摘要：10KV变电所广泛用于工业与民用建筑的变配电系统，一次侧连接上一级当地供电公司的区域变电站，二次侧0.4KV与用户设备相连，除电力部门与用户需各自保证资产产权分界点前后的电力设施安全运行无故障外，设计阶段10KV变电所的施工设计优劣，也影响着变电所建成后运行的稳定。文章对10KV变电所的中一次接线与二次接线、变电所防雷与接地进行了简要分析。
关键词：变电所；一次主接线；二次接线；无功补偿；防雷；接地
当前，经济快速地发展，大量的土地被占用，开发成住宅小区、城市综合体及工业园区等，但土地不可能无限制的被占用或农耕用地转性为非农用地，全国上下都意识到需集约节约化开发土地，保护用地红线。因此，从电网规划来看，电力公司110/35/10KV区域变电站逐渐被110/10KV区域直变变电站取代，同等占地能向周边输送更大供电容量；从用户端来看，能用10/0.4KV变电所直接供电，35/10/0.4KV或110/10/0.4KV供电方案也就被淘汰，用地更省，位置选择更灵活，并能深入负荷中心建设变电所，减小供电半径，提高供电质量。当然，用户选择10KV/0.4KV变电所有很多优点，但需当地供电公司同意以用户建设10KV/0.4KV变电所和10KV要求进线方式供电。
1 10KV变电所的一次设计
10KV变电所的一次设计，是指变电所10KV高压系统的电气系统图设计。变电所一次系统图的复杂与否，取决于变电所的配置变压器的台数。若供电容量较小，负荷等级也很低，对断电停电没有太高的要求，采用一台变压器就行，设计也很简单。若低压设备负受电对断电有很高要求，如负荷分级为一级负荷或特别重要的一级负荷，变压器配置不少于两台，10KV一次系统图往往采用单母线分段或双母线分段设计，电力部门为了保障电网安全运行，要求10KV变电所分段的一次系统不设分段联络断路器，各分段电气主接线通常遵照进线、计量、压变及避雷、出线顺序的思路进行一次系统图设计，并配合选择为满足一次侧的继电保护装置，保障一次系统今后的安全运行。
1.1 10KV电气的一次主接线设计
在选定10KV变电所一次主接线设计方案前，除上述提及的内容外，下列电气问题也需要确定。
1.1.1 计算负荷的计算和负荷用电的分级
在项目方案设计阶段，项目建筑数据不全，用户生产设备不一定已经订货，设备选型和电气参数待定，难以提出详细的设备清单和各类设备的负荷大小，通常以负荷密度法和设计师的经验和知识积累，计算项目电力负荷总量，并结合远期系数，确定项目的总负荷指标。如何确定项目的负荷情况，往往按不同项目予以分类考虑。
项目计算负荷确定之后，还无法开展变电所的设计工作，必须分析设备的重要性并分类、对停电断电的要求，进行负荷分级，要求须双回路独立电源供电的，变电所的进线回路和变压器台数不小于2，设备的负荷分级可参照《供配电系统设计规范》（GB50052-2009）和《民用建筑电气设计规范》JGJ16-2008，消防控制室、消防水泵、消防电梯、防烟排烟设施、火灾自动报警、漏电火灾报警系统、自动灭火系统、应急照明、疏散指示标志和电动防火卷帘及门窗、消防阀门、消防电梯通常为一级负荷，应考虑双回路电源供电，当一路电源发生故障时，另一路电源不应同时受到损坏，如一级负荷中含有特别重要的负荷，除两路电源供电外，还应增设应急电源装置，并严禁将其他不相关的负荷接入应急供电系统，并满足电源切换允许中断供电时间的要求。
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1.1.2 当地供电部门进线电压等级，避免选错方案。
在我国不同地区的电网，如华东、西南、东北、西北电网，当地供电部门可提供的电压等级也不一样，有的需要新建电网或改造电网。一般设计之前，电力部门会对电压等级、可批复供电方案、功率因素给以沟通说明。一般项目而言，供电公司可直接以10KV电压等级向用户供电，少部分大用户项目，供电公司将改造电网，以35KV或110KV电压等级向用户供电；无功功率因素补偿考核，一般要求用户侧补偿到0.90以上，较多要求变电所的低压侧集中补偿，少部分对功率因素影响较大的设备，可以选择设备处就地补偿。
1.2 变电所的二次设计
电气设备通过变电所电气接线构成电气网络，实现电能输送与分配。10KV变电所的二次设计，一般包含二次电气系统设计和二次保护设计两部分内容。二次低压电气系统设计，通常指电压经过变压器，将高电压降压至低电压，实现电能分配的过程。二次保护设计通常是指为保证变电所安全运行，在电路不同部位安装电流互感器、电压互感器等测量元件，达到电流电压的测量、指示和保护。为有效监测变电所，变电所一般安装电力运行监控系统，实现配网自动化功能，将配网自动化部分作为设备自动化的一部分，纳入工程设备的全景自动化运行监控。
1.3 二次保护设计
10KV变电所的主变压器，一般装有带时限的过电流保护。若过电流保护时间大于0.5~0.7s时，还应安装电流速断保护。对于容量在800kva及以上油浸式变压器和400kva以上的车间变压器，需要安装瓦斯保护，即气体继电保护。单台或数台并列运行并作为其他负荷的备用电源时，一般需装设过负荷保护，轻微过负荷和轻瓦斯运行时，保护动作于信号，严重过负荷和重瓦斯运行时，保护动作于跳闸。施工图设计中应根据要求装设电流速断、过电流及瓦斯保护。
1.4 变电所高低压柜及元器件的选择
高压柜品牌柜国际上有：施耐德MVnex，ABB的ZS1，西门子NXAirS等。国内品牌柜一般有KYN12-28或KYN12-28A等，低压开关品牌柜国际有：施耐德的Blockset，ABB的MDmdx，西门子的8PT，国内常用的有GCK、GGD、MNS、MLS等；
高压开关柜参数有：额定电压、最高工作电压、额定频率、额定短路开断电流工频耐压（1分钟，有效值）、雷电冲击耐压（峰值）、爬距（瓷绝缘、复合绝缘、空气绝缘净距）、额定峰值耐受电流、防护等级、机械操作寿命、辅助电路额定电压（DC110V，AC220V）等；
高低压断路器参数有；型式：真空抽屉式、框架固定式；额定电压电流、额定绝缘电压、极数、额定开断/关合电流、额定热稳定/动稳定电流、绝缘电压、操作循环、燃弧时间、操动机构、额定短路电流开断次数、额定电流开断次数等；
互感器：型式：如环氧浇筑树脂，额定容量、变比、准确级；
除上述元器件外，还有避雷器、接地开关、微机保护装置、多功能仪表、母线槽和空气开关等等元件；
1.5 防雷与接地设计
变压器低压侧中性点及金属外壳等应与避雷器的接地端连接在一起。每回路的进线终端和每段母线上，应安装阀式避雷器。若架空线进线通过一段电缆引入变电所，在架空线终端电缆头处安装阀式避雷器或排气式避雷器，其接地端并与电缆头的外壳相联后接地；同时，与架空线路相连的进线出线，在入户处的电线杆进行重复接地，每个电缆头也均要接地。
论文作者:罗汝华
论文发表刊物:《电力设备》2018年第13期
论文发表时间:2018/8/17
标签：变电所论文; 负荷论文; 电压论文; 电流论文; 变压器论文; 接线论文; 设备论文; 《电力设备》2018年第13期论文;