10kV變電所整體設(shè)計(jì)思路

摘要：當(dāng)前經(jīng)濟(jì)發(fā)展情況下，10kV變電所越來(lái)越成為整個(gè)電力系統(tǒng)當(dāng)中重要的一環(huán)，它的安全可靠運(yùn)行至關(guān)重要。文章結(jié)合實(shí)際設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)針對(duì)變電所一次接線和二次接線兩個(gè)方面論述了變電所的設(shè)計(jì)方案，最后對(duì)容易忽視的防雷和接地問(wèn)題做了分析。

關(guān)鍵詞：變電所 一次接線 二次接線 防雷 續(xù)電保護(hù)

隨著變電所應(yīng)用技術(shù)的迅速發(fā)展，如何設(shè)計(jì)10kV及以下變電所以確保正常運(yùn)行也越來(lái)越引起人們關(guān)注，電力系統(tǒng)對(duì)35kV電壓等級(jí)要逐步淘汰，電壓從110kV直變到10kV，所以無(wú)論是住宅小區(qū)，經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)還是工廠都會(huì)大量地使用10kV變電所。10kV變電所運(yùn)行安全、可靠、方便是至關(guān)重要的，這里簡(jiǎn)單探討10kV變電所整體設(shè)計(jì)思路。

1.一次接線部分

1.1電氣主接線方案

電氣設(shè)備主要通過(guò)電氣主接線進(jìn)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(wǎng)絡(luò)，因此又被稱作一次接線或者電氣主系統(tǒng)。另一種是表示用來(lái)控制、指示、測(cè)量和保護(hù)主接線及其設(shè)備運(yùn)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(shè)備相關(guān)規(guī)定的圖形符號(hào)及文字符號(hào)，按照工作順序進(jìn)行排列，把電氣設(shè)備或者其它成套裝置的基本構(gòu)成及連接關(guān)系表現(xiàn)出來(lái)的單線接線圖。主接線所代表的是發(fā)電廠或者變電站的電氣部分主體結(jié)構(gòu)，屬于電力網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的一個(gè)重要組成部分，其對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)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(hù)和自動(dòng)裝置、控制方式等等，所以要正確、合理的設(shè)計(jì)主接線，把各方面因素進(jìn)行綜合處理，經(jīng)過(guò)相關(guān)的技術(shù)及經(jīng)濟(jì)論證比較才可以最終確定。

1.2繼電保護(hù)的選擇

對(duì)于高壓側(cè)為10kV的變電所主變壓器來(lái)說(shuō)，通常裝設(shè)有帶時(shí)限的過(guò)電流保護(hù)；如過(guò)電流保護(hù)動(dòng)作時(shí)間大于0.5～0.7s時(shí)，還應(yīng)裝設(shè)電流速斷保護(hù)。容量在800kVA及以上的油浸式變壓器和400kV·A及以上的車間內(nèi)油浸式變壓器，按規(guī)定應(yīng)裝設(shè)瓦斯保護(hù)（又稱氣體繼電保護(hù)）。容量在400kV·A及以上的變壓器，當(dāng)數(shù)臺(tái)并列運(yùn)行或單臺(tái)運(yùn)行并作為其它負(fù)荷的備用電源時(shí)，應(yīng)根據(jù)可能過(guò)負(fù)荷的情況裝設(shè)過(guò)負(fù)荷保護(hù)。過(guò)負(fù)荷保護(hù)及瓦斯保護(hù)在輕微故障時(shí)（通稱“輕瓦斯”），動(dòng)作于信號(hào)，而其它保護(hù)包括瓦斯保護(hù)在嚴(yán)重故障時(shí)（通稱“重瓦斯”），一般均動(dòng)作于跳閘。

在設(shè)計(jì)中，應(yīng)根據(jù)要求裝設(shè)過(guò)電流保護(hù)、電流速斷保護(hù)和瓦斯保護(hù)。對(duì)于由外部相間短路引起的過(guò)電流，保護(hù)應(yīng)裝于下列各側(cè)：（1）對(duì)于雙線圈變壓器，裝于主電源側(cè)；（2）除主電源側(cè)外，其他各側(cè)保護(hù)只要求作為相鄰元件的后備保護(hù)，而不要求作為變壓器內(nèi)部故障的后備保護(hù)；（3）保護(hù)裝置對(duì)各側(cè)母線的各類短路應(yīng)具有足夠的靈敏性。相鄰線路由變壓器作遠(yuǎn)后備時(shí)，一般要求對(duì)線路不對(duì)稱短路具有足夠的靈敏性。相鄰線路大量瓦斯時(shí)，一般動(dòng)作于斷開的各側(cè)斷路器。

1.3低壓配電柜內(nèi)元件的選擇

低壓斷路器的選擇：（1）按工作環(huán)境選擇。根據(jù)使用地點(diǎn)的條件選擇，如戶內(nèi)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(yīng)等開或大于所在電網(wǎng)的額定電壓；（3）按額定電流選擇。低壓斷路器的額定電流，應(yīng)等于或大于負(fù)載的長(zhǎng)時(shí)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(yīng)與接入電網(wǎng)的電壓相適應(yīng)。低壓隔離開關(guān)的選擇：它的主要用途是隔離電源，保證電氣設(shè)備與線路在檢修時(shí)與電源有明顯的斷口。隔離開關(guān)無(wú)滅弧裝置，和熔斷器配合使用。隔離開關(guān)按電網(wǎng)電壓、長(zhǎng)時(shí)最大工作電流及環(huán)境條件選擇，按短路電流校驗(yàn)其動(dòng)、熱穩(wěn)定性。

2.二次接線部分

二次接線及其配套設(shè)備對(duì)于二次回路來(lái)說(shuō)，起到控制二次設(shè)備投或退的作用，如果有必要可以對(duì)二次回路進(jìn)行可靠的隔離。一些諸如保護(hù)閉鎖量輸入、開關(guān)的失靈保護(hù)、啟動(dòng)母差或者開關(guān)失靈保護(hù)啟動(dòng)遠(yuǎn)跳等比較重要的回路，要在輸出端裝設(shè)相應(yīng)的隔離點(diǎn)。假如二次回路的設(shè)置合理、科學(xué)，那么對(duì)于提高二次設(shè)備的運(yùn)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(lái)實(shí)現(xiàn)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(shè)備對(duì)其安全性也有直接的影響，因此在選擇時(shí)也要科學(xué)、合理，在選擇時(shí)要注意以下兩點(diǎn)：首先要確定所選設(shè)備質(zhì)最的可靠性；第二要看選擇的設(shè)備參數(shù)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(yàn)按鈕的型號(hào)。而且要注意和同屏的其它繼電器做明顯的區(qū)分，在選擇跳閘和合閘繼電器、自動(dòng)重合閘出口中間繼電器及與其相串聯(lián)的信號(hào)繼電器，還有電流啟動(dòng)電壓保持的防跳繼電器時(shí)，要注意滿足以下兩個(gè)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(jìn)行串聯(lián)電阻來(lái)降壓時(shí)，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(lián)電阻一端要與負(fù)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(shí)，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(xiàng)

3.1防雷設(shè)計(jì)

避雷器的接地端應(yīng)與變壓器低壓側(cè)中性點(diǎn)及金屬外殼等連接在一起。在每路進(jìn)線終端和每段母線上，均裝有閥式避雷器。如果進(jìn)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(shè)閥式避雷器或排氣式避雷器，其接地端與電纜頭外殼相聯(lián)后接地。

3.2接地設(shè)計(jì)

凡是與架空線路相連的進(jìn)出線，在入戶處的電線桿進(jìn)行接地，可以達(dá)到重復(fù)接地的目的，每個(gè)電纜頭均要接地。

按規(guī)定10kV配電裝置的構(gòu)架，變壓器的380V側(cè)中性線及外殼，以及380V電氣設(shè)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(zhǎng)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(fā)展進(jìn)程越來(lái)越快，對(duì)于城市電網(wǎng)進(jìn)行規(guī)劃和改造的力度也不斷加大，相應(yīng)的城市中的變電所也越來(lái)越多，變壓器也由傳統(tǒng)的戶外式改為如今的戶內(nèi)式。10KV變電所在電力系統(tǒng)中的作用也越來(lái)越突出，因此在設(shè)計(jì)時(shí)要注意其科學(xué)性及合理性，與變電所的實(shí)際運(yùn)行條件相結(jié)合，以保證其安全性能及穩(wěn)定性。

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