试述10kV变电所供配电系统的设计要点

试述 10kV变电所供配电系统的设计要点

纪殿坤

国网吉林省电力有限公司长春供电公司 吉林 130001

摘要：随着经济的快速发展，我国电力行业迅速发展起来，并迈上新的台阶，并成了社会主义发展不可缺少的重要资源，同时加快了电力行业建设。10kV变电所是电力系统中的重要场所，对人们提供稳定的电能资源。而供配电系统设计的变电所的重要工作，能够促进系统的高效建设，成了企业发展需研究的重点。基于此，文章对配电系统设计作了探究，以供相关人员进行参考。

关键词：10kV变电所；供配电系统；设计要点

10kV配电网在电力系统中发挥着重要的作用，10kV变电所则是其中的核心部分，承担着极为关键的供配电任务，是决定电网整体安全性能、稳定性能以及经济性能的重要因素。由于历史条件的限制，目前运行的许多10kV变电站普遍存在着供电质量低、经济性差、占地面积大、噪声污染强、抗干扰能力弱等问题，尤其是一些化工园区、沿海地区，变电站设备污闪的现象十分常见[1]。通过优化10kV变电所供配电系统的设计，把握好设计中的一些关键点，可以很大程度上避免类似的事故发生。

1系统设计的总体要求

10kV变电所供配电系统的安全性、稳定性和经济性受到许多因素的影响，例如应用场景、技术条件、工作环境、运行参数等，很难做到十全十美。但通过掌握设计过程中的一些关键环节，可以从源头上提高10kV变电所供配电系统的综合性能。笔者认为，在优化设计的过程中，应着重考虑控制投资成本、降低运行和维护开销、减少元器件数量、优化系统布局、提高系统的抗干扰能力，同时还要做好继电保护措施和防雷措施，保障人员和设备的安全。总结起来，就是要实现资源利用的最大化，尽量做到接线清晰、布局科学、接地可靠、远程可控、维护方便，不断朝着自动化、智能化、标准化的方向前进。

2系统设计的要点分析

2.1简化主接线方式

在过去，由于电力系统一、二次设备制造技术的限制，为了保障系统的稳定性和可靠性，大部分变电站的主接线都相对比较复杂[2]。随着电力电子技术和制造加工技术的进步，各种电力设备的质量都有了质的提升，设备层面的故障率有了明显的下降，这为变电站主接线方式的简化提供了重要的基础。因此，在10kV变电所供配电系统的设计中应考虑采用简化的主接线方案。目前我国低压供配电系统广泛采用单母线接线或分段母线的接线方案。单母线接线十分简洁，只需要提供一组母线即可为所有的回路提供进出线，操作十分简单、所需设备数量较少、成本较低、可扩展性好。但该方案供电可靠性和可调试性相对较差，短路故障时伴随大电流。单母线分段接线通过引入隔离开关和断路器将单母线分成多个相对独立的线段，通过牺牲硬件成本来提高供电的可靠性和灵活性，适用于中、小型变电站。因此，对于进出线少、无重要负荷的应用场合可优先考虑采用普通母线接线方案。

2.2选用高性能电气设备

电气设备是电力系统的最小单元，是电能传输和变换的载体，其性能是否良好对电力系统有着直接的影响。随着技术的进步，电气设备综合性能有了很大的提高，各生产厂家更加注重环保与高效，采用油绝缘的设备已不多见，取而代之的是绝缘性好、电负性高的六氟化硫气体。对于10kV变电所供配电系统而言，当前以六氟化硫为介质的气体绝缘组合电器已经能够满足要求，成本也在逐步下降。因此，对于新建变电所或原有变电所更换设备的情况，应优先采用气体绝缘组合电器。电气设备的选型应遵循以下几条基本原则：在容量满足当前需求的情况下适当预留一定余量、根据当地自然环境对设备进行适当检验、经济条件允许的条件下尽量采用新型设备、导体不得混合使用、新设备接入前做好充分的测试工作。总而言之，就是要综合考虑设备容量、用电负荷、地理环境、出线回路、电压等级等因素，在成本可控的前提下实现资源的最优化配置。

2.3综合自动化

电力行业不断发展过程中，系统的运行维护主要依靠的是人工，随着控制技术及其物联网技术的发展与应用，行业管理面临着新的发展机遇。在电力系统中，物联网技术得到广泛应用，使当前管理系统现状得到改善。在电力系统中，每一个重要节点要布设传感器，对重要进行动态化的采集与探究，能够快速了解电网的实际运行情况。对于那些较为常见的电网故障来说，系统能够自动完成处理，并恢复供电，同时对故障点进行隔离。所以说，新建10kV变电所的时候，要引进变电站综合自动化系统，旧的变电所也能够进行改造升级，并将综合自动化体系纳入其中，从而有效降低了电网维护的成本、提高了供电的质量与效率，是电力系统不断发展的主要趋势。变电站综合自动化系统应用过程中，往往包含三种类型：一是实时采集电压、电流数据，同时与上级调度中心相连的RTU系统，二是完成数据采集与大数据分析的PC采集系统，三是具有特殊保护装置的MODBUS-PLUS系统。10kV变电所在应用过程中，可以结合具体情况进行选择。

3 10kV供配电系统设计的有效方法

3.1建立完善的供配电维护抢修制度

通常情况下，供配电系统使用年限较长，因此这就需要在设计供配电系统时，要保障其质量达到使用年限的标准。在供配电系统施工过程中，需要对各类电缆的铺设路径进行详细的标记，同时还应设置安全标识，加强完工之后的验收工作力度。如果电力供配电系统出现故障进行维护抢修时，需要详细考虑是否要更换抢修设备。在对工井和排管进行设计时，不仅需要保障使用性，而且还应将今后的改造和维修等情况考虑在内;而对于供配电系统的地下排管、电缆铺设等进行设计时，应严格遵循当地城市规划，进行科学合理的设计。

3.2配电设备依据相关规范执行

配电变压器安装容量需在严格按照相关规范中的负荷配置系数进行安装，以确保配电变压器容量的科学性，进而对供电半径实现有效控制。具体来看：一是对整个建筑物面积及其位置深入进行调查，从而了解计算精确的用电负荷量及其负荷级别；二是建立完善的供电方案，结合各地实际，对区域及其规模合理进行划分；三是确保配电设备质量，为配电设备安全运行提供有力保障。对于安装在户外的设备来说，为了避免安全事故，可采用绝缘封闭的材料。

3.3建立健全的供配电系统监测制度

为保障能够长期进行负荷分析和检测，快速掌握配电变压器的负载情况和异常现象，需要建立健全的供配电系统检测体系，可以安装配电变压器的实时监测设备。为保障配电系统安全稳定运转，需要积极引用电力监控系统，从而对供配电的硬件系统进行监控。为减少不必要的成本支出和电缆的使用，可以使用总线方式对建筑物负荷量进行考查和分析，合理设计建筑物的开光量、动力的电流模拟量、照明和空调等，保障每层空调和每层照明配电箱之间的互投性。如果一条封闭进线亦或者母线发生故障问题，需要使用另一根封闭母线代替损坏的封闭母线。建立完善的供配电系统监测制度，可以在一定程度上减轻物业的工作负担，而且还可以保障配电系统的安全稳定运作，使得可以更好的服务于居民，又能够达到节能的目的。

3结语

10kV变电所作为电力系统的中枢，在设计过程中应科学设计、把握要点、实现资源最优化配置。利用互联网技术实现电力系统的综合自动化，已成为电网发展的必然趋势。不难预见，未来的变电所将朝着智能化、标准化、小型化的方向发展。

参考文献

[1]唐茂钦.浅谈电气系统设计优化与电气设备应用选择[J].中国设备工程,2019(17):142.

[2]林安祺.大型超高层住宅小区供配电设计[J].现代建筑电气,2019(8):16.

[3]韩佳蓉.工程供配电的优化设计要点探讨[J].通信电源技术,2019(6):140-141