对于电气设计中10KV配电网的应用研究

【摘要】10kv的配电网络系统将10kv配电网、变电站和用户整合在一起，在电气设计中综合用户管理、运行、维修和监控为一体的一个管理系统，电网系统是国家工业生产、农业生产等以及人民群众生命安全、财产安全的保证，是发展国民经济的命脉和支柱，并促进国民经济的良好发展。配电网是电力系统进行输电、发电、变电以及用电和配电的一个至关重要的环节，对整个的电力系统的电能进行分配。配电网的覆盖面积广、较多分布点和变化频繁多样，根据这些特点，文章对配电网的应用进行了分析和研究。

【关键词】10kv；配电网；应用；电气设计

引言

就目前我国部分地区所应用的配电网络管理自动化的方式主要有：一是在用户接入端设置分支和分界的关键符合开关，保证用户在用电和主线路上的正常用电需求。二是在10kv的辐射和树状线路上使用重合器以及分段器的方法。三是将10kv环形电缆配电网络里设置一个备用电源和三个主供电源以实现自动化配电电气设计。以上的这些配电方式需要进一步的完善、改进和优化，以形成更多的环状网络，完成各家各户可以实现两个及两个以上的供电电源。自动化配电网系统一般情况下，是由多个监控和监测及一个操控中心还有若干个终端组合形成。自动化配电网管理复杂性、综合性相当强，主要包括配电系统和相关的电力企业的针对功能数据六的管理与控制。

一、10kV开闭所的功能

10kV开闭所是变电所10kV母线的延伸。由变电所送出较大容量的馈线至开闭所.再由10kV开闭所按用户需要送出馈线至用户。10kV开闭所接受和重新分配10kV出线，减少高压变电所的10kV出线间隔和出线走廊。可用作配电线路间的联络枢纽。还可为重要用户提供双电源。

此外，配电网中10kV开闭所的合理设置，可以加强对配电网的控制，提高配电网运行及调度的灵活性，从而大大提高整个配电网供电的可靠性。有了一定数量的开闭所。可实现对配电网的优化调度，部分城网设备检修时。可以进行运行方式的调整。做到设备检修时用户不停电；当设备发生故障时.开闭所可发挥其操作灵活的优势，迅速隔离故障单元，减小停电范围。

二、保护电器级间配合的选择和分析

在目前的l0kV配电电气设计中，变压器低压侧出线总开关（第一级保护电器）选用了过载长延时和短路瞬时保护，母线联络开关选用了过载长延时和短路瞬时保护，低压馈线开关（第二级保护电器）选用了过载长延时，短路短延时和短路瞬时保护，例如采用施耐德塑壳NSX型开关。根据对保护电器选择性动作的基本要求，这样的保护配置不能完全满足上下级保护的选择性要求。这是因为变压器低压侧总开关，母联开关和低压馈线开关间的距离很近，预期短路电流差别很小，当有此类故障发生时，3个开关的瞬动保护都将动作，造成全部低压母线停电，没有实现上下级的选择性，也不能发挥尽量减小停电面积的作用，这将严重降低供电的可靠性和安全性。

三、变压器低压侧开关分断能力选择

根据变压器低压侧短路电流值，以开关额定运行短路分断能力气ICS不小于短路电流值为原则。同时，充分考虑隔离故障的可靠性和开关的使用寿命，在实际选择中推荐使用1.25倍短路电流值为基准点，只利用开关分断能力的80%，以减小开关触点的损耗，延长开关的使用寿命。

四、10kV开闭所的电气设计

10kV开闭所是10kV配电网中的重要设施，在具有一定负荷密度的城市中压配电网中的地位越来越重要。高层建筑和大型公共建筑的不断涌现使城市功能越来越趋向完善和复杂化。电力用户对配电网的可靠性及灵活性提出了更高的要求。建好10kV开闭所，对构建10kV城镇配电网主网架，提高配电网的供电能力，有着举足轻重的作用。

1、10kV开闭所的主接线

1）10kV开闭所电气主接线方式可分为单母线接线、单母线分段接线和双母线接线

对于无重要负荷的开闭所，一般可采用单母线接线，两路电源进线。两路进线分别接至不同的变电所或同一变电所的不同母线。可有6―10路的出线。此接线方式简单清晰、投资省、运行维护方便。对于为重要用户提供双电源、供电可靠性要求比较高的开闭所，应采用单母线分段接线，两路进线，每段母线各有一路进线，重要用户可以从两段母线分别接出馈线。当一段母线发生故障或检修时，可由另一段母线提供正常供电。对于负荷集中、且有重要用户负荷时，开闭所可采用双母线接线。四路进线，每段母线各有两路进线。此接线方式供电可靠性高，且调度灵活，能适应10kV配电系统中各种运行方式下调度和潮流变化的需要。

2）主接线设计需注意的问题

10kV开闭所接入系统时.应考虑其供给电源的配电线路能否承担接入开闭所增加的负荷。对于为终端型开闭所供给电源的配电线路，其10kV开闭所接入后的配电变压器总容量一般控制在10000～15000kV・A（国内一般只有6000―80000kV・A）；对于为环网型开闭所供给电源的配电线路，由于正常运行时两条环网线路是各自分开的，在事故或其他特殊情况时需要将部分或全部负荷由一条线路供电。所以两条环网线路的负荷率应控制在50%以下。环网内配置的开闭所数量不宜过多。

10kV开闭所主接线应力求简单.并应满足可靠性、灵活性、经济性等要求。开关或母线故障及母线检修时，可以方便地停运开关、母线等设备，而不致影响10kV配电网的运行和对用户的供电。扩建时可以方便地从初期接线过渡到最终接线，在不影响连续供电或停电时间最短的情况下，投入新的间隔。

2、10kV开闭所的主要设备

1）保护配置

10kV环网开闭所电源进线间隔一般不配置任何保护，因为10kV环网开闭所一般都是在市区，供电半径一般在5km以内.线路很短，一条10kV主干线路如果接有2―4座10kV环网开闭所，相当于线路上安装了4―8台保护开关.各台保护开关之间无法进行动作时间上的配合，一旦线路发生短路故障。故障点之前的保护开关及变电所的出线保护开关都可能跳闸。易出现越级跳闸现象，从而不能及时隔离故障点。开闭所进线间隔宜采用负荷开关。当电源进线主干线发生短路故障时，由上一级变电所10kV出线断路器动作切除故障。对于终端型开闭所。当负荷比较小时，电源进线间隔可配置熔断器保护。10kV开闭所的出线间隔，一般配置熔断器作为出线柜的过负荷及过流保护。在配电环网中，对配电变压器容量小于1250kVA的变压器馈线往往都选用负荷开关一熔断器组合电器，以负荷开关完成负荷的分合操作.以熔断器对短路起保护作用。如果配电变压器容量大于等于1250kV・A时。宜选用断路器保护。

2）环网开关柜

环网开关柜结构紧凑、体积小、安装方便，可以根据需要扩展，不受外部环境的影响，在目前10k开闭所的设计中得到了广泛的应用。真空负荷开关是在真空断路器的基础上开发的，具有较高的技术性能和可靠性，开关触头免维护，目前已被广泛使用。SF6负荷开关用灭弧性能优良的SF6气体作为开关的灭弧介质，额定峰值耐受电流可达50kA。SF6负荷开关环网柜结构紧凑、配置灵活、安装方便、占地面积小，大大地节省了开闭所的用地和空间，已成为目前10kV开闭所的主要设备之一。但是SF6气体在电气设备中经电晕、火花及电弧放电作用，会产生多种有毒气体及固体分解物，对人体的呼吸系统有一定的危害。随着整个社会环保意识的加强，SF6设备在开闭所中的应用也将会受到一定的限制。

结束语

总之，10kv配电网在城市电网中具有重要地位，为了进一步提高和完善配电质量，我们要加强配电网络建设、实施配网自动化，进一步加大10kV配电电气设计的深度，实现配电网的安全、经济运行。

参考文献

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[3]雍静.供配电系统[M].北京：机械工业出版社，2003.