城市10千伏配電工程典型設計研究

魯達 蘇達

摘要：隨著社會經濟的發展，對電力需求量不斷增加，在城市配電系統中，10千伏配電工程占據重要的地位。通過對不同氣候、不同地質、不同區域內10千伏配電工程設計進行研究，編制出“配電工程典型設計”方案，該方案的實施運用，不但規范了工程建筑管理，提高配電水平，而且有效的縮短了前期調研和設計的時間。對配電網的維護管理占有重要作用，增強了設計的效率和質量，并且便于技術推廣和規范配電設施的建筑標準。

關鍵詞：10千伏；配電工程；典型設計

配電系統是電網的重要構成部分，它的主要目的就是采用適合的電壓等級輸送電能到每個用戶端，10kV配電網是我國城市電網的主要框架形式，其在城市電網里有舉足輕重的地位。隨著社會的發展，10千伏配電工程的規模日益擴大，具有地域差異大、分布廣、形式多樣、建筑規模大等特點，但是由于各城市間沒有統一的標準，設計水平良莠不齊且效率低，嚴重的影響了配電工程的建設進度。

一、10千伏配電工程設計的主要原則

在10千伏配電工程設計中，遵循的主要原則有以下三方面。第一，堅持安全可靠、技術先進和自主創新的原則，在設計中的首要標準就是保障工程的安全可靠，不斷實行技術研究，引進外國經驗教訓，根據我國的具體情況，自主創新工程設計的內容。第二，堅持覆蓋面廣、統一標準、增強效率的原則[1]，在不同環境、不同地域下，均可以使用，并且制定嚴格的標準，規劃各城市工程設計的數據信息，提高供電的速度和效率。第三，堅持降低造價、節約成本和注重環保的原則，在配電工程設計中，要努力節約工程造價，降低成本，并且注意保護環境節約資源，最大限度的做到可靠性、靈活性、經濟性、適應性的協調統一。

二、10千伏配電工程設計的具體內容

（一）10千伏配電工程的開關站設計

10千伏開關站的典型設計必須滿足防塵、防火、通風、防潮、防毒、低噪音及防動物等要求，為此一共設計出24個方案，便于施工時進行選擇。在10千伏開關站的典型設計中，主要包括兩部分內容：

1、具備繼電保護設備的開關站。（1）電氣主接線，它主要采用的是單母線分段接線或兩個獨立的單母線接線的方法，2回進線[2]，在4-12回出線。（2）設備的短路電流水平，可以使用25kA、20kA、16kA或31.5kA，都能滿足其要求。（3）對主要配電設備的選擇，分為負荷開關、真空或SF6斷路器兩種設備。（4）電氣二次部分，運用微機型設備進行保護，按照無人管理模式設計，預留出配網自動化的接口。二次電源的電流形式有直流110V（220V）和交流220V，其系統電源必須要符合全站2小時的事故放電需求。

2、不具備繼電保護設備的開關站。（1）電氣主接線，可使用單母線或單母線分段接線。（2）設備的電流水平，分別是25kA、20kA或16kA 。（3）對主要配電設備的選擇，可以采用負荷開關或負荷開關—熔斷器組 。

（二）10千伏配電工程配電站的設計

在10千伏配電站的設計中，共有24種方案。

1、電氣主接線，10kV采用單母線、兩個獨立母線或單母線分段接線；0.4kV采用單母線或單母線分段接線。

2、10kV開關柜，一般選用充氣式負荷開關柜、空氣絕緣負荷開關柜；開關柜均應選用優質真空或充氣式負荷開關，操作機構一般采用彈簧儲能機構。

3、變壓器，選用節能環保型（低損耗低噪聲）的油浸式或干式變壓器，接線組別宜選用Dyn11。單臺油浸式變壓器容量不宜超過630kVA，單臺干式變壓器容量不宜超過1250kVA，對于變壓器的土建設施必須按照最終的容量進行設計。

4、0.4kV低壓柜，一般選用固定式或抽屜式低壓柜。低壓柜的進線斷路器為空氣斷路器，要求有瞬時脫扣、短延時脫扣、長延時脫扣三段保護，宜采用分勵脫扣器，不宜設置失壓保護。

5、無功補償，無功補償電容器柜主要采用自動補償形式，低壓電力電容器采用自愈式、免維護、無污染、環保型；補償容量根據配變容量的7%—30%選取[3]，確保用電高峰期的功率因數在0.95之上。

（三）10千伏柱上變壓器的設計

10千伏配電變壓器臺包括以下幾種形式，分別是：屋頂變壓器、落地變壓器和柱上變壓器，共16種方案。變壓器主要使用低損耗、全密封、油浸式變壓器，并且按照本地區的經驗、相關的章程規定，選擇適合自身運行的無功補償設備。10千伏柱上變壓器的容量一般不超過400kVA，可分為小型單相與三相變壓器兩部分。對于低壓配電箱的安裝，應采用懸掛式或者側掛式的方法，對于二次接線及變壓臺建設要按照最終數據的要求，一次建成。其中典型設計的主要內容有220V、380V和10kV的引線設計及其側配電設備的建設，工作接地和連接處的密封絕緣設計[4]。

三、10千伏配電工程設計的實際應用

（一）10千伏配電工程的開關站應用

傳統的10千伏的開關站設計，需要進行預算、土建等專業工作，大約要30個工作日才能完成，但是使用典型設計方案后，僅需20天就能圓滿完成任務。10千伏的開關站可采用負荷開關和斷路器混合型的開關柜，按照無人值班進行設計，實行保護和監測一體的裝備。

（二）10千伏配電工程的配電站應用

杭州市蕭山區某配電站中，根據典型設計結合當地設計習慣，在它的配電站內中，10千伏側采用單母線分段接線，10kV開關采用中置式；共有8臺干式變壓器（帶保護外罩）；0.4千伏側采用單母線接線，低壓開關柜是GCS抽屜柜形式[5]，無需設立專門的二次設備室，與10千伏開關柜放置在一起便可。對于10千伏側，要進行微機保護，并且安裝計算機監控，交流220V的電源，取自變壓器站的壓變間隔。對低壓側實行保護時，可使用過載、短路的形式。

（三）10千伏配電工程的柱上變壓器應用

典型設計未研究使用前，設計完成10千伏柱上變壓臺需要2天的時間，應用典型設計，可直接使用預先的模板，只需半天的時間就能完成，工作效率提升了4倍。10千伏柱上變壓設計的主要動力是依據現場勘查，通過對城市中各區域的配電設備研究，制定出統一的數據標準、結構尺寸、結構形式，極大的增強了施工速度，且便于工程的維護[6]。

這種設計方法，使用基本的模板形式和代表方案，設計人員可以根據具體情況，進行自由組合，便于日后的維修工作，通過不斷的調整，形成大量適用10千伏配電站的工程設備，提高了工程效率。

結語：

綜上所述，城市10千伏配電工程典型設計，規范了城市配電設計的標準，促進其向著標準化、規范化方向發展，對約束工程管理，增強配電質量、縮短前期工期都有重要的推動作用，并且節約了大量的成本資金，由此可以看出，典型設計在城市配電工程的實用可靠性，得到廣泛推行。

參考文獻：

[1].《國家電網公司10千伏及以下配電工程典型造價編制工作指導意見》印發[J].電力標準化與技術經濟，2013，03：49.

[2]郅擎宇，宋偉，孟宇紅，郅耀宇.城市10千伏配電工程典型設計研究[J].河南電力，2013，04：1-3.

[3]郅擎宇，宋偉.城市10kV配電工程典型設計研究[J].中國電業（技術版），2012，11：16-18.

[4]孫西驊，郝興國.關于簡化配電電壓等級推行20千伏配電的建議[J].電網技術，2012，06：53-56.

[5]李明，徐鑫乾.輸變電工程典型設計對電網工程設備制造和材料加工影響的研究[J].電力設備，2011，05：31-35.

[6]韓文軍，魏玲.輸變電工程典型設計對電網工程設備制造和材料加工影響的研究[J].中國新技術新產品，2011，18：7-9.