（中国城市建设研究院有限公司，100120）
【摘 要】对于10/0.4kV变配电站的设计来说，这是一个项目电力系统的根基，只有供电方案安全、合适、合理，一个项目的建设才具有有力的保障，由此本文展开探讨。
【关键词】10/0.4kV变配电站；工业设计
引言
由于10/0.4kV变配电站在工业设计的大量采用，且其在电网中的承上启下的作用，怎样安全、合理、节约投资地设计变配电站，成为很多用户普遍关心的问题。
本文简要介绍了10kV变配电站的工程设计步骤和要求，从负荷计算与无功功率补偿、供电方案的选取、变配电站的选址、设备的选取和布置，相关专业的配合等几方面对10kV变配电站设计要求和程序进行介绍。从实际工程出发，结合作者自身工业设计的工作经验，针对10kV变配电站电气设计展开相关的探讨，以供参考。
1．负荷计算与无功功率补偿
工业项目里用电设备在运行时，负荷是时刻变化着的，但不应超过其额定容量。进行负荷计算的目的是为了合理选择导线、开关、变压器等元件，使电气设备得到充分的利用和安全运行，并且确定供电方案。
在项目建设的初期，根据工艺、暖通、给排水等设备、动力专业提出的用电量需求，以及电气专业对建筑设计基本用电量的预估，比如照明、插座等，结合这两者对项目红线内所有建筑物的用电量进行计算。根据《工业与民用配电设计手册》第一章第三节的内容，一般我们可以选择需要系数法确定计算负荷，其中表1-1~1-5明确给出了各种负荷的参数。负荷计算最终我们要控制几个主要参数，一个是确定变压器的容量，根据全厂设备负荷的视在功率量选择变压器容量，宜装设两台及以上变压器分列运行，最好两台变压器容量一致；二是控制变压器的负载率，同时变压器的负载率按照最经济运行来考虑，宜控制在60~75%之间；二是功率因数要达到0.9以上，接下来我们就来介绍无功功率补偿。
无功补偿的目的是为了提高功率因数，降低损耗，提高供电效率，所以无功补偿很重要。合理选择无功补偿装置，可以减少电网损耗，使电网质量提高。反之，可能会造成供电系统电压波动、谐波增大等因素。
供电部门一般要求用户的月平均功率因数达到0.9以上，单纯靠提高用电设备的自然功率因数显然大多数情况下很难达到，所以一个项目一般采取在变配电站集中装设无功功率补偿设备，以进一步提高用户的功率因数。从项目的重要性以及工艺设备的特点考虑，一般情况下采用并联电力电容器的方法进行无功补偿，如果主要工艺设备很精尖，对于电网中谐波的要求很高，现在还有有源滤波搭配SVC、SVG等新无功补偿技术的方式。结合工作经验，一般做负荷计算时，根据选取的变压器总容量的30%来选择无功补偿的量基本功率因数都可以达到0.9以上，也还要根据实际计算情况来综合调整这个量，不宜过大造成不必要的浪费。
2．供电方案的选取
根据项目负荷的负荷等级、项目的负荷计算用电容量、地区的供电条件，就可以确定供电方案了。
从对供电可靠性的要求及中断供电后造成损失的程度考虑，电力负荷分为一至三级，重要性从小到大。同时，对于供电电源的要求也是等级越高越严格：一级负荷应双电源供电，其中一个电源发生故障时，另一个电源不应同时受到损坏。二级负荷应双电源供电；三级负荷属于不是很重要，即使断电也不会造成很大影响的负荷，故正常一路电源即可。
从当地供电部门可以得知高压供电的电压等级，现阶段各工业用电电压等级采用10kV。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆一路10kV线路电缆直埋的送电容量大致为5MW，供电距离为6km以下，再结合负荷计算所确定的项目用电容量，我们就可以确定供电回路数了。
根据作者所做过的的工程实际情况，一般供电方案有以下几种：两回路10kV供电、一路10kV供电外加柴油发电机、一路10kV供电外加低压第二电源等。
3．变配电站的选址
变配电站站址的选择应根据《20kV及以下变电所设计规范》GB50053-2013第2.0.1条中相关规定综合考虑。
从安全和经济角度出发，变压器已经几乎全都采用干式变压器，同时无油断路器，故变配电站高压开关柜、变压器、低压开关柜可以设于同一房间内，便于管理。变配电站在建筑物内的位置应便于高低压进出线，宜设置在首层靠外墙位置，位于高层建筑地下室时，不宜设在最底层，如地下仅有一层时，地面宜高出150~300mm，还应采取防潮措施。
4．设备的选取和布置
10kV变配电站高低压开关柜的布置应按照《20kV及以下变电所设计规范》GB50053-2013和《低压配电设计规范》GB50054-2011中的有关规定布置。
高压开关柜一般选取KYN28-12型铠装移开式金属封闭开关设备，柜后维护通道1000mm，单列布置和双列背对背布置时，柜前操作通道距离为单车长+1200=900+1200= 2100（mm），双列面对面布置时，柜前操作通道距离为双车长+900=2x900+900=2700（mm）。
低压开关柜一般选取MSN型低压抽出式开关柜，成排布置的配电屏通道最小宽度可参考《低压配电设计规范》GB50054-2011中表4.2.5中的规定。
在满足上述规范规定的条件下，并且在变配电站内有条件的情况下，宜考虑留有适当的高低压开关柜的备用位置。
5．对土建、采暖、通风、给排水的要求
建筑要求：
①变配电站的门应朝外开启，相邻房间之间有门时，该门应双向开启或向低压方向开启。门的高度和宽度最好按照最大设备尺寸，高度加0.5m，宽度加0.3m确定，疏散通道门的最小高度宜为2.0m，最小宽度宜为750mm，门的防火要求要符合《20kV及以下变电所设计规范》GB50053-2013第6.1.3条中相关规定。
②变配电站内墙表面应抹灰刷白，地面宜采用耐压、耐磨、防滑、易清洁的材料辅装，变配电站的顶棚应刷白。
③变配电站长度超过7m，应设置两个出口并最好布置在房间两端。当变配电站长度大于60m的时候，宜增加一个出口，相邻出口距离不应大于40m。
采暖与通风要求：
①变配电站除考虑自然通风和机械通风外，最好在变配电站适当位置考虑设置空调。
②在冬季采暖的地方，控制室和值班室应该考虑设置采暖装置。变配电站内温度低影响电气设备元件和仪表的正常运行时，也要设置采暖或采取局部采暖措施。
其它要求：
①变配电站里面不应有与其建设无关的管道和线路通过。
②在变压器、高低压开关柜和裸导体的正上方不应布置灯具。当在其上方布置时，灯具与裸导体的水平净距离不应小于1.0m，灯具不得采用吊链和软线吊装。
6．结语
对于10kV变配电站电气设计，本文也只是浅谈了其中的一些皮毛，对于其中一些具体内容没有深究，还待其它电气工程师提出见解和指导，将我国的电气建设工作不断完善，提高电力事业。
参考文献：
[1]《20kV及以下变电所设计规范》GB50053-2013
[2]《低压配电设计规范》GB50054-2011
[3]《工业与民用配电设计手册》第三版
论文作者:王烨
论文发表刊物:《工程建设标准化》2016年5月总第210期
论文发表时间:2016/7/14
标签：变配电论文; 负荷论文; 变压器论文; 功率因数论文; 采暖论文; 项目论文; 开关柜论文; 《工程建设标准化》2016年5月总第210期论文;