論220/110/10kV配電裝置的選型及布置

任永勝

摘要：本文通過研究分析220/110/10kV配電裝置的設(shè)計原則與步驟，同時闡述基于屋外配電裝置與成套配電裝置特點、對二者的布置原則進(jìn)行研究分析，同時提出相應(yīng)的政策建議，進(jìn)而在一定程度上為220/110/10kV配電裝置的選型及布置提供參考依據(jù)。

關(guān)鍵詞：配電裝置布置原則設(shè)計步驟

1配電裝置的設(shè)計原則與步驟

1.1配電裝置的設(shè)計原則在設(shè)計配電裝置的過程中，需要全面貫徹落實國家制定實施的技術(shù)經(jīng)濟政策，按照有關(guān)規(guī)程、規(guī)范及相關(guān)的技術(shù)規(guī)定，結(jié)合電力系統(tǒng)、自然環(huán)境的實際情況，進(jìn)而在一定程度上選用科學(xué)合理的設(shè)備，同時制定布置方案，并且對新布置、新設(shè)備、新材料、新結(jié)構(gòu)等進(jìn)行選擇性使用，不斷創(chuàng)新配電裝置設(shè)計，進(jìn)一步確保配電裝置運行的可靠性。在選擇發(fā)電廠、變電站配電裝置型式的過程中，需要對所在地區(qū)的地理情況、環(huán)境條件等因素進(jìn)行綜合考慮，按照因地制宜，節(jié)約用地的原則，同時結(jié)合運行、檢修、安裝的具體情況進(jìn)行確定。

1.2設(shè)計配電裝置的步驟①配電裝置型式的選擇。在選擇配電裝置型式的過程中，通常情況下，需要對配電裝置的電壓等級，電氣設(shè)備的型式，以及出線多少和方式等因素進(jìn)行綜合考慮。②確定配電裝置的型式后，需要進(jìn)一步擬定配電裝置的配置圖。③在設(shè)計，繪制配電裝置平面圖、斷面圖的過程中，需要根據(jù)所選電氣設(shè)備的外形尺寸、運輸方法等實際情況，同時結(jié)合配電裝置設(shè)計的相關(guān)技術(shù)要求，并且在一定程度上需要參考各種配電裝置的典型設(shè)計和手冊，進(jìn)一步確保設(shè)計圖的科學(xué)性，合理性。

2屋外配電裝置

2.1屋外配電裝置概述

2.1.1屋外配電裝置的分類及特點。對于屋外配電裝置來說，通常情況下，都是在露天的基礎(chǔ)、支架或構(gòu)架上安裝，架設(shè)相應(yīng)的電氣設(shè)備和母線。在結(jié)構(gòu)形式方面，屋外配電裝置一方面直接關(guān)系到電氣主接線、電壓等級和電氣設(shè)備類型，另一方面與地形、地勢等因素有關(guān)。根據(jù)電氣設(shè)備，母線的布置高度，通常情況下可以將屋外配電裝置分為中型配電裝置，高型配電裝置和半高型配電裝置三類，對于這三類不同的屋外配電裝置有著各自的優(yōu)缺點，主要表現(xiàn)為：第一中型配電裝置。所謂中型配電裝置是指在同一水平面內(nèi)安裝所有的電氣設(shè)備，在此基礎(chǔ)上，能夠確保帶電部分與地面之間的安全高度，進(jìn)而在一定程度上確保地面工作人員的安全性；在所處的水平面方面，與電氣設(shè)備相比，母線屋外要高出一些，在這種情況下，對母線、電氣設(shè)備等進(jìn)行布置時，需要采取相應(yīng)的措施，不能出現(xiàn)上下重疊的現(xiàn)象。對于中型配電裝置，按照隔離開關(guān)的布置方式，可以分為普通中型配電裝置和分相中型配電裝置，其中，分相中型配電裝置是指在母線的正下方分相布置隔離開關(guān)，在其他方面與普通中型配電裝置相同。對于中型配電裝置來說，其優(yōu)點主要表現(xiàn)為：布置比較清晰，操作簡單，不易出錯，運行安全性比較高，并且施工、維護(hù)簡單方便，造價比較低；但是，中型配電裝置也有自身的不足，主要表現(xiàn)為占地面積大。第二高型配電裝置。所謂高型配電裝置是指按照上下重疊布置的方式對兩組母線及隔離開關(guān)進(jìn)行處理。高型配電裝置根據(jù)結(jié)構(gòu)的不同，可以分為三種類型，分別為單框架雙列式，雙框架單列式和三框架雙列式。對于高型配電裝置來說，其優(yōu)點主要表現(xiàn)為：占地面積可以節(jié)省50%左右；其不足主要表現(xiàn)為：耗用鋼材多，成本比較高，并且操作，維護(hù)比較復(fù)雜。第三半高型配電裝置。對于半高型配電裝置來說，在占地面積方面，與普通中型相比可以節(jié)約約30%。由于半高型配電裝置介于高型和中型之間，進(jìn)而在一定程度上使得高型配電裝置兼具高型和中型的優(yōu)勢。

2.1.2屋外配電裝置的選型。在對屋外配電裝置進(jìn)行選型時，一方面需要考慮主接線，另一方面需要考慮場地的位置，面積，地質(zhì)，地形條件以及總體布置等因素，并且在一定程度上受到設(shè)備材料的供應(yīng)，施工，運行和檢修等因素的影響和制約，在這種情況下，需要比較技術(shù)、經(jīng)濟等指標(biāo)進(jìn)一步確定最佳方案。對于普通中型配電裝置來說，無論是施工、檢修，還是運行，都比較簡單，并且容易操作，同時具有較好的抗震性能，造價較低；但是普通中型配電裝置缺點是占地面積大。這種型式通常情況下，主要用于非高產(chǎn)農(nóng)田地區(qū)，以及在地震烈度較高的地區(qū)也有廣泛的應(yīng)用。對分相中型配電裝置通過采用硬管母線配合剪刀式隔離開關(guān)方案進(jìn)行相應(yīng)的處理，這種布置方式的優(yōu)點主要表現(xiàn)為清晰、美觀、可以節(jié)省大量的構(gòu)架，在占地面積方面，與普通中型配電裝置相比，往往可以節(jié)約1/3左右；在防污、抗震方面，支柱式絕緣子的能力相對比較差，進(jìn)而不能應(yīng)用到污穢嚴(yán)重或地震烈度較高的地區(qū)。

占地面積少，這是高型配電裝置的最大優(yōu)點，比普通中型配電裝置相比，其占地面積可以節(jié)約50%；但是，這種方式耗用鋼材比較多，與中型相比，其檢修運行不方便。對于高型來說，符合下列情況可以采用：①在高產(chǎn)農(nóng)田或地少人多的地區(qū)；②受地形條件的影響和制約，場地空間比較小或需要開挖的規(guī)模比較大；③原有配電裝置需要改建或擴建，進(jìn)而在一定程度上使得場地受到影響和制約。

2.2布置屋外配電裝置的原則

2.2.1母線及構(gòu)架。對于屋外配電裝置的母線來說，通常情況下，可以分為軟母線、硬母線，其中，軟母線選用檔距比較大，但是，一般不超過三個間隔寬度。

2.2.2電力變壓器。對于電力變壓器來說，在安裝過程中，由于變壓器外殼不帶電，在這種情況下可以采用落地的方式安裝布置電力變壓器，并且在變壓器的基礎(chǔ)上安裝相應(yīng)的電力變壓器。在安裝電力變壓器時，為了確保電力變壓器的安全性，主變壓器與建筑物之間的距離通常情況下需要超過1.25m。在安裝電力變壓器時，為了防止發(fā)生火災(zāi)，當(dāng)變壓器油量超過2500kg時，在這種情況下，兩臺變壓器之間的距離要超過5～10m，如果布置存在一定的難度，這時需要設(shè)置相應(yīng)的防火墻。

2.2.3高壓斷路器。在配電裝置中，根據(jù)高壓斷路器所處的位置，通常情況下，可以將高壓斷路器分為單列，雙列和三列類型。在對斷路器排列方式進(jìn)行選擇的過程中，通常情況下，需要綜合考慮主接線，場地地形條件等因素。在對斷路器進(jìn)行布置時，其布置方式可以選擇低式、高式。在0.5～1m的混凝土基礎(chǔ)上安裝低式布置的斷路器，其優(yōu)點主要表現(xiàn)為檢修方便，抗震性能比較優(yōu)越，但是這種布置方式通常情況下需要設(shè)置相應(yīng)的圍欄，進(jìn)而在一定程度上影響通道的暢通性。在中型配電裝置中，采用高式布置方式對斷路器和互感器進(jìn)行處理，并且基礎(chǔ)高度需要滿足：①在對地距離方面，電氣設(shè)備支柱絕緣子最低裙邊控制在2.5m；②電氣設(shè)備間的連線對地面距離應(yīng)符合C值要求。

2.2.4避雷器。對于避雷器來說，其布置方式同樣有高式和低式之分，由于器身細(xì)長，110kV以上的閥型避雷器需要安裝在0.4m的基礎(chǔ)上。

2.2.5隔離開關(guān)和互感器。采用高式布置對隔離開關(guān)，互感器均進(jìn)行處理，其要求與斷路器相同，在其靠邊一相基礎(chǔ)上安裝隔離開關(guān)的手動操動機構(gòu)。

2.2.6電纜溝。屋外配電裝置中電纜溝的布置，應(yīng)使電纜所走的路徑最短。

2.2.7道路。為了滿足運輸、消防的需要，通常情況下，需要在主要設(shè)備近旁鋪設(shè)行車道。對于大、中型變電站來說，一般需要鋪設(shè)寬3m的環(huán)形道。對于屋外配電裝置來說，需要設(shè)置0.8～1m的巡視小道，進(jìn)而在一定程度上便于運行人員巡視，電纜溝蓋板可作為部分巡視小道。

3成套配電裝置

3.1成套配電裝置概述在配置成套配電裝置中，結(jié)合電氣主接線的配置標(biāo)準(zhǔn)以及用戶的實際情況，通常情況下，在全封閉或半封閉的金屬殼（柜）體內(nèi)組裝同一功能回路的開關(guān)電器，測量儀表，保護(hù)電器和輔助設(shè)備等，進(jìn)而在一定程度上形成標(biāo)準(zhǔn)模塊，由制造廠按主接線成套供應(yīng)，在現(xiàn)場將各模塊裝配成配電裝置，該裝置稱為成套配電裝置。

成套配電裝置分為低壓配電屏（或開關(guān)柜），高壓開關(guān)柜和全封閉組合電器三類；按安裝地點不同，又分為屋內(nèi)和屋外型。低壓配電屏只制成屋內(nèi)型，高壓開關(guān)柜有兩種，分別為屋內(nèi)型和屋外型。由于屋外的開關(guān)柜需要面臨防水、銹蝕等問題，在這種情況下，屋內(nèi)型開關(guān)柜得到廣泛使用；全封閉組合電器也因屋外氣候條件較差，大多布置在屋內(nèi)。我國目前生產(chǎn)的3～35kV高壓開關(guān)柜分為固定式和手車式兩類。

3.2本次設(shè)計10kV側(cè)配電裝置的配置根據(jù)原始資料及現(xiàn)有技術(shù)，本次設(shè)計10kV側(cè)采用高壓開關(guān)柜，生產(chǎn)廠家：平頂山天鷹集團有限責(zé)任公司。

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