建筑電氣10kV配電系統設計及設備選型工作探析

【摘 要】本文以建筑電氣當中的10kV配電系統為研究對象，從高低壓配電裝置設計及設備選型常見問題以及二次線路及閉鎖邏輯設計及設備選型常見問題以及這兩個方面入手，針對當前建筑電氣10kV配電系統設計及設備選型中常見的故障與問題進行了詳細分析與闡述，提出了相應的解決措施，并據此論證了做好這一工作在進一步提升整個建筑電氣10kV配電系統設計安全性、經濟性以及高效性的過程中所起到的至關重要作用與意義。

【關鍵詞】建筑電氣；10kV配電系統；高低壓配電；二次線路；設計；選型

在整個電力系統當中，配電系統最關鍵的任務在于為電能的傳遞提供載體。從這一角度上來看，我們可以將整個電力系統當中的配電系統定義為一種由多種配電設備、設施以及元件所組成的，在變化電壓的過程中向電力系統終端用戶分配電能的一種系統，其從本質上來說更傾向于一種電力網絡系統。我們需要清醒的認識到一點“配電系統作為整個電力系統當中直面終端使用用戶的電力子系統，其質量好壞將直接關系著大量電力系統終端使用用戶的電能使用需求以及用電安全，因而需要引起我們的廣泛關注。在這一背景下，配電系統的設計及設備選型工作也突顯出其重要意義。那么，在建筑電氣10kV配電系統設計及設備選型工作當中有哪些值得我們注意的問題呢？筆者現結合實踐工作經驗，就這一問題談談自己的看法與體會。

1 高低壓配電裝置設計及設備選型常見問題分析

從高低壓配電裝置的設計角度上來說，這一部分工作頻繁出現的設計問題可以歸納為以下幾個方面：首先，高壓開關柜當中零序電流互感器的型號標注與安裝位置設計工作存在一定的問題。在當前大部分10kV配電線路設計工作中，相關工作人員為便于安裝操作而將零序電流互感器安裝位置設計在母線一側，這時常會導致互感器發生不同程度的誤動動作。一般來說，高壓開關柜當中的零序電流互感器應當首先考慮選取在離出線電纜及進線電纜比較近的位置，與此同時，整個高壓開關柜的零序電流互感器的電流動作保護精度需要控制在10P/10以上，以此確保互感動作的及時與可靠；其次，為確保高壓配電裝置中主線與分支線的安全運行，我們需要對母線施以相應的熱縮絕緣動作，確保主線與分支線之間動作的獨立性，然而這一熱縮絕緣動作卻未能夠體現在高低壓配電裝置的設計環節當中，進而給整個高低壓配電系統施工埋下一定的安全隱患。因而需要在設計環節當中予以填列并詳細說明。

從高低壓配電裝置的設備選型角度來說，這一部分工作多發的設備選型類問題可以分為以下幾個方面：首先當前大部分10kV配電系統所選取的變壓器多為SCL型鋁芯變壓器，這種變壓器雖然能夠確保10kV配電系統的穩定運行，但其在正常運行狀態下的電能消耗問題比較嚴重，且無法采取有效的抑制措施，進而筆者建議，以SCB10節能型變壓器取代傳統意義上的SCL高能耗性變壓器，這是我們在高低壓配電裝置設備選型中需要特別注意的一點；其次，相關工作人員在進行設備參數設計的過程中未將每一子參數指標納入高低壓斷路器的性能指標參數當中。一般來說，高壓斷路器的性能指標參數需要包括額定電流/電壓、額定開斷電流、斷路器基本型號以及操作電壓這幾大要素，而低壓斷路器的性能指標需要在此基礎之上將斷路器保護單元結構的基本型號、保護方式以及保護動作納入其中。

2 二次線路及閉鎖邏輯設計及設備選型常見問題分析

從二次線路及閉鎖邏輯的設計角度來說，在當前技術條件支持下，這一工作常見的問題可以分為以下幾個方面：首先，就高壓饋線柜裝置中的二次回路系統而言，當前大部分配電系統設計工作人員在合閘/分閘回路以及負控輔助接點的連接點設置工作中存在一定的問題，合閘回路與分閘回路在與負控輔助接點進行線路連接的過程中所選用的連接方式存在一定的問題，輕則使得二次回路無法正常運轉，重則導致整個10kV配電系統大面積故障與癱瘓。而合理的二次回路系統接點接入方式應當采取“分閘回路與負控輔助接點相并聯、合閘回路與負控輔助接點相串聯”的方式，這也是高壓饋線柜二次回路系統設計工作必須堅持的基本原則之一；其次，當前大部分10kV配電系統設計圖紙當中都缺乏包括高壓二次原理接線方式、低壓二次原理接線方式以及負控二次原理接線方式在內的各種設計示意圖，這會造成二次線路及閉鎖邏輯設計規劃方案與實際施工之間的脫節，應當在設計階段加以注意；其次，高壓饋線柜當中饋線開關的保護裝置設計存在一定的問題，在建筑電氣10kV配電線路應用日益頻繁的背景作用下，有關饋線開關裝置保護設置的設計工作決不能僅僅局限在傳統意義上的過流保護、零序互感器保護以及速斷保護當中。設計工作人員還應當將閉鎖保護、高溫跳閘保護以及高濕度報警保護納入二次線路系統設計工作當中。特別值得一提的是，二次回路系統缺少發電機與市電的連接方式，閉鎖邏輯以及發電機正常運轉所必須的啟動條件也未能夠在二次線路及閉鎖邏輯設計中得以體現。一般來說，若10kV配電線路中存在一級或是二級負荷，則在設計階段需要自備發電機組，并提供有關發電機與市電的連接方式，發電機以及閉鎖設置的啟動條件。與此同時，發電機中的低壓總開關以及應急母線段的開關均應當采用框架開關。

從二次線路及閉鎖邏輯的設備選型角度來說，這一工作常見的問題概括起來可以分為以下幾個方面：首先，在建筑電氣10kV配電系統實際運行過程中相關工作人員不難發現高壓進線柜裝置中的接地刀閘在整個配電系統正常運行過程中頻頻發生各種形式的誤動閉鎖動作，進而導致整個電力系統運行狀態的瞬時終端，而這一問題在電力電纜線路帶壓狀態下顯得尤為突出，需要引起我們的關注。為合理規避這一問題，我們在選取高壓進線柜接地刀閘的過程中應當充分考慮有壓閉鎖式的接地刀閘設備，將電力電纜線路的有壓狀態作為接地刀閘閉鎖的唯一必要條件，以此消解誤動動作；其次，對于二次線路及其閉鎖邏輯系統設備選型工作來說，一二級負荷高壓系統正常運行所必須的母聯柜裝置在設備選型中還存在一定的問題：二次線路及其閉鎖邏輯系統當中母聯柜裝置作為確保一二級負荷高壓系統供電質量與供電可靠性的最關鍵設備，應當在設備選型工作中加以著重關注。其所相連的高壓進線與母聯開關應當選用三合二式的電氣聯鎖，以此確保整個母聯柜的穩健運轉。

3 結束語

在全球經濟一體化進程不斷加劇與城市化建設規模持續擴大的推動作用下，建筑電氣在整個國民經濟建設發展中所占據的地位日益關鍵。10kV配電系統作為建筑電氣的核心組成部分，其設計工作與設備選型工作的質量好壞將直接關系著整個建筑電氣供配電系統運行質量的實現，加大對其的研究與探索力度也因此有著極為深遠的意義與價值。

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