淺談10kV變配電設(shè)計(jì)

丁衛(wèi)儀

摘要：本文論述應(yīng)用現(xiàn)代電氣技術(shù)，按照規(guī)定合理選擇設(shè)備、保護(hù)電器、電線電纜，以達(dá)到安全用電和節(jié)約能源的目的。巧用AutoCAD軟件，配合Google Earth、Excel、Word2000等軟件進(jìn)行繪圖設(shè)計(jì)，以達(dá)到準(zhǔn)確、高效設(shè)計(jì)目的。

關(guān)鍵詞：高壓配電柜；變壓器；低壓配電柜；電線電纜；繼電保護(hù)；Google Earth；Excel AutoCAD

一、主接線方式

主接線是變配電所電氣設(shè)計(jì)的首要部分，主結(jié)線的確定對(duì)變電所電氣設(shè)備的選擇、配電裝置的布置以及供電的可靠和經(jīng)濟(jì)性有很密切的關(guān)系。對(duì)所選用的主結(jié)線，必須滿足下列要求：

1、可靠性，要盡量減少計(jì)劃外停電時(shí)間，盡量縮小事故后的影響范圍。

2、靈活性，主接線應(yīng)力求簡(jiǎn)單，滿足在調(diào)度，檢修及擴(kuò)建市的靈活性。

3、安全性，保證在一切操作切換時(shí)工作人員和設(shè)備的安全，以及能在安全條件下進(jìn)行維護(hù)檢修工作。

4、經(jīng)濟(jì)性，應(yīng)使主接線的初投資和年運(yùn)行費(fèi)用達(dá)到經(jīng)濟(jì)合理。

二、主接線的主要電氣設(shè)備選擇

（一）高壓配電柜

高壓開(kāi)關(guān)柜屬于成套配電裝置，它是由制造廠按一定的接線方式將同一回路的開(kāi)關(guān)電器母線、測(cè)量?jī)x表、保護(hù)電器和輔助設(shè)備等都裝配在封閉的或不封閉的金屬柜中，成套供應(yīng)用戶(hù)。

用戶(hù)報(bào)裝容量單臺(tái)大于800kVA的高壓開(kāi)關(guān)柜一般都選擇KYN型交流金屬鎧裝移開(kāi)式開(kāi)關(guān)柜，其優(yōu)點(diǎn)是柜中的高壓斷路器等主要設(shè)備是裝在可以拉出、推進(jìn)的手車(chē)上，它可以大大減少停電維修的時(shí)間，從而提高了供電的可靠性。采用少油斷路器作為高壓開(kāi)關(guān)柜的主要開(kāi)關(guān)電器。少油斷路器是一種帶有滅弧裝置的開(kāi)關(guān)電器，在正常工作時(shí)用來(lái)接通負(fù)荷電流，電路發(fā)生短路時(shí)用來(lái)切斷巨大的短路電流。由于采用抽屜式高壓開(kāi)關(guān)柜，不需要再裝設(shè)隔離開(kāi)關(guān)。當(dāng)斷路器故障需停電維修時(shí)，拉出需檢修的手車(chē)，推入同類(lèi)型備用手車(chē)即可恢復(fù)供電，既方便又安全。

用戶(hù)報(bào)裝容量單臺(tái)小于800kVA的高壓開(kāi)關(guān)柜一般都選擇HXGN型高壓負(fù)荷開(kāi)關(guān)柜，這種開(kāi)關(guān)柜的最大特點(diǎn)是壓氣式開(kāi)關(guān)，性能優(yōu)越，具有可靠防誤操作措施，體積小，重量輕，操作簡(jiǎn)單，操作力小，使用安全，維護(hù)方便，質(zhì)量穩(wěn)定可靠占地面積小，可靠墻安裝。

（二）變壓器

1、變壓器推薦選用D，yn11結(jié)線變壓器，在TN系統(tǒng)中采用D，yn11結(jié)線組別的變壓器已很普遍。在GB50052-95《供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》中第6.0.7條規(guī)定：“在TN及TT系統(tǒng)接地型式的低壓電網(wǎng)中，宜選用D，yn11結(jié)線組別的三相變壓器作為配電變壓器”。D，yn11與Y，ynO結(jié)線變壓器相比具有以下優(yōu)點(diǎn)：

（1）有利于抑制高次諧波電流。三次及以上高次諧波激磁電流在原邊接成△形條件下，可在原邊形成環(huán)流，有利于抑制高次諧波電流，保證供電波形的質(zhì)量。

（2）有利于單位相接地短路故障的切除。因D，yn11結(jié)線比Y，ynO結(jié)線的零序阻抗小得多，使變壓器配電系統(tǒng)的單相短路電流擴(kuò)大3倍以上，故有利于單相接地短路故障的切除。

2、對(duì)變壓器的保護(hù)有過(guò)負(fù)荷保護(hù)、定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)、電流速斷保護(hù)、瓦斯保護(hù)、速斷保護(hù)等。變壓器過(guò)負(fù)荷保護(hù)是反應(yīng)變壓器正常運(yùn)行時(shí)的過(guò)載情況，一般僅僅動(dòng)作于延時(shí)報(bào)警信號(hào)。變壓器的過(guò)負(fù)荷電流多為三相對(duì)稱(chēng)，因此過(guò)負(fù)荷保護(hù)只需要在一相上安裝一個(gè)電流繼電器。過(guò)電流保護(hù)其保護(hù)原理與線路過(guò)電流保護(hù)完全相同。變壓器速斷保護(hù)其基本原理與線路速斷保護(hù)的原理基本一致，只是速斷保護(hù)動(dòng)作后，無(wú)延時(shí)的斷開(kāi)變壓器兩側(cè)的短路器。瓦斯保護(hù)的原理是當(dāng)變壓器內(nèi)部輕微故障時(shí)，瓦斯繼電器KG的上接點(diǎn)閉合，作用于報(bào)警信號(hào)。當(dāng)變壓器內(nèi)部發(fā)生嚴(yán)重故障時(shí)，KG的下接點(diǎn)閉合，通常是經(jīng)過(guò)中間繼電器KM作用于跳閘，同時(shí)發(fā)重瓦斯信號(hào)。

（三）低壓配電柜

低壓配電設(shè)計(jì)所選用的電器的額定電壓應(yīng)與所在回路標(biāo)稱(chēng)電壓相適應(yīng)；額定電流不應(yīng)小于所在回路的計(jì)算電流（ 為計(jì)算負(fù)荷、 為計(jì)算電流、 為額定電壓）、額定頻率應(yīng)與所在回路的頻率相適應(yīng)；電器應(yīng)適應(yīng)應(yīng)所在場(chǎng)所的環(huán)境條件，滿足短路條件下的動(dòng)穩(wěn)定與熱穩(wěn)定的要求以及通斷能力，所以在配電設(shè)計(jì)中，應(yīng)進(jìn)行校驗(yàn)，重點(diǎn)是當(dāng)配電變壓器容量較大，而安裝在靠近變壓器的保護(hù)電器容量又較小時(shí)，更應(yīng)作計(jì)算和校驗(yàn)。

（四）互感器

為使測(cè)量?jī)x表和繼電器標(biāo)準(zhǔn)化，使測(cè)量?jī)x表和繼電器與高壓系統(tǒng)隔離，降低儀表和繼電器的絕緣水平，簡(jiǎn)化儀表構(gòu)造同時(shí)保證工作人員安全。另外，避免短路電流直接流過(guò)測(cè)量?jī)x表及繼電器線圈，因此，高壓進(jìn)線柜、計(jì)費(fèi)柜、出線柜以及低壓配電柜均采用電流互感器。計(jì)費(fèi)柜含電壓互感器及電流互感器，可以同時(shí)對(duì)電壓和電流計(jì)量，所用儀表由供電局決定。

（五）繼電保護(hù)裝置

1、繼電保護(hù)裝置應(yīng)滿足可靠性、選擇性、靈敏性和速動(dòng)性的要求：這四“性”之間緊密聯(lián)系，既矛盾又統(tǒng)一。

（1）可靠性是指保護(hù)該動(dòng)體時(shí)應(yīng)可靠動(dòng)作。不該動(dòng)作時(shí)應(yīng)可靠不動(dòng)作。可靠性是對(duì)繼電保護(hù)裝置性能的最根本的要求。

（2）選擇性是指首先由故障設(shè)備或線路本身的保護(hù)切除故障，當(dāng)故障設(shè)備或線路本身的保護(hù)或斷路器拒動(dòng)時(shí)，才允許由相鄰設(shè)備保護(hù)、線路保護(hù)或斷路器失靈保護(hù)切除故障。

（3）靈敏性是指在設(shè)備或線路的被保護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生金屬性短路時(shí)，保護(hù)裝置應(yīng)具有必要的靈敏系數(shù)，各類(lèi)保護(hù)的最小靈敏系數(shù)在規(guī)程中有具體規(guī)定。選擇性和靈敏性的要求，通過(guò)繼電保護(hù)的整定實(shí)現(xiàn)。

三、利用一切電腦軟件加快設(shè)計(jì)進(jìn)度和設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確度

1、利用AutoCAD、Word2000來(lái)實(shí)現(xiàn)圖文混排

在處理過(guò)程中，有幾點(diǎn)技巧需要注意：

（1）改變AutoCAD繪圖窗口的背景色為白色。

（2）注意圖層顏色的控制，將各圖層的顏色變成黑色（白色背景下），以獲得黑白圖形。

（3）盡可能地增大窗口尺寸，在利用Windows剪貼板前，在AutoCAD環(huán)境中，應(yīng)盡可能地增大窗口尺寸，可通過(guò)關(guān)閉一些工具條，壓縮命令行占有行數(shù)或設(shè)置更高的圖形顯示模式來(lái)增加窗口的大小，同時(shí)讓繪制的圖形盡量充滿整個(gè)繪圖窗口。

2、利用AutoCAD、Excel來(lái)快速統(tǒng)計(jì)工程材料數(shù)據(jù)

我們?cè)谶M(jìn)行10kV配網(wǎng)改造工程設(shè)計(jì)時(shí)，由于電網(wǎng)建設(shè)與改造涉及的臺(tái)區(qū)多，線路復(fù)雜，工程圖紙層出不窮，各種的工程數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)復(fù)雜，特別是低壓線路，線徑不一，長(zhǎng)度不同、導(dǎo)線長(zhǎng)度標(biāo)注繁多，往往在手工統(tǒng)計(jì)的過(guò)程中容易出現(xiàn)錯(cuò)漏而造成工程數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確。如果將工程數(shù)據(jù)從AutoCAD工程圖紙導(dǎo)出到Excel電子表格來(lái)，既能快速又能準(zhǔn)確統(tǒng)計(jì)，節(jié)省大量的精力和人力。

在AutoCAD下定義各種工程數(shù)據(jù)塊，并定義各種數(shù)據(jù)塊的塊屬性，并將工程數(shù)據(jù)塊與塊屬性結(jié)合起來(lái)。將數(shù)據(jù)從AutoCAD導(dǎo)出到Excel電子表格中后，利用IF、VALUE、SUM等函數(shù)制成電子模板，將導(dǎo)出文件復(fù)制或剪切到已有的電子模板中，就能迅速統(tǒng)計(jì)出電桿桿號(hào)、桿型、導(dǎo)線、線徑、線路長(zhǎng)度等各種工程數(shù)據(jù)，并可快速生成線路桿塔表、主材材料使用表。因此，工程圖紙完成后，各種的工程數(shù)據(jù)也能自動(dòng)生成了。

結(jié)語(yǔ)：10kV變配電所作為為用戶(hù)提供電力的中心環(huán)節(jié)，充分的保證其設(shè)計(jì)合理性對(duì)于保證正常供電、經(jīng)濟(jì)性、安全性具有重要意義。

參考文獻(xiàn)：

1.《供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50052-95

2.《低壓配電設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50054-95

3.《低壓開(kāi)關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備 低壓斷路器》 GB 14048.2—2001

4.《電力裝置的繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置設(shè)計(jì)規(guī)范》 GB 50062—92