淺析10kV變配電所主要一次、二次電氣設備的選擇

楊 浩

煤炭工業合肥設計研究院電廠所，安徽 合肥 230041

1 電氣設備選擇的原則

10kV變配電所是工礦企業內部供配電系統重要組成部分，它即包含了將一路或兩路10 kV電源分配成多路10kV電源并經線路送至其他用電點，也包含10/0.4kV變電配電部分。

10kV變配電所設計的一個重要環節是一次、二次電氣設備的選擇，其原則是應便于安裝維修，能滿足在當地環境下正常運行、能滿足短路和過電壓等狀態的要求，滿足《10kV及以下變電所設計規范(GB50053-94)》等規范的要求,并遵循以下幾項原則。

1）按正常工作條件選擇額定電壓和額定電流；

2）按短路情況來校驗電器設備的動穩定和熱穩定；

3）按裝置地點的三相短路容量來校驗高壓斷路器的遮斷容量。

2 高壓開關柜的選擇

10kV變配電所幾乎都選用成套開關柜，高壓開關柜按結構可分為固定式、移開式。固定式開關柜中主要有KGN和XGN系列；移開式開關柜主要有JYN和KYN系列。

移開式或手車式柜的代號用大寫字母Y表示：柜內的主要電器元件是安裝在可抽出的手車上的，手車柜有很好的互換性，可以大大提高供電的可靠性。鎧裝式手車柜的特點是柜型采用積木式結構，開關柜由手車室、母線室、電纜室、繼電儀表室四部分組成。這種柜型具有檢修方便、安全，供電可靠性高等優點，并且能滿足高壓開關柜應具有的“五防”功能要求。

固定式柜用大寫字母G表示：柜內所有的電器元件均為固定式安裝的，固定式開關柜比較簡單經濟。其特點是隔室數目少于鎧裝型和間隔型，板的防護等級達不到規定的要求，結構簡單，代表產品是XGN系列等。

綜合各種柜的特點及運行中的情況，筆者認為，10kV變配電所推薦使用移開式、鎧裝型柜。

3 電力變壓器選擇

電力變壓器的選擇應根據用電負荷特點、經濟運行條件、節能和降低工程造價等因素綜合而定。

變壓器分為油浸式和干式兩大類。油浸式變壓器的主要產品是S7，SL7，SF7，SZL7，S9系列等。S9系列變壓器與S7系列相比，空載損耗降低8%左右，負載損耗降低25%左右。而S11系列變壓器是在S9系列的基礎上改進結構設計，選用超薄型硅鋼片，空載損耗進一步降低，目前S11系列變壓器的空載損耗比S9系列降低了30%，但投資相對比較高。

干式變壓器的主要產品是SC系列，這種變壓器具有難燃、防塵、耐潮、局部放電小和抗震性能好等優點。干式變壓器主要分為浸漬式干式變壓器和樹脂干式變壓器兩大類。

浸漬式干式變壓器多用于水電站、高層建筑，防火性好。變壓器絕緣分為B、F、H、C級。這種變壓器受環境的影響比樹脂式干式變壓器大，外型及重量也大，在國內外產量均趨于減少。

樹脂式干式變壓器設計和澆注工藝科學合理，線圈被環氧樹脂包封，具有難燃、防火、防爆、免維護、無污染、體積小等優點，可直接安裝在負荷中心。樹脂式干式變壓器局部放電量更小，噪聲低，散熱能力強，在強迫風冷條件下可以在125%額定負載下長期運行。

正常環境下應優先采用S9、S11等系列低損耗變壓器，如果周圍環境惡劣，應選用具有防塵、防腐蝕性能的全密閉電力變壓器BS7及BS9型。對于高層建筑、地下鐵道、隧道、機場等消防要求高的場所，宜選用干式電力變壓器SC及SCB等。

4 高壓斷路器選擇

斷路器分油、真空、SF6斷路器，少油斷路器具有體積小，性能較好和開斷電流較大等優點，且價格便宜，但檢修維護工作量大，不能頻繁操作，適用于不重要的變配電所或操作不頻繁的回路。

真空斷路器的主要特點是：觸頭開距短，體積小，重量輕，操作功小，動作快，能防火防爆；燃弧時間短（一般只需半個周波），且與開斷電流大小無關；熄弧后觸頭間隙介質恢復速度快，使用壽命長，操作噪音小，可頻繁操作且不用維修等。

目前新產品永磁高壓真空斷路器是一種采用永磁操動機構的真空斷路器。永磁操動機構（簡稱“永磁機構”），它采用永磁保持，電子控制。與傳統的斷路器操動機構相比，永磁機構采用了一種全新的工作原理和結構，工作時主要運動部件只有一個，無需機械脫、鎖扣裝置，故障源少，具有較高的可靠性，機械壽命可達10萬次。永磁真空斷路器的缺點是價格較高。

SF 6 斷路器具有如下優點：開斷能力強，斷口電壓做得較高，允許連續開斷次數較多，適用于頻繁操作，噪音小，無火災危險，機電磨損小等，是一種性能優異的"無維修"斷路器。

一般大型變配電所或頻繁操作并且故障較多的回路宜采用真空斷路器和SF6斷路器。

5 繼電保護二次設備選擇

變配電所繼電保護方式可分為：電磁式保護、晶體管式保護和微機式保護方式。晶體管式保護目前已經淘汰。電磁式繼電保護過去一直是供電系統的主要保護方式，它的主要特點是性能較穩定、可靠、價格便宜，缺點是占地面積大且智能化程度較低，不便于上一級部門的集中控制、調度。

微機式保護是一種數字式保護方式，它可以完成變配電所的自動控制和保護，具有監測、控制、保護、記錄、RTU遠動終端等功能，有相應的軟件平臺，能夠很方便的組成系統以發揮數字保護的通訊優勢，達到遠方的監控。

微機保護系統在新建變配電所中已經廣泛推廣使用。

[1]中國航空工業規劃設計研究院，等.工業與民用配電設計手冊.中國電力出版社.3版，2005-2-1.

[2]電力工業部西北電力設計院.電力工程電氣設備手冊（電氣一次部分）.中國電力出版社，1998-10-1.

[3]劉介才.工廠供電.機械工業出版社.4版，2004-8-1.

[4]謝毓城.電力變壓器手冊.機械工業出版社，2003，2.