廣東省A市老舊小區(qū)電氣改造電設計

李靜

【摘 要】文章在某區(qū)老臺區(qū)存在安全隱患的前提下，根據實際情況，結合《南方電網業(yè)擴電力工程典型設計手冊》，設計規(guī)劃老舊臺區(qū)的電氣設備及線路，從理論角度并結合實際案例進行分析，具有很強的實用性。設計目標是對有安全隱患的電氣設備進行更換，根除老化、不匹配的供電線路和設備造成的安全隱患。

【關鍵詞】老舊;負荷;電氣改造

【中圖分類號】TU85 【文獻標識碼】A 【文章編號】1674-0688（2019）09-0116-04

0 引言

隨著時間的流逝，供配電設備逐漸老化，開始出現(xiàn)各種安全隱患。因此，按照學習試點工程進行科學分析，對供電臺區(qū)老化的電氣設備進行改造。通過物探單位對基本的管道線纜分布進行探測繪制，設計人員現(xiàn)場勘查，設計出科學合理的方案。

1 改造的重要意義

對老舊設備線路進行更換，排除人身安全隱患，提高供電可靠性和防護等級，避免短路故障引起火災，降低設備噪音，消除諧波危害。

2 設計方案

2.1 電氣設計人員的CAD工具介紹

CAD是電氣設計人員使用的基本工具。一些常用的命令在工具欄自定義的編輯程序參數(shù)中，可以根據設計人員的使用習慣將常用命令改為左手輸入、右手持鼠標，從而使電氣設計人員更高效率地完成制圖任務。

可以在模型中畫圖，也可以在布局中畫圖，兩種畫圖方式各具優(yōu)勢，本文采用在模型中畫圖，可以用工具欄視圖的視口，將其變成2個視口，更好地對比和計算，使畫圖過程更高效、方便。此外，能實現(xiàn)按比例畫圖，使用塊命令將其變成塊，保證整體圖紙不疏漏。

基本的命令有移動——M、分解——X、刷新——RE、尋找——FIND、清理——PU、建塊——BL。

2.2 設計原則

（1）現(xiàn)場勘查?，F(xiàn)場勘查的內容如下：由于要對變壓器和線路進行改造，因此需要對供電范圍重新進行劃分，保證供電質量和供電可靠性;對未來的電路負荷進行預測，判斷是否要增加或者更換變壓器;合理規(guī)劃低壓柜出線;對居民的電表箱進行整理、合并、拆除或新增。

（2）更換高壓柜。高壓柜型號是半絕緣的，存在安全隱患的必須更換，汰掉半絕緣柜，換成全絕緣柜。

（3）更換變壓器。把超載運行的變壓器更換為不超載、不輕載的變壓器;更換老化的低壓柜和絕緣老化的線路電纜。

（4）寫表計方案。根據改造后業(yè)主的需求和供電局的要求，對一些已經銷戶的電表進行回收，對新增的用戶計量新裝電表，對有重復計量的重新規(guī)劃。

2.2.1 高壓柜進線

10 kV電源線接到高壓柜，一般采用ZRC-YJV22-8.7/15 kV-3×300 mm2（負荷可達9 959 kW）的線引至高壓柜，交聯(lián)聚乙烯絕緣鋼帶鎧裝聚氯乙烯護套電力電纜，環(huán)境適應能力好、耐化學腐蝕、機械強度高、重量輕、結構簡單，本電纜適合此次方案的低壓配電線路，采用埋地敷設或者新建電纜溝敷設。電纜在敷設時需要與地面保持一定的距離。電纜軸心與地面之間的距離為700 mm，多根敷設時，電纜離地面的距離是電纜直徑的2倍。敷設時，需要按照相關參數(shù)計算載流量，在空氣中和埋地敷設時的載流量是不一樣的。在計算低壓柜出線時，多根電纜還需要有校正系數(shù)參與計算。本方案中的ZRC-YJV22-8.7/15 kV-3×300 mm2電纜為中壓進線。中壓進線在本方案中采用埋地敷設或新建電纜溝敷設。具體情況詳見案例。

2.2.2 高壓柜的選型

查看高壓柜是否滿足運行年限的要求，新建的高壓柜采用新的高壓柜型號，淘汰有安全隱患的高壓柜，并根據新方案的要求，選定高壓柜的型號。根據國家電網典設，現(xiàn)有負荷開關柜、斷路器開關柜、電壓互感器柜及計量柜等柜型。高壓柜有固體和氣體之分，分別用在不同條件下。查到看壓接線圖，如果為負荷柜和半絕緣柜，就需要更換新的高壓柜。

本方案的高壓柜中先放一面PT柜，屬于電壓互感器柜。引入K柜1根電纜，K柜是饋線柜。出線到變壓器的柜子是B柜，是斷路器柜。800 kVA以上的變壓器需要采用斷路器柜，800 kVA以下的變壓器需要采用負荷開關柜。環(huán)進環(huán)出到專用變壓器用斷路器柜，環(huán)進環(huán)出到公用變壓器采用負荷開關柜或者斷路器柜。高壓柜靠墻距離大于25 cm，K柜到墻的距離大于40 cm，B柜到墻的距離大于45 cm，PT柜到墻的距離大于55 cm。本方案采用統(tǒng)一尺寸，方便安裝和維護。負荷開關柜、斷路器柜及PT柜采用751 mm的深度，1 836 mm的高度，計量柜采用1836 mm的高度、820 mm的深度、750 mm的長度。PT柜采用400 mm的長度，斷路器柜采用450 mm的長度，負荷開關柜采用359 mm的深度;需接三遙功能。高壓柜母排采用TMY-3×（63 mm×6.3 mm）尺寸。參照電流互感器技術規(guī)范書及永磁斷路器柜技術規(guī)范書，PT柜采用SF6全絕緣全密封環(huán)網柜，高壓柜均帶熔斷器。

2.2.3 變壓器的選型

變壓器是設計方案中的重要設備，現(xiàn)場實際勘查時發(fā)現(xiàn)，變壓器有各種型號，例如S7-315 kVA、SCB9-100 kVA、SCB10-100 kVA、SBH15-M-630 kVA、SBH15-M-500 kVA、S11-630 kVA、S11-M-500 kVA?，F(xiàn)根據國家相關規(guī)定，淘汰S7油式變壓器和SC3、SC5、SC8型干式變壓器。新型變壓器統(tǒng)一采用S13系列及以上的630 kVA、800 kVA、1 250 kVA、2 000 kVA。變壓器使用年限達到退休年限和負載率超標的都需要更換。負載率過高，超過60%，變壓器的高壓端和低壓端均需設置避雷裝置，其接地應該與變壓器中性點和金屬外殼相接。根據供電范圍（如圖1所示）所需功率，確定變壓器的容量，計算供電范圍內的負荷，按需時系數(shù)和用電功率及負荷密度表計算，具體見案例算法。

2.2.4 低壓柜的選型

參照低壓柜規(guī)范資料，對本方案的低壓柜參數(shù)做出選擇。低壓開關柜所帶負荷開關配電回路最大達到630 A。電壓、尺寸和IP防護等級均從廠家獲得。低壓柜安裝需符合周圍環(huán)境條件，如海拔高度、地震烈度、污穢條件。規(guī)定額定頻率為50 Hz。斷路器、低壓成套柜等系統(tǒng)中性點直接接地。接線形式采用單母線分段，電纜或者母線槽引入，一般用VV-0.6/1 kV-3×300 mm2電纜，當變壓器超過630 kVA時，采用母線槽到低壓柜。母線槽的大小是變壓器的2倍。母線槽的選型表見表1。柜體門采用防爆柜門。

低壓柜體應該方便人維修、檢查、維護等。低壓柜有低壓進線柜、低壓補償柜、低壓饋線柜、低壓聯(lián)絡柜、發(fā)電機進線柜、低壓轉角柜、低壓計量柜。外殼防護等級為IP4X，低壓柜用GCK，所有的柜子高度為2 200 mm，當變壓器為630 kVA時，進線柜和聯(lián)絡柜的尺寸為800 mm的寬度、1 000 mm的深度，饋線柜的寬度為600 mm，電容補償柜的寬度為600 mm，當變壓器為800 kVA時，進線柜和聯(lián)絡柜的尺寸為800 mm的寬度、1 000 mm的深度，饋線柜的寬度為600 mm，電容補償柜的寬度為600 mm。聯(lián)絡柜的寬度為 1000 mm。最大的水平母線排的寬度為150 mm。母線可以從低壓柜上進也可以上出，可以下出也可以上出。250 A以下的開關額定運行分斷能力≤35 kA，250 A以上的開關額定運行分斷能力≤50 kA。本方案的開關大小大多按原設計選取，也有一部分開關大小需要做調整。低壓出線是按負荷的大小算出所需的電纜大小。電流互感器在考慮額定電流時，電流表的2/3至4/5的位置，電容補償柜的計算容量為變壓器容量的20%。

3 老舊小區(qū)改造示例

老舊臺區(qū)中有商業(yè)負荷沒有抄表到戶的，需要抄表到戶，裙樓是商業(yè)負荷，塔樓是居民用戶，居民負荷和商業(yè)負荷近年來都逐漸增加，原有的專用變壓器容量已經無法滿足小區(qū)的用電需求，因此需要增加1臺變壓器作為公共變壓器。

圖2所示星月樓為商業(yè)樓，有一條市政高壓進線接路燈箱變，再由路燈箱變接至新建的高壓柜，由于星月公寓以前使用的是商用變壓器，所以當變壓器快滿載負荷時，就要重新規(guī)劃，新建1臺公用變壓器，提供所有居民用電和公用負荷用電。如圖3所示，當高壓系統(tǒng)圖的初步方案做好以后，可以開始設計高壓柜，由于變壓器是1 250 kVA，大于800 kVA，所以用SF6全絕緣柜，由團結F28園丁公用綜合房引來，母排大小為TMY-3×（63 mm×6.3 mm），由PT柜引入，然后由K柜接引來的線由B柜引出，一回備用，一回引至原先的路燈箱變，一回接新建的變壓器。由于這是一個商業(yè)專變末端，所以不需要環(huán)出。由高壓柜接到變壓器上的線采用ZRC-YJV22-8.7/15 kV-3×120 mm2，以前的變壓器負載率為65.10%，超正常負載，而且居民和公用負荷超過200 kW，所以需要新增一臺1 250 kVA變壓器。變壓器長2 000 mm，深度和高度均為1 600 mm，所以配電房要有充足的運輸通道。因此，要重新設計低壓配單房圖，明確需要改造的工程量，并做預算，此外工程量也需要體現(xiàn)在設計圖上。

路徑和低壓柜按實際狀況進行布線，引出4條電纜，根據負荷計算電流，根據電流在電纜選擇表中根據載流量選擇電纜，7～13層，一共7層，每一層25戶，其中的一個單元為10戶，另一單元為15戶。15×6×7=630 kW，電流=計算功率/（1.732×額定電壓×功率因素）=958 kA，查表可得，240 mm2的電纜載流量是518 kV，所以每一單元用2條ZRC-YJV-0.6/1kV-4×240 mm2+1×120 mm2。從地下室的配電房里分別引入1、2單元電井里每一個單元的電纜線，一根引入7樓，另一根引入13樓，7樓以下全部為商業(yè)負荷。電房平面布置圖如圖4所示，低壓柜如圖5所示。

進線柜的額定電流是變壓器容量的2倍。運行分段能力為65 kA，電流互感器按照低壓系統(tǒng)參數(shù)選擇表填寫，配多功能儀表。計算補償柜的容量是變壓器容量的20%，公用變壓器也與該實例大同小異。表計方案隨低壓柜的更新也會有所改變，需要重新統(tǒng)計。

4 結語

經過本次項目實踐，對本類電力工程有了系統(tǒng)性了解，也證明本方案的可行性，本文介紹了老舊臺區(qū)改造的基本方法，不足之處是現(xiàn)場環(huán)境比較復雜，還不能實現(xiàn)更進一步的智能化，未來隨著科技的發(fā)展，會配備智能配電房，建立智能電力系統(tǒng)。

參 考 文 獻

[1]譚瓊.中國南方電網公司10 kV及以下業(yè)擴受電工程典型設計（試行）[M].北京：中國電力出版社，2012.

[2]譚躍凱.10 kV及以下業(yè)擴受電工程技術導則（2018版）[Z].2018.

[3]GB/50053，20 kV及以下變電所設計規(guī)范[S].