10 kV變配電設(shè)計(jì)的常見(jiàn)問(wèn)題剖析

劉楷

摘 要：10 kV變配電處于電力系統(tǒng)終端，是電力系統(tǒng)的關(guān)鍵構(gòu)成，其設(shè)計(jì)方案的優(yōu)劣對(duì)電力用戶(hù)用電效果和設(shè)計(jì)成本有很大影響，10 kV變配電的設(shè)計(jì)從技術(shù)方面看似乎相對(duì)簡(jiǎn)單，可現(xiàn)實(shí)對(duì)設(shè)計(jì)工作者設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)非常高，文章針對(duì)10 kV變配電的設(shè)計(jì)過(guò)程中，變配電設(shè)計(jì)常見(jiàn)問(wèn)題實(shí)行剖析，為今后的設(shè)計(jì)工作提供借鑒。

關(guān)鍵詞：10 kV；變配設(shè)計(jì)；問(wèn)題

中圖分類(lèi)號(hào)：TM727.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-8937（2015）32-0104-01

首先要了解10 kV變配電的設(shè)計(jì)要求和相關(guān)制度以及變配電設(shè)計(jì)當(dāng)前狀況和電力公司設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)，還要對(duì)用戶(hù)用電需求、種類(lèi)以及供電現(xiàn)場(chǎng)條件的因素進(jìn)行分析，以變配電設(shè)計(jì)現(xiàn)狀為基礎(chǔ)，找出其設(shè)計(jì)中存在的不足，本文針對(duì)10 kV變配電設(shè)計(jì)中的問(wèn)題進(jìn)行剖析，力求得到行業(yè)相關(guān)人士的關(guān)注。

1 10 kV變配電設(shè)計(jì)常見(jiàn)的問(wèn)題

①采用變高壓熔斷器缺乏規(guī)范性，不僅要參照設(shè)備正常運(yùn)行的情況下，負(fù)載所吸收的電流運(yùn)行電壓等技術(shù)參變量，更要符合安裝部位的斷路容量標(biāo)準(zhǔn).因當(dāng)前的10 kV電力網(wǎng)多采用電纜連接，在具有電阻、電感和電容的電路里，對(duì)交流電所起的阻礙作用不強(qiáng)，當(dāng)用電位置和變電所距離不遠(yuǎn)的情況下，安置部位的電力系統(tǒng)在運(yùn)行中，相與相之間或相與地之間發(fā)生非正常連接時(shí)流過(guò)的電流通常高于熔斷器的正常標(biāo)準(zhǔn)，此時(shí)安裝在外部的跌落式熔斷器則不能滿(mǎn)足正常工作環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)，因此需選用戶(hù)外專(zhuān)用的斷路器進(jìn)行保障。

②各類(lèi)高層建筑物要依照各級(jí)要求負(fù)荷進(jìn)行電力供應(yīng)，需安裝特殊的回路進(jìn)行供電，另外，在一級(jí)電能分配設(shè)備末端安裝自動(dòng)化線(xiàn)路切換設(shè)備，可是部分設(shè)計(jì)對(duì)一級(jí)和二級(jí)電力負(fù)荷運(yùn)用單一電源或者每個(gè)負(fù)荷只有一個(gè)供電電源的回路進(jìn)行供電，開(kāi)端進(jìn)行線(xiàn)路切換，一些設(shè)計(jì)甚至未針對(duì)消防設(shè)備應(yīng)用單獨(dú)電源進(jìn)行供電，盡管通常有備用線(xiàn)路，一旦供電電源發(fā)生超負(fù)荷，電源被迫斷開(kāi)，消防設(shè)備無(wú)法正常工作，導(dǎo)致?lián)p失慘重。

③一些變電站從低壓端進(jìn)行出線(xiàn)，中性線(xiàn)橫截面積25 mm2，地線(xiàn)橫截面積10 mm2，與國(guó)家相關(guān)要求不相符，因此，當(dāng)中性線(xiàn)橫截面積為25 mm2的情況下，地線(xiàn)橫截面要達(dá)到16 mm2。

④當(dāng)中性線(xiàn)的橫截面積和火線(xiàn)沒(méi)有差別，或者低于火線(xiàn)橫截面，依然可以為火線(xiàn)上的用電設(shè)備提供保障，中性線(xiàn)上可免裝保護(hù)裝置，當(dāng)中性線(xiàn)不可為火線(xiàn)上的用電電器提供保障，需要在中性線(xiàn)上安裝保護(hù)裝置，將對(duì)應(yīng)火線(xiàn)切斷，不需切斷中性線(xiàn)。

⑤配變電站通常安裝于第三類(lèi)防雷建筑中，接地設(shè)備應(yīng)同電氣設(shè)備等共同使用，不僅能減少電流由接地裝置流入大地再經(jīng)大地流向另一接地體或向遠(yuǎn)處擴(kuò)散所遇到的電阻，還能節(jié)約材料，可部分配變電設(shè)計(jì)卻分開(kāi)了防雷接地設(shè)備與其它接地設(shè)備。

⑥我國(guó)有關(guān)法律法規(guī)要求，不許生產(chǎn)、營(yíng)銷(xiāo)以及運(yùn)用明文宣布淘汰的產(chǎn)品，否則視為觸犯法律，要負(fù)法律責(zé)任，其中自然包含電氣設(shè)備，許多年以來(lái)，我國(guó)先后明令淘汰的電氣設(shè)備數(shù)以百計(jì)，可是許多明令淘汰電氣設(shè)備在某些地區(qū)依然被使用。

⑦依據(jù)有關(guān)法規(guī)，低電壓保護(hù)設(shè)備要斷開(kāi)發(fā)生短路問(wèn)題的線(xiàn)路，需達(dá)到短路情況發(fā)生后的動(dòng)穩(wěn)定和承受短路時(shí)巨大熱量的能力標(biāo)準(zhǔn)，且要擁有規(guī)定的條件下，能在給定的電壓下接通和分?jǐn)嗟念A(yù)期電流值，可是部分變配電設(shè)計(jì)未進(jìn)行計(jì)算就采用MCB，其通斷能力低于要提供保障線(xiàn)路的電流要求，所以出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，不僅無(wú)法為問(wèn)題線(xiàn)路提供保障，還會(huì)因其通斷能力太低導(dǎo)致MCB發(fā)生爆炸。

⑧配電線(xiàn)路上級(jí)和下級(jí)為電器提供保護(hù)的行為要有針對(duì)性，非關(guān)鍵負(fù)荷的保護(hù)線(xiàn)路能夠無(wú)針對(duì)的進(jìn)行斷開(kāi)，但多數(shù)變配電設(shè)計(jì)，不管負(fù)荷是否關(guān)鍵，上級(jí)和下級(jí)都選擇非針對(duì)性塑料外殼斷路器，使保護(hù)線(xiàn)路的針對(duì)性缺失。

⑨接用火線(xiàn)零線(xiàn)不平衡負(fù)載，變壓器聯(lián)結(jié)組別為Y，ynO，其中規(guī)定相線(xiàn)電流低于低電壓繞組額定電流的1/4，所以很大程度制約了接用的總?cè)萘?，?duì)變壓設(shè)備效果的正常發(fā)揮不利。

2 電氣設(shè)備、元件以及材料的選擇和加裝

①因?yàn)镚G1A高壓配電柜，PGL型低壓配電柜和正常運(yùn)行方式下的母線(xiàn)和后柜為是敞開(kāi)式結(jié)構(gòu)，存在安全隱患，容易導(dǎo)致短路問(wèn)題發(fā)生，所以依據(jù)配電柜行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，以上兩種配電柜均已停產(chǎn)，由其他類(lèi)型配電柜進(jìn)行替代，可部分變配電設(shè)計(jì)依然采用GG1A型和PGL型配電柜。

②PVC電纜正常工作溫度是70 ℃，不可超負(fù)荷工作，通常設(shè)計(jì)使用年限為20 a，PVC電纜燃燒形成有毒氣體，PVC絕緣材料生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染，但XLPE電纜的正常工作溫度雖比PVC高20 ℃，可以超負(fù)荷工作，設(shè)計(jì)使用年限為 40 a，有良好的抗化學(xué)腐蝕能力和防水性能，不含鹵族元素，橫截面積相同的電纜，XLPE的導(dǎo)體能夠連續(xù)承載而不致使其穩(wěn)定溫度超過(guò)規(guī)定值的最大電流，總體規(guī)格可以降低，XLPE電纜的安全可靠與價(jià)格都優(yōu)于PVC電纜，西方國(guó)家選用XLPE電纜所占比已經(jīng)非常高，我國(guó)也在大力提倡XLPE電纜的應(yīng)用，有望漸漸淘汰PVC電纜，可依然許多變配電設(shè)計(jì)采用PVC電纜。

③低電壓出線(xiàn)端的ATSE維持正常和備用電源與關(guān)鍵用電負(fù)荷彼此的關(guān)系，卻極易遭到忽視，一些設(shè)施的ATSE采用電壓AC，電壓DC與一些聯(lián)鎖裝置構(gòu)成，也有采用雙斷路器額外安裝在通過(guò)斷路器或者接觸器的結(jié)構(gòu)部分及連鎖設(shè)備共同構(gòu)成。

④針對(duì)10 kV線(xiàn)路和系統(tǒng)含有銅材料或者鋁材料的銜接部位，設(shè)計(jì)時(shí)候常常忽視該銜接部位，所以銅和鋁相互銜接，導(dǎo)體間呈現(xiàn)的電阻逐步提升，容易造成短路情況，嚴(yán)重時(shí)導(dǎo)致火災(zāi)發(fā)生，因此進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)要盡量提升銜接部位的銅鋁含量。

⑤避雷設(shè)備的放置部位非常關(guān)鍵，若提供保護(hù)的線(xiàn)路變配電設(shè)備的10 kV避雷設(shè)備安置在電線(xiàn)桿上，和需要提供保護(hù)的設(shè)備距離間存在從元器件封裝體內(nèi)向外引出的導(dǎo)線(xiàn)其與避雷設(shè)備流過(guò)放電電流時(shí)保護(hù)器指定端的峰值電壓互相疊加到變壓器，很大程度提高其破壞程度，若避雷設(shè)備安置在變壓器上，僅僅避雷設(shè)備流過(guò)放電電流時(shí)保護(hù)器指定端的峰值電壓施加于變壓器，變壓器的沖擊耐壓能力高于避雷設(shè)備流過(guò)放電電流時(shí)保護(hù)器指定端的峰值電壓，變壓器就不會(huì)受到損害。

⑥低壓無(wú)功補(bǔ)償控制器依據(jù)用戶(hù)用電情況和電力網(wǎng)工作的參變量，自動(dòng)控制移相電容器的容量，實(shí)現(xiàn)科學(xué)補(bǔ)償與降低耗電量的標(biāo)準(zhǔn)，為提升控制器的技術(shù)水平與安全系數(shù)，需依據(jù)設(shè)備用電現(xiàn)狀，進(jìn)行靜態(tài)或動(dòng)態(tài)無(wú)功功率補(bǔ)償，防止對(duì)電力網(wǎng)產(chǎn)生影響，實(shí)現(xiàn)高效的用電標(biāo)準(zhǔn)。

3 結(jié) 語(yǔ)

變配電設(shè)計(jì)作為用戶(hù)端供配電的關(guān)鍵系統(tǒng)，進(jìn)行變配電設(shè)計(jì)過(guò)程中，安全性和穩(wěn)定性是必須重視的方面，在實(shí)現(xiàn)安全性達(dá)標(biāo)的前提因素下，細(xì)致優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，確保其科學(xué)合理且節(jié)約資金，是設(shè)計(jì)工作者和電力公司目前共同努力的方向，力求為我國(guó)電力行業(yè)的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展提供助力.

參考文獻(xiàn)：

[1] 魏浩，王芳.工廠(chǎng)10 kV變配電所設(shè)計(jì)的常見(jiàn)問(wèn)題及對(duì)策探究[J].科 技資訊，2013，（24）.

[2] 薛麗娟.工廠(chǎng)10 kV變配電所的設(shè)計(jì)問(wèn)題分析和對(duì)策分析[J].科技創(chuàng) 新導(dǎo)報(bào)，2014，（24）.

[3] 羅吉來(lái).10 kV變配電室設(shè)備安裝及質(zhì)量控制[J].企業(yè)技術(shù)開(kāi)發(fā)，

2013，（14）.