摘要：在变电站设计中，对设计人员的要求越来越高，既要掌握电气专业知识，又必须结合实际设计，充分考虑其优越性。即要满足电力规程规范各项要求，又要注意电工建构筑物的设计及总平面图的布置，布置既要安全实用兼顾发展，美观大方。这个阶段设计人员多比较各种方案，才能做出经济合理的设计。本文对10kV变电站的设计思路进行分析。
关键词：10kV变电站；设计；分析
前 言：10kV配电网属中压配电网，它延伸至用电负荷的中心或居民小区内，直接面对工矿企业和居民等广大用户的供电需要，起着承上启下确保用户供电的作用，因此10kV配电网所处的地位十分重要。在配电工程中，能否保证系统安全、经济、可靠地运行，工程的设计质量是一个重要条件。
一、变电站位置的确定
变电站位置应避开大气污秽、盐雾、与邻近设施有相互影响的地区、滑坡、滚石、明暗河塘等，靠近负荷中心出线条件好，交通运输方便。在居民区变电站的建设中要求变电站离其它建筑物宜大于5m。在设计中，还应考虑到变电站的噪声对周围环境的影响，必要时采用控制和降低噪声的措施。
二、主变压器选择
在10kV变电站中，要选用性能优越、节能低损耗和环保型的变压器。变压器的台数及容量要根据负荷计算和负荷分级的结果并结合经济运行进行选择。当有大量的一、二级负荷，或季节负荷变化较大，或集中负荷较大时，宜装设两台及以上的变压器。当其中任一台变压器断开时，其余变压器应满足一级负荷及大部分二级负荷的用电需要。定变压器容量时还要综合考虑环境温度、通风散热条件等相关因素，对冲击性较大的负荷、季节性容量较大的负荷、小区或高层建筑的消防和电梯等需备用电源的负荷等可设专用变压器，此方法既保障了电能的质量及供电的可靠性，又结合了电费电价政策，做到经济运行。为了使变压器容量在三相不平衡负荷下得以充分利用，并有利于抑制3n 次谐波影响，宜选用的变压器接线组别为D，yn11.D，yn11 接线的变压器低压侧单相接地短路时的短路电流大，也有利于低压侧单相接地故障的切除。在改、扩建工程中，为了满足变压器并列运行条件，选用的变压器接线组别与原有的保持一致，短路阻抗百分比接近，容量比不超过1∶3。如我市某企业，其设备的用电规格与我国不相一致，根据用户的意见，我们将容量为630kVA 的主变接线组别定为D，dn，并要求变压器设单独的接地系统，以此满足用户的供电要求。设在高层建筑内部的变电站，主变采用干式变压器；设在周围大气环境较差的变电站，应选用密闭型或防腐型变压器，为了不降低配电运行的电压，10kV 变电站的主变分接头宜放在10.5kV上，分接范围油浸变为±5%，干式变为±2×2.5%。
三、电气主接线的选择
变电站的主接线对变电站内电气设备的选择、配电装置的布置及运行的可靠性与经济性等都有密切的关系，是变电站设计中的重要环节。主接线的形式多种多样，在10kV变电站的设计中常用的有单母接线、单母分段接线、线路- 变压器组接线、桥式接线等，每种接线均有各自的优缺点。通过对几种能满足负荷用电要求的主接线形式在技术、经济上的比较，选择最合理的方案：技术指标包括：①供电的可靠性与灵活性；②供电电能质量；③运行管理、维护检修条件；④交通运输及施工条件；⑤分期建设的可能性与灵活性；⑥可发展性。经济指标包括：①基建投资费用；②年运行费。我市南部的甲乙两企业，以前采用的6kV 线路供电，现都要求改为电网10kV供电。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在甲企业中，由于其预计运行的时间只有3 年左右，且周围均为10kV电网供电，经过技术及经济比较，采用了保留原有供电设备，仅增一台特殊变比（10kV/6kV）的变压器来满足用电要求的方案，节省了投资，节约了时间；在乙企业中，其新增设备的额定电压为10kV，在企业周围还有部分采用6kV电压等级供电的负荷，如同样采用甲企业的方法，仅增一台特殊变比（10kV/6kV）的变压器，则该企业有可能成为一个新的6kV电压等级供电点，对用电的管理及电网的运行均产生不利的影响。经技术及经济比较，向用户列举了10kV供电的诸多优点，动员用户对原有供电设备进行了改造。此方法对用户、电网和用电管理部门都是一个较理想的选择。
四、继电保护的配置
当变压器故障时，在保护的配置上一般有两种途径：如选用断路器或开关来开断短路电流，则配以各类的微机保护。如一次设备选用的是负荷开关，则选用熔断器来保护，两者比较如下：1）断路器或开关具备所有的保护功能与操作功能，价格较昂贵。负荷开关只能分合额定负荷电流，不能开断短路电流，需配合高遮断容量后备式限流熔断器作为保护元件来开断短路电流，价格较便宜。2）在切空载变压器时，断路器或开关会产生截流过电压，负荷开关则没有此种现象。3）对变压器的保护，断路器或开关的全开断时间为继保动作时间、自身动作时间、熄弧时间之和，一般会大于油浸变发生短路故障时要求切除的时间。限流熔断器具有速断功能，但必须防止熔断器单相熔断时设备的非全相运行，应在熔断器撞击器的作用下让负荷开关脱扣，完成三相电路的开断。4）由于高遮断容量后备式限流熔断器的保护范围在最小熔断电流到最大开断容量之间，且限流熔断器的时间特性曲线为反时限曲线，短路发生后，可在短时内熔断来切除故障，所以可对其后所接设备如CT、电缆等提供保护。使用断路器或开关则要提高其它设备的热稳定要求，但就限制线性谐振过电压方面来说，在变压器的高压侧应避免使用熔断器。
五、配网自动化
配电自动化是指利用现代电子技术、通信技术、计算机及网络技术与电力设备相结合，将配电网在正常及事故情况下的监测、保护、控制、计量和供电部门的管理工作有机地融合在一起，改进供电质量，与用户建立更密切、更负责的关系，以合理的价格满足用户要求的多样性需要，力求供电经济性最好，企业管理更为有效.配网自动化以故障自动诊断、故障区域自动隔离、非故障区域自动恢复送电为目的.目前配电自动化主要考虑的功能有：变电站综合自动化；馈线自动化；负荷管理与控制；用户抄表自动化.就国情而言，配网自动化系统目前还处于试点建设阶段，缺乏大规模实现中低压配电网络配电自动化的物质基础，但配网自动化是今后发展的方向.因此，在进行站内设计时，要结合配网自动化规划，给未来的实施自动化技术改造留有余地.在技术上实现配电自动化的前提条件是：一次网络规划合理，接线方式简单，具有足够的负荷转移能力；变配电设备自身可靠，有一定的容量裕度，并具有遥控和智能功能.除此之外，还可考虑通过实现配电半自动化方式来提高供电可靠性水平，因为可自动操作的一次开关价格昂贵，而二次设备相对便宜，故实现配电半自动化的具体方法可考虑采用故障自动量测和定位、人工操作开关、隔离故障和转移负荷的方式.如在目前的设计中，采用了短路故障指示器，能准确、迅速地确定故障区段，站内都备有通信、集抄装置的位置等.对重要用户多、负荷密度高、线路走廊资源紧张、用户对供电可靠性较为敏感的区域的用户进行设计时，尽可能选用可靠的一次智能化开关.配网自动化系统因投资大、见效慢，应统一规划，分步实施.因此，在10kV 变电站的设计中，我们要结合配网自动化的进程，及时用先进、科学的方法来完善我们的设计，完善我们的电网。
当前变电站作为城市建设里涉及最多的工程之一，设计结构调整显得尤为重要。在设计施工过程中，除了需要满足供配电设计施工规程、规范外，要想使变电站的10kV配电网设备安全、优质、高效运行。
参考文献：
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[3]吴致尧，何志伟.10KV 配电系统无功补偿的研究进展[J].电机电器技术，2015，（5）.
论文作者:徐敏兰
论文发表刊物:《电力设备》2017年第16期
论文发表时间:2017/10/18
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