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10kV變配電所供電系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)

何藹聰

廣東歐姆龍電力工程有限公司廣東南海528200

[摘要]在整個電網(wǎng)的建設(shè)過程中，10kV變配電所供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)這一環(huán)節(jié)是非常重要的。本文首先介紹了10kV變配電所供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)的重要性，其次以某單位10kV變配電所為例，對其存在的問題進(jìn)行了詳細(xì)的分析，最后圍繞該問題，提出了相關(guān)的方案對10kV變配電所供電系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，具有一定的現(xiàn)實(shí)參考意義。

[關(guān)鍵詞]10kV變配電所；供電系統(tǒng)；優(yōu)化；設(shè)計(jì)

1、10kV變配電所供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)的重要性

隨著經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，電力已經(jīng)成為人們?nèi)粘９ぷ魃钪胁豢扇鄙俚闹匾M成部分，尤其是對于區(qū)域發(fā)展而言，電力發(fā)揮著不可小覷的作用。一般而言，區(qū)域的快速發(fā)展需要穩(wěn)定安全可靠的電力供應(yīng)，而且在很大程度上區(qū)域變配電所供電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與建設(shè)能夠決定其發(fā)展?fàn)顩r，由此看來，對于區(qū)域經(jīng)濟(jì)及各方面發(fā)展而言，保證區(qū)域規(guī)劃發(fā)展與變配電所供電系統(tǒng)的一致性及同步性具有非常重要的意義。

在設(shè)計(jì)10kV變配電所供電系統(tǒng)時，一方面要確保設(shè)計(jì)方案的合理性，結(jié)合地區(qū)發(fā)展的具體狀況與實(shí)際電力需求，此外，還應(yīng)該對相關(guān)的各個因素進(jìn)行綜合的考慮，為電力供應(yīng)的安全性及可靠性提供一定的保障，從而促進(jìn)地方發(fā)展的健康可持續(xù)發(fā)展。另一方面，要確保設(shè)計(jì)方案的科學(xué)性，使之與區(qū)域發(fā)展的要求相匹配，一般來講，經(jīng)濟(jì)條件良好的區(qū)域，其變配電所供電系統(tǒng)負(fù)荷發(fā)展相對較快，而且網(wǎng)架結(jié)構(gòu)通常具有較長的建設(shè)周期，因此，首先應(yīng)該根據(jù)這類地區(qū)用電負(fù)荷的現(xiàn)狀，對其發(fā)展?fàn)顩r進(jìn)行科學(xué)預(yù)測，在此基礎(chǔ)上科學(xué)的設(shè)計(jì)10kV變配電所供電系統(tǒng)，切實(shí)提高電力供應(yīng)水平。

2、10kV變配電所供電系統(tǒng)中存在的問題

以某單位10kV變配電所供電系統(tǒng)為例，它的進(jìn)線電源有兩條，分別是113#以及127#。這兩路電源一個用來供電，一個作為備用電源，其中供電電源采用WB1的母線，備用電源采用WB2的母線，分段開關(guān)為QF，兩段母線保持并行的運(yùn)作狀態(tài)。[1]一般來講，當(dāng)供電電源出現(xiàn)斷電故障時，可以通過手動或者自動這兩種方式將其線路切換至備用電源的狀態(tài)，這樣一來，變配電所就會恢復(fù)正常供電，不會產(chǎn)生任何影響。但是在2008年，113#進(jìn)線電纜的終端頭出現(xiàn)放電現(xiàn)象，而且絕緣也已經(jīng)出現(xiàn)嚴(yán)重的老化問題，不具備正常使用的條件及功能。目前某單位僅僅依靠127#電源來供電，在這種情況下，電壓通常會產(chǎn)生較大的波動，而且缺乏相應(yīng)的備用電源，這樣一來，公司一級負(fù)荷用電需求就得不到相應(yīng)的保障和滿足，127#電源一旦發(fā)生故障，公司全部的生產(chǎn)設(shè)備都會受到斷電的影響而停止運(yùn)作，從而打斷了企業(yè)的日常運(yùn)作，導(dǎo)致企業(yè)生產(chǎn)的連續(xù)性及安全性得不到有效的保障。

某單位10kV變電所首先對兩組進(jìn)線電源進(jìn)行變壓作用，之后，供電系統(tǒng)中低壓室的各個變壓器會接收變壓后的兩組進(jìn)線電源，供電總?cè)萘颗c實(shí)際供電容量之間存在微弱的差距，分別是3060KVA、3030KVA，[3]因此，公司應(yīng)該額外向供電方繳納99.2萬元/年左右的基本容量費(fèi)，這里提到的容量費(fèi)有個計(jì)算公式為：容量費(fèi)=功率*基本電費(fèi)*時間*上稅率，這樣一來，就大幅度增加了企業(yè)很多不必要的用電費(fèi)用，因此，必須對10kV配變電所供電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化，有效降低輸電、送電過程中不必要的基本容量費(fèi)用以及能耗損失，節(jié)省用電成本，從而提升供電的連續(xù)性以及穩(wěn)定性。

3、10kV變配電所供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)的優(yōu)化方案

3.1改進(jìn)10kV變配電所

為了有效解決某單位10kV變配電所供電系統(tǒng)中存在的問題，首先在81#變電所中直接接入某單位的10kV變電所電源，然后將兩路6kV的變壓器電源配備安裝在低壓配電間，這兩個供電系統(tǒng)距離1000米左右，用于連接的電纜所采用的材質(zhì)為銅芯交聯(lián)聚乙烯[2]，一方面，這類電纜不僅具有阻燃絕緣、耐腐蝕的特性，而且還具有很強(qiáng)的抗壓、防火功能，能夠避免老鼠等動物類的咬損破壞，即便發(fā)生燃燒事故，也不會產(chǎn)生任何的危害。另一方面，與優(yōu)化之前的10kV變配電所供電系統(tǒng)中應(yīng)用的電纜相比，這類電纜的載流量會高出20％至50％。此外，通過橋架、穿管埋地等方式來敷設(shè)某單位10kV變配電供電系統(tǒng)與81#變電所之間的電纜，而且是以直線形式敷設(shè)的，這樣一來，電力輸送距離相對來說就會縮短，從而能夠大大降低輸送過程中的能耗損失。

3.2合理選擇繼電保護(hù)裝置

一般來講，安全起見，10kV變配電所通常會對其主變壓器上進(jìn)行過電流保護(hù)，而且該過電流保護(hù)會設(shè)置一定的時限范圍，如果動作時間在0.5s至0.7s以上[3]，就必須在變壓器上加裝電流速斷保護(hù)。通常情況下，過電流產(chǎn)生的原因在于外部相間短路，因此，需要依據(jù)三個方面的條件對繼電保護(hù)裝置進(jìn)行設(shè)置。首先，如果變壓器為雙線圈，那么需要在主電源側(cè)安裝繼電保護(hù)裝置；其次，主電源側(cè)外的其他各側(cè)保護(hù)作為后備保護(hù)，所面對的對象不是變壓器內(nèi)部，而是與各側(cè)保護(hù)相鄰的各個元器件；最后，母線側(cè)的短路對繼電保護(hù)器的靈敏性是有很高要求的，當(dāng)變壓器作為相鄰線路的遠(yuǎn)后備時，對于線路中那些不對稱的短路，繼電保護(hù)器必須具備足夠的靈敏度。10kV變配電所供電系統(tǒng)中繼電保護(hù)裝置工作原理如下圖所示。

3.3合理選擇低壓配電屏

根據(jù)現(xiàn)場條件來選擇合適的低壓斷路器；此外，在選擇低壓斷路器時，其額定電壓與電網(wǎng)額定電壓之間的關(guān)系應(yīng)該是：前者≥后者，同樣其額定電流與負(fù)荷長時最大工作電流之間的關(guān)系為：前者≥后者。在對電壓互感器進(jìn)行選擇的時候，需要注意的一點(diǎn)是其額定電壓應(yīng)該與電源電壓相匹配相適應(yīng)。此外，低壓隔離開關(guān)也是必須具備的，其作用主要是隔離電源，這樣一來，在開展設(shè)備檢修工作時，線路、電氣設(shè)備以及電源之間就能夠產(chǎn)生非常明顯的斷口，為檢修工作提供物理性的保障，從而促使檢修工作的順利進(jìn)行。一般來講，隔離開關(guān)上往往是不具備滅弧裝置的，因此在使用時必須配合熔斷器。在對隔離開關(guān)進(jìn)行選擇時，要結(jié)合電網(wǎng)實(shí)際運(yùn)行環(huán)境、長時最大工作電流以及電壓，同時還要以短路電流為參照來校驗(yàn)隔離開關(guān)的熱穩(wěn)定性以及動穩(wěn)定性。

4、總結(jié)

總而言之，在經(jīng)濟(jì)迅猛發(fā)展的現(xiàn)實(shí)背景下，各個地方、區(qū)域的發(fā)展進(jìn)程正以非?？斓乃俣炔粩嘞蚯巴七M(jìn)，同時也加大了區(qū)域電網(wǎng)的設(shè)計(jì)與規(guī)劃力度，我國變電所的數(shù)量呈現(xiàn)出上升趨勢，而且以往都是在戶外安裝變壓器，但是現(xiàn)階段逐漸向戶內(nèi)式轉(zhuǎn)變。在我國整個的電力系統(tǒng)中，10kV變配電所供電系統(tǒng)發(fā)揮了非常突出的作用，因此，在對10kV變配電所供電系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)時，一定要充分考慮設(shè)計(jì)方案的合理性和科學(xué)性，能夠適應(yīng)電網(wǎng)的實(shí)際運(yùn)行環(huán)境，從而為變電所供電系統(tǒng)的穩(wěn)定性及安全性提供一定的保障。

參考文獻(xiàn)

[1]楊海鵬.10 kV變電所工作和運(yùn)行安全的管理[J].價值工程,2015(08):20-22.

[2]李春紅.淺析10kV變電所繼電保護(hù)問題[J].城市建設(shè)理論研究(電子版),2012(34):120-122.

[3]劉樹,鮑震.10kV變電所的設(shè)計(jì)探討[J].商品與質(zhì)量?學(xué)術(shù)觀察,2011(03):127-129.