探析10kV及以下變電所設(shè)計要點

李世

摘? ? 要：在我國電力輸配體系中，10kV是電力輸配至用電設(shè)備的電力等級，10kV及以下的交流電經(jīng)過電力變壓器變壓后可直接供電，這一變壓過程的場所就是變電所，也是電力體系中分布范圍最廣的變電場所，與人民群眾生活靠近，對用戶用電穩(wěn)定性、安全性影響很大。本文從10kV及以下變電所本身入手，分析并探討10kV及以下變電所的設(shè)計要點，希望可以提高變電所供電穩(wěn)定性和安全性。

關(guān)鍵詞：10kV;變電所;設(shè)計要點

1? 引言

隨著社會經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，人們對于生活質(zhì)量的要求也不斷增高，電力作為現(xiàn)代社會重要的資源形式之一，被廣泛應(yīng)用于社會生產(chǎn)生活之中，人們對于電力供應(yīng)的要求從電量充足發(fā)展為電力穩(wěn)定安全供應(yīng)，電力供應(yīng)壓力與日俱增。隨著我國科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，傳統(tǒng)的35kV等變壓等級逐漸退出我國電力體系，從110kV直降到10kV成為應(yīng)用更廣泛的變壓等級，10kV及以下的變電所在工業(yè)園區(qū)、住宅區(qū)、商圈中被大幅度應(yīng)用。因此，10kV及以下的變電所與人民群眾的生活距離較近，設(shè)計質(zhì)量、運(yùn)行質(zhì)量直接影響到人民群眾生產(chǎn)生活的質(zhì)量，必須引起變電所設(shè)計團(tuán)隊工作人員的重視。

2? 10kV及以下變電所概述

在國家電力標(biāo)準(zhǔn)GB 50053—94中，針對10kV及以下變電所的定義是“10千伏及以下交流電經(jīng)電力變壓器變壓的場所”，在10kV及以下變電所中完成變壓的交流電可直接供應(yīng)用電設(shè)備使用，是保證覆蓋范圍內(nèi)用電設(shè)備用電質(zhì)量和安全的重要場所。10kV及以下變電所中通常包含變壓設(shè)備、輸配電線路、電氣保護(hù)設(shè)備等部分，用于保證交流電變壓的質(zhì)量，保證對用電設(shè)備的穩(wěn)定電壓供應(yīng)。從變電所的用途上來講，變電所可以被分為升壓變電所、降壓變電所、終端變電所、牽引變電所等，其中應(yīng)用最為廣泛的是用于輸配電網(wǎng)絡(luò)末端的降壓變電所，也是城市、鄉(xiāng)村中常見的變電單位。

3? 10kV及以下變電所設(shè)計要點

3.1? 電氣主接線方案

在變電所設(shè)計中，接受與分配電能的電路承擔(dān)著傳輸高壓交流電的重任，是變電所的主要工作對象，圍繞它設(shè)計的部分也被稱為電氣主接線方案。主接線部分常見的接線方式是單線接線，即按照工作順序?qū)⒃O(shè)備相互串聯(lián)。為了保證主接線部分的穩(wěn)定運(yùn)行，提高變電的穩(wěn)定性，主接線部分的配電往往采用雙母線或分段單母線的方式，以備在主接線部分中出現(xiàn)故障時使用，盡可能避免停電事故的發(fā)生。母線形式的具體選擇參考主接線部分的實際負(fù)荷和變壓等設(shè)備的符合參數(shù)，通常來講低壓雙母線、高壓單母線，但也未必沒有例外，需要設(shè)計人員更加實際情況進(jìn)行選擇。在無法停電維修的斷路附近，設(shè)置旁路母線是比較常見的方法，能夠有效降低變電所因故障導(dǎo)致供電波動的可能性，提高變電所的運(yùn)行穩(wěn)定性和安全性。

3.2? 電氣保護(hù)設(shè)備的設(shè)計

對于變電所而言，電流保護(hù)、電流速斷等形式的電氣保護(hù)設(shè)備意義重大，是保證10kV及以下變電所正常、安全、穩(wěn)定運(yùn)行的必要設(shè)施，必須要引起設(shè)計團(tuán)隊人員的重視。過電流保護(hù)是一種當(dāng)電流超過預(yù)定范圍最大值時自動啟動保護(hù)裝置的保護(hù)動作，由電流測定設(shè)備、斷路器、報警設(shè)備等部分組成，當(dāng)測量發(fā)現(xiàn)電流高于預(yù)定范圍時，斷路器啟動，報警設(shè)備發(fā)出報警信號，對斷路器后段的設(shè)備、線路行程保護(hù)。電流速斷保護(hù)是一種當(dāng)短路電流超過預(yù)定值時自動啟動保護(hù)裝置的保護(hù)動作。電流速斷保護(hù)通常分為沒有時限和有時限兩種，沒有時限的電流速斷保護(hù)具有選擇性，但存在保護(hù)死角，有實現(xiàn)的電流速斷具有保護(hù)線路全長的能力，但失去了選擇性，需要變電所設(shè)計團(tuán)隊根據(jù)實際需求進(jìn)行選擇。瓦斯保護(hù)是一種針對油浸式變壓器的氣體繼電保護(hù)動作，對匝間或?qū)娱g短路故障、鐵芯故障、油面下降故障等現(xiàn)象均有靈敏的反應(yīng)。瓦斯保護(hù)的形式是當(dāng)油浸式變壓器出現(xiàn)故障時，電弧的變化產(chǎn)生大量的氣體，故障程度不同，氣體產(chǎn)生量不同，推動油流動的程度不同，從而對變壓器產(chǎn)生不同程度的保護(hù)。瓦斯保護(hù)能夠在故障的初期就進(jìn)行靈敏保護(hù)，且根據(jù)故障程度分別采取發(fā)布預(yù)警信號和直接斷電的后續(xù)動作，即使運(yùn)維人員不能及時采取措施，也能夠有效避免油浸式變壓器的事故。

3.3? 變電所接地設(shè)計

接地設(shè)計對于10kV及以下變電所而言比較重要，是保證變電所設(shè)備、線路穩(wěn)定運(yùn)行的重要設(shè)計部分，能夠在出現(xiàn)漏電等現(xiàn)象時保護(hù)好運(yùn)維人員的生命財產(chǎn)安全，避免觸電事故。通常情況下，變電所需要進(jìn)行重復(fù)接地，保證任意一個連接著架空線路的電器設(shè)備、電纜頭、電線桿進(jìn)出線都接地，保證變電所整體的運(yùn)行安全和穩(wěn)定。10kV及以下變電所中的電氣設(shè)備金屬外殼、變壓器高壓側(cè)的中性線等部分的接地電阻要小于 4Ω，保證多余的電子沿接地線流入大地，避免在人體接觸時形成觸電。接地設(shè)計中接觸電阻的設(shè)計需要充分參考去地下土壤的電阻率、地下水位等參數(shù)，切忌想當(dāng)然，需要進(jìn)行實地測量后進(jìn)行計算。若變電所所處位置的地下水位較高，接地網(wǎng)與引線的銹蝕可能性很大，需要做好相應(yīng)的防銹處理，避免因銹蝕影響接地網(wǎng)中后期的防護(hù)效果，降低對人體和設(shè)備帶來隱患。接地設(shè)計時要考慮到均壓效果，注意接地體的埋深，接地網(wǎng)的形狀，適當(dāng)使用均壓帶措施，保證接地引線的長度適宜，避免引起跨步電壓過高問題，保護(hù)人體健康和安全。

4? 結(jié)束語

本文主要分析、探討了10kV及以下變電所的設(shè)計要點，闡述了關(guān)于主接線方案、輸配電線路、電氣保護(hù)設(shè)備等方面的設(shè)計問題，希望可以為提高10kV及以下變電所設(shè)計質(zhì)量提供一些思路，切實提高10kV及以下變電所的變電穩(wěn)定和安全性。

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