10kV變電所整體設計思路

摘要：當前經濟發展情況下，10kV變電所越來越成為整個電力系統當中重要的一環，它的安全可靠運行至關重要。文章結合實際設計經驗針對變電所一次接線和二次接線兩個方面論述了變電所的設計方案，最后對容易忽視的防雷和接地問題做了分析。

關鍵詞：變電所 一次接線 二次接線 防雷 續電保護

隨著變電所應用技術的迅速發展，如何設計10kV及以下變電所以確保正常運行也越來越引起人們關注，電力系統對35kV電壓等級要逐步淘汰，電壓從110kV直變到10kV，所以無論是住宅小區，經濟開發區還是工廠都會大量地使用10kV變電所。10kV變電所運行安全、可靠、方便是至關重要的，這里簡單探討10kV變電所整體設計思路。

1.一次接線部分

1.1電氣主接線方案

電氣設備主要通過電氣主接線進行連接，按照其功能的要求組成電能接受與分配的電路，從而成為傳輸電流及高電壓的網絡，因此又被稱作一次接線或者電氣主系統。另一種是表示用來控制、指示、測量和保護主接線及其設備運行的接線圖，稱為二次接線圖或稱二次回路圖。主接線電路圖是指采用電氣設備相關規定的圖形符號及文字符號，按照工作順序進行排列，把電氣設備或者其它成套裝置的基本構成及連接關系表現出來的單線接線圖。主接線所代表的是發電廠或者變電站的電氣部分主體結構，屬于電力網絡結構的一個重要組成部分，其對電力系統運行可靠性、靈活性有著直接的影響，并且決定著電器的選擇、配電裝置的布置以及繼電保護和自動裝置、控制方式等等，所以要正確、合理的設計主接線，把各方面因素進行綜合處理，經過相關的技術及經濟論證比較才可以最終確定。

1.2繼電保護的選擇

對于高壓側為10kV的變電所主變壓器來說，通常裝設有帶時限的過電流保護；如過電流保護動作時間大于0.5～0.7s時，還應裝設電流速斷保護。容量在800kVA及以上的油浸式變壓器和400kV·A及以上的車間內油浸式變壓器，按規定應裝設瓦斯保護（又稱氣體繼電保護）。容量在400kV·A及以上的變壓器，當數臺并列運行或單臺運行并作為其它負荷的備用電源時，應根據可能過負荷的情況裝設過負荷保護。過負荷保護及瓦斯保護在輕微故障時（通稱“輕瓦斯”），動作于信號，而其它保護包括瓦斯保護在嚴重故障時（通稱“重瓦斯”），一般均動作于跳閘。

在設計中，應根據要求裝設過電流保護、電流速斷保護和瓦斯保護。對于由外部相間短路引起的過電流，保護應裝于下列各側：（1）對于雙線圈變壓器，裝于主電源側；（2）除主電源側外，其他各側保護只要求作為相鄰元件的后備保護，而不要求作為變壓器內部故障的后備保護；（3）保護裝置對各側母線的各類短路應具有足夠的靈敏性。相鄰線路由變壓器作遠后備時，一般要求對線路不對稱短路具有足夠的靈敏性。相鄰線路大量瓦斯時，一般動作于斷開的各側斷路器。

1.3低壓配電柜內元件的選擇

低壓斷路器的選擇：（1）按工作環境選擇。根據使用地點的條件選擇，如戶內式、戶外式，若工作條件特殊，尚需選擇特殊型式（如隔爆型）；（2）按額定電壓選擇。低壓斷路器的額定電壓，應等開或大于所在電網的額定電壓；（3）按額定電流選擇。低壓斷路器的額定電流，應等于或大于負載的長時最大工作電流。

電壓互感器的選擇：電壓互感器一次額定電壓應與接入電網的電壓相適應。低壓隔離開關的選擇：它的主要用途是隔離電源，保證電氣設備與線路在檢修時與電源有明顯的斷口。隔離開關無滅弧裝置，和熔斷器配合使用。隔離開關按電網電壓、長時最大工作電流及環境條件選擇，按短路電流校驗其動、熱穩定性。

2.二次接線部分

二次接線及其配套設備對于二次回路來說，起到控制二次設備投或退的作用，如果有必要可以對二次回路進行可靠的隔離。一些諸如保護閉鎖量輸入、開關的失靈保護、啟動母差或者開關失靈保護啟動遠跳等比較重要的回路，要在輸出端裝設相應的隔離點。假如二次回路的設置合理、科學，那么對于提高二次設備的運行、檢修的安全性非常有利。二次回路是利用二次電纜連接來實現的，二次回路的安全性能也受二次電纜布置的影響。

二次回路中配套的設備對其安全性也有直接的影響，因此在選擇時也要科學、合理，在選擇時要注意以下兩點：首先要確定所選設備質最的可靠性；第二要看選擇的設備參數是否合理、適用。出口中間繼電器要選擇不容易被誤碰的繼電器，最好不要采用帶試驗按鈕的型號。而且要注意和同屏的其它繼電器做明顯的區分，在選擇跳閘和合閘繼電器、自動重合閘出口中間繼電器及與其相串聯的信號繼電器，還有電流啟動電壓保持的防跳繼電器時，要注意滿足以下兩個條件：其一，電壓線圈額定電壓可以和供電母線額定電壓相等，如果采用電壓較低的繼電器進行串聯電阻來降壓時，繼電器線圈中的壓降要和繼電器的電壓線圈額定電壓相等，并且串聯電阻一端要與負電源連接。其二，處于額定電壓工況條件下。選擇電流線圈的額定電流時，要注意和跳合閘線圈或者合閘接觸器線圈的額定電流互相配合，繼電器電流保持線圈額定電流不能超出跳合閘線圈額定電流的一半。

3.其它注意事項

3.1防雷設計

避雷器的接地端應與變壓器低壓側中性點及金屬外殼等連接在一起。在每路進線終端和每段母線上，均裝有閥式避雷器。如果進線是具有一段引入電纜的架空線路，則在架空線路終端的電纜頭處裝設閥式避雷器或排氣式避雷器，其接地端與電纜頭外殼相聯后接地。

3.2接地設計

凡是與架空線路相連的進出線，在入戶處的電線桿進行接地，可以達到重復接地的目的，每個電纜頭均要接地。

按規定10kV配電裝置的構架，變壓器的380V側中性線及外殼，以及380V電氣設備的金屬外殼等都要接地，其接地電阻要求不大于4Ω。使用6根直徑50mm的鋼管作接地體，用40mm×4mm的扁鋼連接在距變電所墻腳2m，打入一排Φ=50mm，長2.5m的鋼管接地體，每隔5m打入一根，管間用40mm×4mm的扁鋼鏈接。

總之，城市的發展進程越來越快，對于城市電網進行規劃和改造的力度也不斷加大，相應的城市中的變電所也越來越多，變壓器也由傳統的戶外式改為如今的戶內式。10KV變電所在電力系統中的作用也越來越突出，因此在設計時要注意其科學性及合理性，與變電所的實際運行條件相結合，以保證其安全性能及穩定性。

參考文獻：

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