性具有非常重要的意义。在设计10kV变配电系统时，一方面要确保设计方案的合理性，结合地区发展的具体状况与实际电力需求，此外，还应该对相关的各个因素进行综合的考虑，为电力供应的安全性及可靠性提供一定的保障，从而促进区域经济的健康可持续发展。另一方面，要确保设计方案的科学性，使之与区域发展的要求相匹配，一般来讲，经济条件良好的区域，其变配电供电系统负荷发展相对较快，而且网架结构通常具有较长的建设周期，因此，首先应该根据这类地区用电负荷的现状，对其发展状况进行科学预测，在此基础上科学的设计10kV变配电系统，切实提高电力供应水平。
2、10kV变配电系统设计中存在的常见问题
2.1 10KV供配电系统配电级数设计超过两级问题
实际设计工作中，设计者为检修方便及用户的需求，忽略了配电级数的要求，在10KV供配电系统的设计中出现配电级数超过两级的情况。GB50052-2009《供配电系统设计规范》中明确要求：“供配电系统应简单可靠，同一电压等级的配电级数高压不宜多于两级；低压不宜多于三级”。配电级数过多，继电保护整定时限的级数也随之增多，而电力系统容许继电保护的时限级数对10KV来说正常情况下也只限于两级，如配电级数出现三级，则中间一级势必要与下一级或上一级之间无选择性，这对于系统的运行十分不利。
2.2 10KV进线电缆与供电变压器容量不匹配问题
有些设计者为图设计方便，将1000KVA以下的变压器高压侧进线统一选用YJV-8.7/15KV-3×50型电缆，从载流量看没有问题，但对电缆热稳定而言，就出现的问题。以上述630KVA的变压器为例，C取137，S取1，KA取9则
Smin=×103=×103=65.7mm2
因此，变压器的高压进线电缆应选用3×70型。
2.3电力系统中的谐波抑制设计问题
由于电力系统中存在着各种非线性元件，当正弦的电压施加在非线性电路上，产生非正弦电流，此电流在电网阻抗上产生压降，使电压也成为非正弦波，于是产生了谐波。谐波会造成电力设备损耗增加、绝缘损坏、电子设备误触发、继电保护误动作、感应型电度表计量不准确等多种危害。各种整流变流设备、电弧炉、调光调压设备、变频设备等都会产生谐波。设计者往往对谐波的抑制有所忽略，没有采取有效的设计，给系统运行安全留下隐患。
2.4变配电所的设备运输通道的设计问题
室内变配电所，特别是设置在地下的室内变电所的设备通道问题往往被忽视，出现变电所的出入口或设备运输通不满足要求，造成设备搬运不便，或给以后的维修和更换造成困难。GB50053-2013《20KV及以下变电所设计规范》中规定：“当变电所设置在建筑物内或地下室时，应设置设备搬运通道。搬运通道的尺寸及地面的承重能力应满足搬运设备的最大不可拆卸部分的要求。当搬运通道为吊装孔或吊装平台时，吊钩、吊装孔或吊装平台的尺寸和吊装荷重应满足吊装最大不可拆卸部件的要求，吊钩与吊装孔的垂直距离应满足吊装最高设备的要求”。
2.5计量方面存在的设计问题
变配电所的计量装置设置中，还存在不合理情况。如将高压计量柜的位置设置在母互柜后端，按照高压计量的要求，计量柜变靠近电源侧，计量柜的电压互感器应位于母互柜的电压互感器之前。高压计量专用的电流互感器及电压互感器型号规格标注不完整，不准确等问题。
3、10kV变配电系统设计中常见问题的对策
3.1供配电系统配电级数的设计问题的对策
应按照现行规范执行，在设计中注意配电级数的问题，切不可造成供配电系统接线复杂，配电层次过多，导致供配电系统的可靠性下降。对于10KV来说正常也只限于两级。例如由低压侧为10KV的总变电所或地区变电所配电至10KV配电所，再从该配电所以10KV配电给配电变压器，则认为配电级数为两级。对于环形供电及长电缆线路为维修方便需要进行断开的，笔者认为可采用装设负荷开关的形式予以解决，这样既解决的长大干线或分支干维修及运行的方便，又不会造成配电级数的增加。
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3.2电缆进线与变压器容量匹配问题对策
对高压电缆进线的截面选择，首先要掌握选用变压器的技术参数，再确定所选电力电缆的型号及参数，然后进行电缆的热稳定校验，确定电缆的截面。切不可不经计算凭经验设计。那将给设备的安全运行留下隐患，可谓后患无穷。
3.3电力系统中的谐波问题解决办法
3.3.1为了避免10kV变配电出现大量的谐波导致输电线路出现故障问题，在10kV变配电设计中应加入滤除电力系统的谐波装置，可考虑选择高性能的滤波电容器将其串联成过滤谐波的装置，其主要的功能应用是在吸收供电系统中谐波的同时并进行无功功率的补偿，从而进一步的达到抑制电流波动的目的，与此同时其吸收电网谐波。这样不仅避免了输电谐波故障的发生，还能避免其他信号干扰。
3.3.2对电压波动影响较大且宜产生谐波的用电设备采取针对性的措施。如大容量的电弧炉可考虑采用电抗器或采用静止补偿装置，对电压波动及谐波的产生进行有效的抑制。
3.3.3采用动态补偿或调节装置。采用成熟、可靠的晶闸管控制电抗器和固定电容器组，即TCR+FC的典型结构，准确迅速地跟踪电网或负荷的动态波动，对变化的无功功率进行动态补偿，具有提高功率因素、降低损耗、稳定负载电压、增加变压器带载能力及抑制谐波。
3.4变配电所设备运输通道问题的解决办法
设在地下室的变电所， 其电气设备的运输通道，首先应尽量利用地下层的车道，但应考虑其层高能否满足要求，通往变电所的通道是否有剪力墙等不可拆移的障碍物。如果不能满足要求，则要考虑可否在变电所的某一位置的顶板上预留吊装孔等。还应考虑一些善后处理。比如，设备的维修及更换要求。
3.5计量方面的问题的对策
高压计量的设置，要征得供电部门同意设计。专用电流互感器准确度等级为0.2S级，专用电压互感器准确度等级为0.2级。实际运行负荷电流应达到额定值的60%左右，至少不小于30%。由两台及以上变压器供电的变电所，专用电流互感器原则上选用多量程的。要在主接线图中注明选择正确的安装位置。
3.6利用电脑软件加快设计进度和设计的准确度
3.6.1利用AutoCAD、Word来实现图文混排
充分利用Word的功能，加速CAD图的绘制。
3.6.2利用AutoCAD、Excel来快速统计工程材料数据
充分利用Excel计算统计功能，加速CAD图的计算统计工作。
3.7智能开关的应用
在10kV变配电设计中智能开关相比起传统的手动开关有着非常明显的优势地位，首先智能开关能够实现电脑系统的自动控制，并且智能开关还可以实现多控和互控操作模式，此外当电压负荷量没有超过动作电流时，能长时间的输电；还能在发生输电线路故障的时候可以自动的切断电闸，提高了供配电系统的安全可靠性。
3.8提升10KV变配电系统设计与施工人员综合素质
在10KV变配电系统设计施工中，施工人员的综合素质高低在一定程度上也会影响10KV变配电系统工程建设施工质量，因此在10KV变配电系统设计施工中要对设计与施工人员的综合素质进行严格把控，对于一些不按照设计及施工规范进行操作的工作人员应给予警示与惩罚，杜绝此类现象的再发生。
结语
综上所述，10kV变配电系统是供电的一个重要环节。在对用电的需求不断攀高，科学技术日新月异的今天，10kV变配电系统的设计成为了供电部门必须处理好的大问题。在目前的实际设计中，还存在着一些问题，给变配电系统的安全运行和检修工作带来了极大的不便。因此，必须严守设计关，注重设计的每一个小细节，对于设计中出现的纰漏采取措施及时解决，从而提升10KV变配电系统的设计质量。
参考文献
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[4]中国机械工业联合会《20KV及以下变电所设计规范》，2013.12：统一书号1580242.300
[5]中国机械工业联合会《供配电系统设计规范》，2009.11：统一书号1580177.361
作者简介
邴永春（1963.11），男，内蒙通辽人，沈阳铁路勘察设计院有限公司，工程师。单位：沈阳铁路勘察设计院有限公司。
论文作者:邴永春
论文发表刊物:《电力设备》2017年第3期
论文发表时间:2017/4/25
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