10kV變配電所供電系統的優化設計

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10kV變配電所供電系統的優化設計

何藹聰

廣東歐姆龍電力工程有限公司廣東南海528200

[摘要]在整個電網的建設過程中，10kV變配電所供電系統設計這一環節是非常重要的。本文首先介紹了10kV變配電所供電系統設計的重要性，其次以某單位10kV變配電所為例，對其存在的問題進行了詳細的分析，最后圍繞該問題，提出了相關的方案對10kV變配電所供電系統進行優化設計，具有一定的現實參考意義。

[關鍵詞]10kV變配電所；供電系統；優化；設計

1、10kV變配電所供電系統設計的重要性

隨著經濟的迅猛發展，電力已經成為人們日常工作生活中不可缺少的重要組成部分，尤其是對于區域發展而言，電力發揮著不可小覷的作用。一般而言，區域的快速發展需要穩定安全可靠的電力供應，而且在很大程度上區域變配電所供電系統的設計與建設能夠決定其發展狀況，由此看來，對于區域經濟及各方面發展而言，保證區域規劃發展與變配電所供電系統的一致性及同步性具有非常重要的意義。

在設計10kV變配電所供電系統時，一方面要確保設計方案的合理性，結合地區發展的具體狀況與實際電力需求，此外，還應該對相關的各個因素進行綜合的考慮，為電力供應的安全性及可靠性提供一定的保障，從而促進地方發展的健康可持續發展。另一方面，要確保設計方案的科學性，使之與區域發展的要求相匹配，一般來講，經濟條件良好的區域，其變配電所供電系統負荷發展相對較快，而且網架結構通常具有較長的建設周期，因此，首先應該根據這類地區用電負荷的現狀，對其發展狀況進行科學預測，在此基礎上科學的設計10kV變配電所供電系統，切實提高電力供應水平。

2、10kV變配電所供電系統中存在的問題

以某單位10kV變配電所供電系統為例，它的進線電源有兩條，分別是113#以及127#。這兩路電源一個用來供電，一個作為備用電源，其中供電電源采用WB1的母線，備用電源采用WB2的母線，分段開關為QF，兩段母線保持并行的運作狀態。[1]一般來講，當供電電源出現斷電故障時，可以通過手動或者自動這兩種方式將其線路切換至備用電源的狀態，這樣一來，變配電所就會恢復正常供電，不會產生任何影響。但是在2008年，113#進線電纜的終端頭出現放電現象，而且絕緣也已經出現嚴重的老化問題，不具備正常使用的條件及功能。目前某單位僅僅依靠127#電源來供電，在這種情況下，電壓通常會產生較大的波動，而且缺乏相應的備用電源，這樣一來，公司一級負荷用電需求就得不到相應的保障和滿足，127#電源一旦發生故障，公司全部的生產設備都會受到斷電的影響而停止運作，從而打斷了企業的日常運作，導致企業生產的連續性及安全性得不到有效的保障。

某單位10kV變電所首先對兩組進線電源進行變壓作用，之后，供電系統中低壓室的各個變壓器會接收變壓后的兩組進線電源，供電總容量與實際供電容量之間存在微弱的差距，分別是3060KVA、3030KVA，[3]因此，公司應該額外向供電方繳納99.2萬元/年左右的基本容量費，這里提到的容量費有個計算公式為：容量費=功率*基本電費*時間*上稅率，這樣一來，就大幅度增加了企業很多不必要的用電費用，因此，必須對10kV配變電所供電系統的設計進行優化，有效降低輸電、送電過程中不必要的基本容量費用以及能耗損失，節省用電成本，從而提升供電的連續性以及穩定性。

3、10kV變配電所供電系統設計的優化方案

3.1改進10kV變配電所

為了有效解決某單位10kV變配電所供電系統中存在的問題，首先在81#變電所中直接接入某單位的10kV變電所電源，然后將兩路6kV的變壓器電源配備安裝在低壓配電間，這兩個供電系統距離1000米左右，用于連接的電纜所采用的材質為銅芯交聯聚乙烯[2]，一方面，這類電纜不僅具有阻燃絕緣、耐腐蝕的特性，而且還具有很強的抗壓、防火功能，能夠避免老鼠等動物類的咬損破壞，即便發生燃燒事故，也不會產生任何的危害。另一方面，與優化之前的10kV變配電所供電系統中應用的電纜相比，這類電纜的載流量會高出20％至50％。此外，通過橋架、穿管埋地等方式來敷設某單位10kV變配電供電系統與81#變電所之間的電纜，而且是以直線形式敷設的，這樣一來，電力輸送距離相對來說就會縮短，從而能夠大大降低輸送過程中的能耗損失。

3.2合理選擇繼電保護裝置

一般來講，安全起見，10kV變配電所通常會對其主變壓器上進行過電流保護，而且該過電流保護會設置一定的時限范圍，如果動作時間在0.5s至0.7s以上[3]，就必須在變壓器上加裝電流速斷保護。通常情況下，過電流產生的原因在于外部相間短路，因此，需要依據三個方面的條件對繼電保護裝置進行設置。首先，如果變壓器為雙線圈，那么需要在主電源側安裝繼電保護裝置；其次，主電源側外的其他各側保護作為后備保護，所面對的對象不是變壓器內部，而是與各側保護相鄰的各個元器件；最后，母線側的短路對繼電保護器的靈敏性是有很高要求的，當變壓器作為相鄰線路的遠后備時，對于線路中那些不對稱的短路，繼電保護器必須具備足夠的靈敏度。10kV變配電所供電系統中繼電保護裝置工作原理如下圖所示。

3.3合理選擇低壓配電屏

根據現場條件來選擇合適的低壓斷路器；此外，在選擇低壓斷路器時，其額定電壓與電網額定電壓之間的關系應該是：前者≥后者，同樣其額定電流與負荷長時最大工作電流之間的關系為：前者≥后者。在對電壓互感器進行選擇的時候，需要注意的一點是其額定電壓應該與電源電壓相匹配相適應。此外，低壓隔離開關也是必須具備的，其作用主要是隔離電源，這樣一來，在開展設備檢修工作時，線路、電氣設備以及電源之間就能夠產生非常明顯的斷口，為檢修工作提供物理性的保障，從而促使檢修工作的順利進行。一般來講，隔離開關上往往是不具備滅弧裝置的，因此在使用時必須配合熔斷器。在對隔離開關進行選擇時，要結合電網實際運行環境、長時最大工作電流以及電壓，同時還要以短路電流為參照來校驗隔離開關的熱穩定性以及動穩定性。

4、總結

總而言之，在經濟迅猛發展的現實背景下，各個地方、區域的發展進程正以非常快的速度不斷向前推進，同時也加大了區域電網的設計與規劃力度，我國變電所的數量呈現出上升趨勢，而且以往都是在戶外安裝變壓器，但是現階段逐漸向戶內式轉變。在我國整個的電力系統中，10kV變配電所供電系統發揮了非常突出的作用，因此，在對10kV變配電所供電系統進行優化設計時，一定要充分考慮設計方案的合理性和科學性，能夠適應電網的實際運行環境，從而為變電所供電系統的穩定性及安全性提供一定的保障。

參考文獻

[1]楊海鵬.10 kV變電所工作和運行安全的管理[J].價值工程,2015(08):20-22.

[2]李春紅.淺析10kV變電所繼電保護問題[J].城市建設理論研究(電子版),2012(34):120-122.

[3]劉樹,鮑震.10kV變電所的設計探討[J].商品與質量?學術觀察,2011(03):127-129.