摘要：电力作为经济发展的主要影响因素，在电力市场逐渐发展、繁荣的今天，如何将电力高效、稳定的输送到各地以及保持电力的安全性成了发展的瓶颈。在供配电系统中，10kV变配电所的设计作为至关重要的环节，其安全性对整个用电网络均可造成巨大影响。本文主要探究了10KV变配电所的设计要求、设计要点以及具体案例分析，以供参考。
关键词：10kV；变配电所；设计要点
引言：在供配电系统设计时，10kV变电所的设计是很重要的一环。它涉及到负荷计算，负荷等级的确定以及对短路电流进行计算。常常还需要对谐波的抑制要求进行满足以及监测低压出线回路的漏电电流。10kV变电所的设计的安全性还会对整个城市的电网产生影响，因此当地的供电部门经常要对变电所的施工图来进行审查，以符合安全和计量的需要。
一、10KV变配电所的设计要求
在对10kv变配电所进行设计时要注意以下要求：第一，对于上级电源的规划以及布置要合理选择。第二，在设计中要给容量预留一定的余地，以方便日后进行修改和调整。第三，供电设计的线路要有效、合理，且具备调控能力。第四，确保供电可靠，电压的波动要小，且有保护处理措施以及谐波治理方法；且能够满足用于对连续供电的需求。第五，设计环保节能。供配电系统的投资要小且运行的费用要低，能减少电能和有色金属的使用量。第六，设计需早电能供配中安全，尽量避免发生人员、设备事故。第七，应该能够满足用户在电压以及频率等上的需要。第八，在供电的过程当中，要能够合理的处理局部和整体的关系，当前和以后的关系，要能够顾全大局，且有一套监视和测量的设备。
二、10kV变配电所设计要点
1、电气设备的选择
电气设备的选择应遵循以下两个原则：按正常工作状态选择；按短路状态校验。按正常工作状态选择的具体条件：额定电压：电气设备的最高允许工作电压不得低于装设回路的最高运行电压。一般可以按照电气设备的额定电压Uzd不低于装设地点的电网的额定电压UN；UzdUN。额定电流：所选电气设备的额定电流IN不得低于装设回路最大持续工作电流Imax；INImax。按短路状态校验的具体条件：热稳定校验：当短路电流通过所选的电气设备时，其热效应不应该超过允许值I2・timaI・t；动稳定校验：所选电气设备通过最大短路电流值时，不应因短路电流的电动力效应而造成变形或损坏。
其中对变电器容量的选择很重要，要注意下面两点：第一，变压器的容量ST（可近似地认为是其额定容量SN・T）应满足配电所内所有用电设备计算负荷S30的需要，即ST≥S30；第二，低压0.4Kv的主要变压器单台容量一般不宜大于1000kV・A（JGJ/T16-92规定）或1250kV（GB50053-94规定）。如果用电设备容量较大、负荷集中且运行合理时，则可选用较大容量的变压器。（这们选择的原因：一是由于考虑到负荷密度，选用1000-1250kV・A的变压器更接近于负荷中心，减少低压配电线路的电能损耗、电压损耗和有色金属消耗量；另一是限于变压器低压侧总开关的断流容量。）
2、短路电流计算
短路电流的计算是进行高低压开关、校验开关以及线路开关选择、继电保护器确定的基础，为此是变电所设计的重要环节。下面以630kVA的变压器高、低压侧的三相短路电流为例来说明结果的重要性，这里按照远离发电机断短路以及无限大电源容量进行计算。
（1）建立模型。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆假设在110kV/10kV变电站有一台容量为40000kVA的变压器，属于三相双绕组无励磁调压式变压器。其短路阻抗为μk%=10.5，连结组别为Ynd11。距离10kV/0.4kV变电所的距离为4km，使用的电缆为YJV―8.7/15kV―3x95，相应的末端变压器容量为630kVA，其短路阻抗为μk%=4.5，连结组别为Dyn11。然后在此基础上计算末端变压器在高、低压侧的三相短路电流。
（2）结果分析。有上述条件得到的短路电流及短路容量分别为：Id1=21kA，Sd1=382MVA；Id2=9kA，Sd2=164MVA；Id3=18.64kA，Sd3=12.9MVA。其实在实际的工程中并不一定知道前端110kV变电站距离设计的10kV变电站的距离或者前端变压器的容量，此时可以依据离前端变压器的远近来计算，并据此进行设备选择。从以上结果不难看出，距离电源点越远得到的短路电流越小。同时在同级电压中距离电源点的距离越近，短路电流越大；而在同样的短路电容下，如果电压越低，相应的短路电流就越大。
三、案例分析
1、配电所配电线路的布置
某小区供配电所线路设计时，采用了负荷平衡、互为备用的方案，同时各供配电所位置应满足各个负荷供电半径的要求，综合目前小区的负荷分布，采用环网式的开环供配电模式最佳。另外，项目一共设置了6个变配电所。其中，3#变配电所承担疏散照明及应急照明灯供配电任务，由1#电源单独供电，其余变配电所由1#-和3#电源均衡供电。同时，住宅用电由住宅变压器配电，公共用户部分由公共用电变压器配电，由各配电所的环网柜将各个负载、变配电所及上级电源联系起来，低压输出端采用单母线分段联系，构成环网式的供配电系统。另外，小区中的公用负荷中的一级负荷采用 10kV 双回路供电，这样能够满足一级负荷的供电要求。
2、线路的投切及继电保护设计
（1）投切设计。在本工程中，为使重要负荷不停电倒切，采用 3条10kV 电源同时供电，互为备用的接线方式，投切方式采取单母线分段运行方式。母线上的断路器采用手动投入，同时，进线断路器与母联断路器间设有电气与机械联锁，而且进线断路器与母线隔离开关，母联断路器与母联隔离开关，以及计量柜等之间也设有电气联锁。采取联锁设置后，当进线隔离开关与计量柜等处于工作状态时，进线断路器才能闭合，只有进线断路器断开后，隔离开关及计量柜等才能切断。另外，母联隔离开关处于工作状态后，母联断路器才能合闸，而母联断路器断开后，母联隔离开关才能切断。
（2）继电保护设计。本项目进线的继电保护功能有：过流保护、速断功能、零序电流保护。变压器线路的继电保护功能有：过流保护、速断功能、零序电流保护、高温报警及自动跳闸功能。母联的继电保护功能有：过流保护及速断功能。另外，采用具有综合保护性能的保护继电器，其技术参数由供电部门整定。
四、结束语
随着城乡经济的快速发展，以及对电能需求的持续增长，10kV变电所的建设任务仍然比较繁重，因此10kV 变电所设计工作的重要性也就更加突出了。10kV变配电所设计是一项系统的工程，设计的每个步骤并不是单独进行的，需要统一考虑，在满足技术要求的前提下还要对不同方案从技术经济方面进行比较选择，尽量节约投资，降低企业的生产成本。
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论文作者:梁海健
论文发表刊物:《基层建设》2016年16期
论文发表时间:2016/11/1
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