10kV變配電設計中存在的問題

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摘要：本文主要對10kV變配電設計中存在問題進行探討，為做好10kV供配電的設計及施工管理，現筆者把在施工管理過程中一些較為常見的10kV變配電設計問題整理出來，進行了簡要的分析，并提出一些建議。

關鍵詞：10kV變配電；配電設計；存在問題

引言：

10kV供配電設計，是工程建設中一項普通又重要的工作內容，其技術性和規范性都很強，很多方面都涉及到國家強制性條文。10kV變配電系統的設計量大、面積廣，技術上看上去不是很復雜，可實際上對電氣設計人員的要求非常高。要想做好10kV供配電設計，不但需要執行國家現行的相關規程和規范，又要符合當地供電部門的實際要求，不然會出現各種問題。如果設計沒有考慮周全，除了會影響到設計質量外，對施工質量、工程進度、乃至竣工移交后的物業管理都會帶來很大的影響。

一、主要影響10kV配電網安全運行的因素

（1）10kV配電網的過電壓。在電網中運行，電氣設備必然會承受內部過電壓、工頻電壓以及大氣過電壓的作用，尤其是惡劣的環境條件，早期建設的設施爬距不夠，大大影響到了電網的安全運行。弧光接地過電壓是一種很高的過電壓。當電網電容電流高于一定值的時候，如果沒有采取相關措施，接地電弧很難熄滅，這樣會激發起弧光接地過電壓，其幅值超過4倍相電壓，這樣必然會對電網的安全運行形成非常大的威脅。在一部分早期建設的10kV配網中，絕緣靠一個針式瓷瓶，這是電網中絕緣等級比較低的環節，它無法承受直擊雷，感應過電壓也會造成閃絡。

（2）在運行10kV配電網的閃路中，由于設備的絕緣長期承受著工作電壓，當絕緣件表面積污的時候，只要表面污物達到相對的含鹽量，遭到潮濕的情況后會很容易造成閃絡。此外，積污還會大幅度的降低絕緣的沖擊性能，在內過電壓與雷電沖擊的沖擊下，很可能會造成閃絡。污閃有時發生在一相，也可能多相發生，還可能多處同時發生。當出現污閃后，容易引起單相接地，此時其余兩相電壓將升高，穩態時為相電壓的3倍，暫態時情況下可達成2.5倍相電壓。在一般情況下，非故障相電壓幅值升高不會造成對絕緣的威脅，如果運行環境條件惡劣的話，絕緣件耐受電壓下降，在中性點不接地系統非故障相電壓副值升高允許運行的兩小時內，有可能再出現閃絡點。其次，因為污穢使絕緣的沖擊特性下降低成本30%至40%，使單相接地出現零序電壓。如果變電所內互感器特性較差，是會激發鐵磁諧振，過電壓倍數比較高，還會導致發生相絕緣閃絡擊穿，從而觸發兩相接地短路。

二、10kV供配電設計中的常見問題

1. 10kV供電電源不明確就進行10kV供配電的設計

這主要影響的是電房的數量以及平面布置。比如住宅的用電，需要確認10kV供電電源之后，才進行相應的供配電設計，這樣電房的布置才具有準確性。由于電源點不明確，建設單位和電氣設計師無法知道供電部門在擬建的住宅樓內有沒有設置開關房，設置的電房是公變房還是綜合房。不然，將會造成施工一些沒必要的返工，比如，曾經有一所住宅施工建設，原先設計是公變房，可是建設單位在完成電房施工后才進行用電報裝，結果，供電部門要求設置綜合房，因為電房要加寬，所以導致需要推倒已完工的墻體重新重做。

2.電費計量表計的不合理設置

不合理的因素包括有：設置位置不對、漏設、多設等等。一般電表的設置分為兩類：①對供電部門的計費表；②物業管理用的內部計費表。而表計存在不合理設置的地方，一般出現在對供電部門的計費表，主要體現在住宅類的用電和有復合用電性質的綜合樓明顯一點。如住宅類，對于供電部門而言，一般只有一戶一表住戶用電、生活水泵用電、電梯用電、梯燈還有公共照明的用電根據住宅電價進行收費，剩下的用電就按照非普工業收費；又例如一棟綜合樓，即有塔樓的辦公樓層又有群樓的商業樓層，如果辦公性質的用電負荷比較大，則總電表就得按照辦公性質的用電而去安排報裝，然后另外再報裝商業性質用電的子表，不然，整座大樓都根據商業性質收取電費的話，辦公的用戶就會無法承受。還有就是物業內部計費的分表，建設單位與物業管理的公司，需要在設計施工圖的時候就提出相關的需求，例如較大房間的分表、樓層分表、營業性的用房分表等等，避免在竣工后還要增設。

3. 關于電纜的選型

（1）電纜的選型：VV型聚氯乙烯電纜以及YJV型交聯聚乙烯電纜，都是工程建設里兩種比較普遍選用的電纜。YJV型交聯電纜相比較于VV型電纜，雖然價格有點貴，可是其具有壽命長（YJV型電纜壽命可長達40年，而VV型電纜僅為20年）、重量輕、外徑小、載流量大等突出的優點，所以，在工程設計中，建議盡量選用YJV型交聯聚乙烯電纜，而對于VV型聚氯乙烯電纜可以逐步淘汰掉。

（2）電纜其它特殊要求：通常電纜采用ZR阻燃型，消防類電纜采用NH耐火型，可是耐火型的電纜最好不要采用礦物絕緣的電纜，因為礦物絕緣電纜施工困難、電纜造價又高、其絕緣易受到破壞等缺點。

4. 設備的布置

在布置設備的方面也有設計問題的存在，有以下幾點：

（1）高、低壓配電系統圖和平面圖不一樣。它的表現形式有梁種：①系統圖和平面圖中的屏、柜的排列順序相反。②平面圖上的雙排面對面布置的配電屏間有母線橋，而且沒有在系統圖中畫出，或反之。

（2）低壓配電屏的屏前、屏后通道寬度沒有符合相關的要求與規范。比如屏后有時候僅僅距墻700mm，抽屜式低壓屏雙排面對面布置時只有距離1800mm，因此，需要規范要求屏距墻后1000mm，抽屜式低壓屏雙排面對面布置時距離2300mm。

三、設計中常見問題分析

1.主接線沒有達到要求

主接線不符合電力部門的計量以及對功率因數補償的相關要求，主要是沒有和電力部門溝通好。有部分設計人員對電力部門的產權分界點的劃分并沒有很明確，有部分不了解電力部門對功率因數沒有達到要求要實行罰款的規定，還有部分不清楚確保電源高可靠性要收取費用，盲目的把負荷等級降低、提高，都是導致設計的不合理或概算不準確的因素。

2. 平面布置不合理

在一些設計文件當中，變電所的出入口不符合要求，或者設備的通道沒有達到規范要求。當變配電設備采用干式時，能夠與主體建筑放在一起，而且門要采取防火門。當建筑長度高于7m 的時候，出入口需要設置2個，而且其中一個出入口還要符合搬運設備的要求。當長度高于60m時，需要在中間增設出口。如果是位于高層建筑內時，還要重視設置自動報警的裝置以及自動滅火的氣體裝置。如果本身設備的長度就超過6米時，背后要有兩個通道；當長度超過15m 時，中間還要增加通道。在進行布置的時候，要盡可能考慮采取直線形，最好不要采用U形或者L形，未免增加中間的接頭。

3.進線電纜和變壓器容最的選擇不合理

有部分設計人員把100至1000kV·A 的變壓器的高壓側統一采用YJV- 8.7/15kV- 3×50 的電纜，從載流量上來看是夠，可是從熱穩定上來看，可能就不滿足要求了。以上述630kV·A 的高壓側為例，C取137，假設切除故障時間為1s，則：

所以，變壓器高壓側至少要采用70×3 的電纜。當選用兩臺變壓器時，選擇變壓器以及電纜的時候要考慮100%一、二級負荷的容量，往往這些會被一些設計人員忽略掉。

4. 電網的安全性無法得到保障

某單位擬采用如以下圖所示的高壓配電方式。

圖：環網柜接地鎖

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