谈10kV变配电设计中常见的问题思考

摘 要：文章介绍在10kV变配电设计，就高压供配电系统主接线的确定、短路电流的计算、结合实际设计中常见问题的分析来说明设计中要注意的事项，说明安全、经济和合理对设计的重要性，以达到优化设计的目的。依据国家现行规范及标准进行简要分析,并提出具体改进意见与探讨。

关键词：10kV 变配电设计电流计算与问题思考

一、高压供配电系统主接线的确定

高压供配电系统主接线的确定除了要满足国家现行的《供配电系统设计规范》和《10kV 及以下变电所设计规范》外，还要满足当地供电部门的要求。这就需要在设计之初就积极和供电部门协商。常用的高压开关有两种：一种是负荷开关，包括真空负荷开关和 SF6 负荷开关，其柜体常称之为环网柜；另一种是断路器，以前是油断路器，现在常用的是真空断路器，常称其柜体为断路器柜。国家规范对使用断路器或负荷开关并无很明确的规定，但由于负荷开关的控制简单，配上电动操作机构也只能满足简单的继电保护要求，故超过800kV•A 的变压器当地供电部门一般要求用断路器柜。

用于住宅配电的变压器（公变）和用于某个用户的变压器（专变）由于所属的产权和管理者的不同，供电部门的要求也不一样。一般来说，公变用户由于电费是低压每户收取，且变电所直接由电力部门管理，单台变压器容量一般不超过 800kV•A，故其高压允许用环网柜，主接线相对简单。环网柜单电源主接线如图 1 所示。

单个用户的用电量若大于 100kV•A 时就要设专变，315kV•A 及以下高压可以采用环网柜进线，实行高供低计。而 500kV•A 及以上就要用断路器柜，实行高供高计。400kV•A 的用户也是高供高计，但主接线可以相对简单，设一台进线加计量柜和一台出线柜即可。双电源用户和设两台及以上专变的用户也须用断路器柜，并且实行高供高计。断路器柜单电源主接线如图 2 所示。

图2 断路器柜单电源重接线

系统采用单电源还是双电源，要根据当地的供电情况和所带的负荷等级确定。在供电条件许可的情况下，当有大量一级和二级负荷时，都要求采用双电源，一级负荷为两个独立电源，二级负荷为双回路，并且要配置两台变压器（两台变压器可不在同一变电所），每根进线电缆均要承受 100%的

一、二级负荷。

二、短路电流的计算

短路电流的计算是确定继电保护，选择高、低压开关和线路及校验开关设备等的基础，是变电所设计中很重要的一环。此处以 630kV•A 变压器高、低压侧的三相短路电流计算为例，来说明计算结果对设计的影响。按无限大电源容量或远离发机端短路进行计算。

（一）模型的建立

假定 110kV/10kV 变电站处有一台变压器，容量为 40000kV•A，为三相双绕组无励磁调压变压器，联结组别为 Ynd11，短路阻抗为 uk%=10.5。如图 3 所示，到 10kV/0.4kV变电所的距离为 4km，电缆型号为 YJV- 8.7/15kV 3x95，末端变压器容量为630kV•A，Dyn11 接线，短路阻抗为 uk%=4.5。分别计算末端变压器高、低压侧的三相短路电流。

图3电力系统简图

（二）计算过程

用标么值进行计算，取基准容量 Sj=100MV•A

10kV 处的基准电流为：

380V 处的基准电流为：

短路电流和短路容量分别为：

实际工程中，往往不知道前端 110kV变电站的容量及离所设计的 10kV 变电所的实际距离，这时可根据离前端变电站的远近，假定 10kV 变电所端的短路容量为 200MV•A（远时）或 300MV•A（近时），所计算的结果也可作为选定设备的依据。

（三）结果分析

从上面的计算可以看出，离电源点越远，短路容量越小。同级电压中，离电源点越远，短路电流越小。在同样的短路容量下，电压越低，短路电流越大。

三、设计中常见问题分析

（一）主接线不符合要求

主接线不满足电力部门的计量和对功率因数补偿的要求，主要是和电力部门的沟通不够。有些设计人员对电力部门的产权分界点的划分不是很明确，有些不了解电力部门对功率因数达不到要求要实行罚款的规定，有些不清楚保证电源高可

靠性要收取费用，盲目将负荷等级提高或降低，都造成设计的不合理或概算的不准确。

（二）平面布置不合理有些设计文件中，

变电所的出入口不满足要求或设备的通道不满足要求。当变配电设备采用干式时，可以和主体建筑放在一起，并且门要采用防火门。当建筑长度超过 7m时，要设两个出入口，并且其中的一个出入口要满足设备搬运的要求。当长度超过 60m时，中间还要增加出口。当位于高层建筑内时，还要注意设置自动报警装置和气体自动灭火装置。设备本身的长度超过 6m 时，背后要有两个通道；当长度超过 15m 时，中间还要增加通道。布置时宜尽量考虑采用直线形，避免采用 L形或 U形，以免增加中间接头。

（三）进线电缆和变压器容最的选择不合理

有些设计人员将 100~1000kV•A 的变压器的高压侧统一选用 YJV- 8.7/15kV- 3×50 的电缆，从载流量来讲是够的，但从热稳定而言，就不一定满足要求了。以上述 630kV•A 的高压侧为例，c 取137，假设切除故障时间为 1s，则

因而变压器高压侧至少要选用 3×70 的电缆。当选用两台变压器时，变压器和电缆的选择要考虑100%一、二级负荷的容量，也常常为有些设计人员所忽略。四、结束语

以上就变配电系统设计方法做了简要介绍, 也是实际工作经验的总结。对于同样的工程, 不同的设计人员, 由于考虑问题的侧重点不同, 可能设计方法会有一定的差异, 但基本内容是相同的。具体设计实施效果需要时间的检验, 也取决于选型设备的性能。变配电所作为用户端供配电的中心环节，其安全性在设计中是始终要注意的问题。在满足安全的基础上，如何使设计优化，并使其合理而经济，也是设计人员、用户和电力部门共同关心的问题。

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