武帥

（重慶萬州區(qū)電力設(shè)計(jì)事務(wù)所 重慶萬州 404000）

10kV配電工程設(shè)計(jì)

武帥

（重慶萬州區(qū)電力設(shè)計(jì)事務(wù)所 重慶萬州 404000）

10kV配電工程越來越多，其設(shè)計(jì)研究也越來越深、越來越廣，更是成為了我國現(xiàn)階段電網(wǎng)改革的主要內(nèi)容所在，基于此，本文主要對10kV配電工程設(shè)計(jì)的基本要點(diǎn)進(jìn)行了分析，并分別闡述了10kV配電工程設(shè)計(jì)的具體應(yīng)用，以期為相關(guān)人員提供參考。

10kV；配電工程；設(shè)計(jì)

1 引言

10kV配電工程作為我國電網(wǎng)建設(shè)中非常重要的一個(gè)組成部分，其對供電企業(yè)以及用戶用電的安全性、穩(wěn)定性有著重要的影響。為了提高供電可靠性和安全性，則需要不斷提高配電工程的設(shè)計(jì)質(zhì)量和施工質(zhì)量，提升客戶對于配電工程的滿意度，因此，加強(qiáng)對10kV配電工程的設(shè)計(jì)有著十分重要的意義。

2 10kV配電工程設(shè)計(jì)要點(diǎn)

2.1 10kV開關(guān)站設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)10kV配電工程時(shí)，要注重防火、通風(fēng)、防洪、防潮、防毒以及防噪等各項(xiàng)要求，可參照《35～220kV城市地下變電站設(shè)計(jì)規(guī)定》（DL/ T5216-2005）的有關(guān)設(shè)計(jì)要求進(jìn)行設(shè)計(jì)，一般將開關(guān)站的設(shè)計(jì)分為兩類，分別如下所述：

（1）進(jìn)行繼電保護(hù)裝置的10kV開關(guān)站電氣主接線的配置時(shí)，可以使用單母線分段接線的方式，2回進(jìn)線，4-12回出線。設(shè)備短路電流水平：16kA、20kA、25kA或31.5kA。選擇主設(shè)備時(shí)，則使用真空或者SF6斷路器（或負(fù)荷開關(guān)）。對于電氣二次部分，則選用微機(jī)型進(jìn)行保護(hù)，設(shè)計(jì)時(shí)按照無人值班的狀態(tài)進(jìn)行設(shè)計(jì)，予留配網(wǎng)自動(dòng)化接口。二次電源則使用交流220V或直流220V（110V），直流系統(tǒng)電源則要做到滿足全站2h事故停電的要求。

（2）10kV開關(guān)站中未設(shè)置繼電保護(hù)裝置的，電氣主接線則使用單母線或者單母線分段進(jìn)行接線。設(shè)備短路電流水平：16kA、20kA或25kA。選擇主設(shè)備時(shí)，則主要使用負(fù)荷開關(guān)或者熔斷器組合設(shè)備。

2.2 10kV配電站設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)10kV配電站時(shí)，主要選用低損耗節(jié)能性變壓器，且單臺容量適合低于630kVA；對于負(fù)荷密度較大的地區(qū)，單臺容量不宜超過1000kVA。設(shè)計(jì)變壓器的土建設(shè)施時(shí)要根據(jù)最終容量進(jìn)行設(shè)計(jì)。電氣接線則主要采用10kV單母線、單母線分段或線路變壓器組接線方式，380/ 220V使用的單母線或者單母線分段的接線方式進(jìn)行。

2.3 10kV柱上式變壓器設(shè)計(jì)

10kV變壓器包含的有三種主要變壓器，分別是：①10kV柱上變壓器；②10kV屋頂變壓器；③10kV落地變壓器。10kV配電變壓器采用的為低損耗的變壓器，據(jù)有關(guān)規(guī)定以及運(yùn)行的經(jīng)驗(yàn)選擇的配置為無功補(bǔ)償裝置。對于10kV柱上變壓器，考慮變壓器容量時(shí)根據(jù)低于400kVA，分為三相變壓器以及小型單相變壓器。安裝低壓配電箱時(shí)則使用側(cè)掛式以及懸掛式的方式進(jìn)行，建成變壓器臺架以及二次接線時(shí)則根據(jù)最終容量進(jìn)行，還需要對10kV、380/220V側(cè)配電進(jìn)行引線設(shè)計(jì)，同時(shí)要做好絕緣密封設(shè)計(jì)以及工作接地的設(shè)計(jì)，并且安裝一圈安全護(hù)欄，對于10kV落地變壓器進(jìn)行保護(hù)。

2.4 柱上開關(guān)臺設(shè)計(jì)

斷路器開關(guān)的用途多種多樣，其主要為聯(lián)絡(luò)開關(guān)臺、分支開關(guān)臺、分段開關(guān)臺。其中分支開關(guān)臺又分為電纜分支和架空分支；而根據(jù)開關(guān)臺的結(jié)構(gòu)進(jìn)行劃分，又可以將其分為雙桿開關(guān)臺以及單桿開關(guān)臺；而根據(jù)安裝開關(guān)的方式進(jìn)行劃分則可以分為吊裝式以及坐樁式；而根據(jù)所裝的桿塔回路數(shù)進(jìn)行劃分可以分為單回路以及雙回路兩種形式。通常在耐張桿上安裝開關(guān)臺，在直線桿上安裝分支開關(guān)。

2.5 10kV電力電纜敷設(shè)設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)10kV電纜敷設(shè)時(shí)主要是針對電纜的型式、截面以及環(huán)境的要求，設(shè)計(jì)一套電纜敷設(shè)方式。敷設(shè)電纜時(shí)主要依據(jù)以下幾點(diǎn)因素進(jìn)行選擇，即：①不同電壓等級的電纜回路數(shù)；②電纜的截面；③電纜的芯數(shù)以及型號。常見的幾種敷設(shè)方式有：①直埋敷設(shè)；②排管敷設(shè)；③電纜溝敷設(shè)；④電纜隧道敷設(shè)；⑤電纜過橋敷設(shè)；⑥電纜橋架敷設(shè)等。

3 10kV配電工程的具體設(shè)計(jì)應(yīng)用

3.1 工程案例

某單位新建一棟四層集體宿舍樓，宿舍樓用電設(shè)計(jì)從本單位35kV電站引一路10kV電源到10kV變電站，經(jīng)變電站降壓為380/220V送到各樓層，現(xiàn)主要針對10kV配電工程的設(shè)計(jì)進(jìn)行分析。設(shè)計(jì)與宿舍樓相配套的變電站時(shí)，主要設(shè)計(jì)內(nèi)容包含有10kV變電站的進(jìn)線電纜、高壓開關(guān)柜、變壓器、低壓開關(guān)柜以及防雷措施等。宿舍的每層有16個(gè)房間，且每個(gè)房間中包含的大功率電器為空調(diào)以及熱水器，加之其他電器和照明最大用電量為3kW，四層所有房間用電量合計(jì)3×16×4=192kW。樓內(nèi)配套設(shè)施用電為：樓道照明、消防報(bào)警、監(jiān)控裝置及其他附屬設(shè)施，總之整棟樓的用電量大約200kW，所有用電負(fù)荷為三級負(fù)荷。樓道安裝應(yīng)急逃生指示和應(yīng)急燈，當(dāng)出現(xiàn)火災(zāi)和斷電時(shí)進(jìn)行指示和照明。

3.2 設(shè)計(jì)的要點(diǎn)

3.2.1 10kV變電站的的進(jìn)線電纜設(shè)計(jì)

該工程中10kV變電站距離35kV電站有800m，因而選擇高壓母線時(shí)有兩個(gè)主要選擇，即架空線路和電纜線路，前者投資成本少，維護(hù)較為方便，能夠及時(shí)的發(fā)現(xiàn)故障并排除故障，不受地形影響；而后者則運(yùn)行更可靠，且不受外界因素的影響。進(jìn)行綜合考慮后，建議選擇單母線鎧裝地埋電纜，型號為YJV22-8.7/10kV3×50。對高壓電纜進(jìn)行耐壓試驗(yàn)，絕緣電阻不應(yīng)小于10ΜΩ。埋設(shè)標(biāo)志樁時(shí)則要根據(jù)相應(yīng)的規(guī)定進(jìn)行設(shè)置。電纜要防止中間出現(xiàn)接頭，當(dāng)電纜的長度跟其制造的長度比較長時(shí)，則可以使用中間接頭的方式，并且在電纜溝或隧道人孔、手孔處做明顯標(biāo)志，中間接頭應(yīng)考慮防爆、防水等保護(hù)措施。

3.2.2 10kV高壓開關(guān)柜設(shè)計(jì)

高壓電纜會(huì)穿過墻體經(jīng)過室內(nèi)的電纜溝跟高壓開關(guān)柜進(jìn)行相接，而高壓開關(guān)柜則主要由柜體以及斷路器構(gòu)成，柜體又包含有殼體、電器元件、各種機(jī)構(gòu)、二次端子及連線等組成。此工程中會(huì)用到ZN28A-10型系列真空斷路器，真空斷路器也可配用CD17系列電磁操動(dòng)機(jī)構(gòu)，隔離開關(guān)采用GN30-10旋轉(zhuǎn)式隔離開關(guān)系列產(chǎn)品。選擇變壓器時(shí)要對損耗和實(shí)際容量予以考慮。

3.2.3 10kV變壓器的設(shè)計(jì)

近幾年，國家新開發(fā)并生產(chǎn)的節(jié)能型變壓器主要有三類，分別為S9和S11及S13。就性價(jià)比而言，新建或改造變壓器時(shí)，通常選用的為S9型低損耗變壓器。為了避免太陽的直射導(dǎo)致室內(nèi)的溫度升高，則需要在工程的四周增加一些隔熱材料或者采用雙層夾板結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)頂蓋時(shí)，則設(shè)計(jì)為空氣墊或隔熱材料的樓板結(jié)構(gòu)，內(nèi)設(shè)通風(fēng)道，裝有人工強(qiáng)迫排氣通風(fēng)裝置，開啟和停止裝置時(shí)主要由變壓器室的溫度進(jìn)行人工控制，設(shè)定溫度整定值時(shí)要根據(jù)允許溫度的80～90%進(jìn)行設(shè)定；當(dāng)室內(nèi)的溫度正常時(shí)，則可以利用自然通風(fēng)的方式進(jìn)行散熱。避免灰塵影響到變壓器的絕緣性，則可以在連接變壓器處加上一層絕緣防護(hù)罩。

3.2.4 低壓開關(guān)柜的設(shè)計(jì)

在低壓開關(guān)柜中選用四組抽屜開關(guān)分別向宿舍樓的各樓配電箱進(jìn)行電纜的引進(jìn)，其中每層樓16個(gè)房間以及其附屬設(shè)備，根據(jù)其功率進(jìn)行劃分，能夠?qū)⑵浞殖扇M，并跟配電箱中的三相火線以及零線分出的空開進(jìn)行連接，一個(gè)房間或者一組附屬設(shè)備分別對應(yīng)一個(gè)空開，確保每一條線路的輸出電壓為220V，當(dāng)房間或者附屬設(shè)備的電流過大時(shí)，空開則會(huì)自動(dòng)跳閘，能夠?qū)υO(shè)備進(jìn)行保護(hù)以及隔離。低壓電纜則使用四芯的銅質(zhì)電纜，選擇銅芯截面積時(shí)要以負(fù)荷的額定電流為依據(jù)。每層樓的負(fù)荷功率大約為50kW，三相火線每一相上的電流為75A左右，所以選擇35mm2的銅芯電纜。

3.2.5 變電站的防雷措施

采用沿變電所進(jìn)線電纜溝敷設(shè)一根40×4的鍍鋅扁鐵與變電所接地網(wǎng)可靠相連，并在高壓開關(guān)柜內(nèi)安裝避雷器。在變電所內(nèi)裝設(shè)避雷器的目的在于限制入侵雷電波的幅值，使電氣設(shè)備的過電壓不致于超過其沖擊耐壓值，而變電所的進(jìn)線段上裝設(shè)防雷保護(hù)帶的主要目的，在于限制流經(jīng)避雷器的雷電流幅值及入侵雷電波的陡度。

4 結(jié)語

隨著我國經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，人們生活水平不斷提高，客戶對供電質(zhì)量要求也越來越高，10kV配電工程作為用電端的配套工程，起到了舉足輕重的作用；如何考慮規(guī)劃發(fā)展，如何優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，如何選擇電氣設(shè)備，如何實(shí)現(xiàn)配網(wǎng)自動(dòng)化等，都是10kV配電工程設(shè)計(jì)時(shí)需要考慮的問題，當(dāng)設(shè)計(jì)解決好這一列問題后，整個(gè)10kV配網(wǎng)的供電可靠性和安全性就會(huì)得到充分的保障。

[1]劉俊.淺談10kV配電工程設(shè)計(jì)[J].城市建設(shè)理論研究：電子版，2011（21）.

[2]龔丹青.10kV配電網(wǎng)工程設(shè)計(jì)淺談[J].通訊世界，2014（12）：100～101.

[3]鄧曉光.淺談10kV配電網(wǎng)工程設(shè)計(jì)[J].通訊世界，2015（18）：180.

TU852

A

1004-7344（2016）24-0118-02

2016-8-5

武帥（1979-），男，工程師，大學(xué)本科，主要從事電力設(shè)計(jì)工作。