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        10kV配電工程設(shè)計(jì)

        2016-01-28 08:11:53武帥
        大科技 2016年24期
        關(guān)鍵詞:開關(guān)柜工程設(shè)計(jì)接線

        武帥

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

        10kV配電工程設(shè)計(jì)

        武帥

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

        10kV配電工程越來(lái)越多,其設(shè)計(jì)研究也越來(lái)越深、越來(lái)越廣,更是成為了我國(guó)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(duì)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(guó)電網(wǎng)建設(shè)中非常重要的一個(gè)組成部分,其對(duì)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(duì)于配電工程的滿意度,因此,加強(qiáng)對(duì)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(duì)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(wú)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(tái)容量適合低于630kVA;對(duì)于負(fù)荷密度較大的地區(qū),單臺(tái)容量不宜超過(guò)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(wú)功補(bǔ)償裝置。對(duì)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(tái)架以及二次接線時(shí)則根據(jù)最終容量進(jìn)行,還需要對(duì)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(duì)于10kV落地變壓器進(jìn)行保護(hù)。

        2.4 柱上開關(guān)臺(tái)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(tái)、分支開關(guān)臺(tái)、分段開關(guān)臺(tái)。其中分支開關(guān)臺(tái)又分為電纜分支和架空分支;而根據(jù)開關(guān)臺(tái)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行劃分,又可以將其分為雙桿開關(guān)臺(tái)以及單桿開關(guān)臺(tái);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(tái),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(duì)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(jí)的電纜回路數(shù);②電纜的截面;③電纜的芯數(shù)以及型號(hào)。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(guò)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(duì)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(jí)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(hào)為YJV22-8.7/10kV3×50。對(duì)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(zhǎng)度跟其制造的長(zhǎng)度比較長(zhǎng)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(guò)墻體經(jīng)過(guò)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(duì)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(guó)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(yáng)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(duì)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(guò)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(guò)電壓不致于超過(guò)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(yǔ)

        隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展,人們生活水平不斷提高,客戶對(duì)供電質(zhì)量要求也越來(lái)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(wèn)題,當(dāng)設(shè)計(jì)解決好這一列問(wèn)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。

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