10kV配電工程設計

武帥

（重慶萬州區電力設計事務所 重慶萬州 404000）

10kV配電工程設計

武帥

（重慶萬州區電力設計事務所 重慶萬州 404000）

10kV配電工程越來越多，其設計研究也越來越深、越來越廣，更是成為了我國現階段電網改革的主要內容所在，基于此，本文主要對10kV配電工程設計的基本要點進行了分析，并分別闡述了10kV配電工程設計的具體應用，以期為相關人員提供參考。

10kV；配電工程；設計

1 引言

10kV配電工程作為我國電網建設中非常重要的一個組成部分，其對供電企業以及用戶用電的安全性、穩定性有著重要的影響。為了提高供電可靠性和安全性，則需要不斷提高配電工程的設計質量和施工質量，提升客戶對于配電工程的滿意度，因此，加強對10kV配電工程的設計有著十分重要的意義。

2 10kV配電工程設計要點

2.1 10kV開關站設計

設計10kV配電工程時，要注重防火、通風、防洪、防潮、防毒以及防噪等各項要求，可參照《35～220kV城市地下變電站設計規定》（DL/ T5216-2005）的有關設計要求進行設計，一般將開關站的設計分為兩類，分別如下所述：

（1）進行繼電保護裝置的10kV開關站電氣主接線的配置時，可以使用單母線分段接線的方式，2回進線，4-12回出線。設備短路電流水平：16kA、20kA、25kA或31.5kA。選擇主設備時，則使用真空或者SF6斷路器（或負荷開關）。對于電氣二次部分，則選用微機型進行保護，設計時按照無人值班的狀態進行設計，予留配網自動化接口。二次電源則使用交流220V或直流220V（110V），直流系統電源則要做到滿足全站2h事故停電的要求。

（2）10kV開關站中未設置繼電保護裝置的，電氣主接線則使用單母線或者單母線分段進行接線。設備短路電流水平：16kA、20kA或25kA。選擇主設備時，則主要使用負荷開關或者熔斷器組合設備。

2.2 10kV配電站設計

設計10kV配電站時，主要選用低損耗節能性變壓器，且單臺容量適合低于630kVA；對于負荷密度較大的地區，單臺容量不宜超過1000kVA。設計變壓器的土建設施時要根據最終容量進行設計。電氣接線則主要采用10kV單母線、單母線分段或線路變壓器組接線方式，380/ 220V使用的單母線或者單母線分段的接線方式進行。

2.3 10kV柱上式變壓器設計

10kV變壓器包含的有三種主要變壓器，分別是：①10kV柱上變壓器；②10kV屋頂變壓器；③10kV落地變壓器。10kV配電變壓器采用的為低損耗的變壓器，據有關規定以及運行的經驗選擇的配置為無功補償裝置。對于10kV柱上變壓器，考慮變壓器容量時根據低于400kVA，分為三相變壓器以及小型單相變壓器。安裝低壓配電箱時則使用側掛式以及懸掛式的方式進行，建成變壓器臺架以及二次接線時則根據最終容量進行，還需要對10kV、380/220V側配電進行引線設計，同時要做好絕緣密封設計以及工作接地的設計，并且安裝一圈安全護欄，對于10kV落地變壓器進行保護。

2.4 柱上開關臺設計

斷路器開關的用途多種多樣，其主要為聯絡開關臺、分支開關臺、分段開關臺。其中分支開關臺又分為電纜分支和架空分支；而根據開關臺的結構進行劃分，又可以將其分為雙桿開關臺以及單桿開關臺；而根據安裝開關的方式進行劃分則可以分為吊裝式以及坐樁式；而根據所裝的桿塔回路數進行劃分可以分為單回路以及雙回路兩種形式。通常在耐張桿上安裝開關臺，在直線桿上安裝分支開關。

2.5 10kV電力電纜敷設設計

設計10kV電纜敷設時主要是針對電纜的型式、截面以及環境的要求，設計一套電纜敷設方式。敷設電纜時主要依據以下幾點因素進行選擇，即：①不同電壓等級的電纜回路數；②電纜的截面；③電纜的芯數以及型號。常見的幾種敷設方式有：①直埋敷設；②排管敷設；③電纜溝敷設；④電纜隧道敷設；⑤電纜過橋敷設；⑥電纜橋架敷設等。

3 10kV配電工程的具體設計應用

3.1 工程案例

某單位新建一棟四層集體宿舍樓，宿舍樓用電設計從本單位35kV電站引一路10kV電源到10kV變電站，經變電站降壓為380/220V送到各樓層，現主要針對10kV配電工程的設計進行分析。設計與宿舍樓相配套的變電站時，主要設計內容包含有10kV變電站的進線電纜、高壓開關柜、變壓器、低壓開關柜以及防雷措施等。宿舍的每層有16個房間，且每個房間中包含的大功率電器為空調以及熱水器，加之其他電器和照明最大用電量為3kW，四層所有房間用電量合計3×16×4=192kW。樓內配套設施用電為：樓道照明、消防報警、監控裝置及其他附屬設施，總之整棟樓的用電量大約200kW，所有用電負荷為三級負荷。樓道安裝應急逃生指示和應急燈，當出現火災和斷電時進行指示和照明。

3.2 設計的要點

3.2.1 10kV變電站的的進線電纜設計

該工程中10kV變電站距離35kV電站有800m，因而選擇高壓母線時有兩個主要選擇，即架空線路和電纜線路，前者投資成本少，維護較為方便，能夠及時的發現故障并排除故障，不受地形影響；而后者則運行更可靠，且不受外界因素的影響。進行綜合考慮后，建議選擇單母線鎧裝地埋電纜，型號為YJV22-8.7/10kV3×50。對高壓電纜進行耐壓試驗，絕緣電阻不應小于10ΜΩ。埋設標志樁時則要根據相應的規定進行設置。電纜要防止中間出現接頭，當電纜的長度跟其制造的長度比較長時，則可以使用中間接頭的方式，并且在電纜溝或隧道人孔、手孔處做明顯標志，中間接頭應考慮防爆、防水等保護措施。

3.2.2 10kV高壓開關柜設計

高壓電纜會穿過墻體經過室內的電纜溝跟高壓開關柜進行相接，而高壓開關柜則主要由柜體以及斷路器構成，柜體又包含有殼體、電器元件、各種機構、二次端子及連線等組成。此工程中會用到ZN28A-10型系列真空斷路器，真空斷路器也可配用CD17系列電磁操動機構，隔離開關采用GN30-10旋轉式隔離開關系列產品。選擇變壓器時要對損耗和實際容量予以考慮。

3.2.3 10kV變壓器的設計

近幾年，國家新開發并生產的節能型變壓器主要有三類，分別為S9和S11及S13。就性價比而言，新建或改造變壓器時，通常選用的為S9型低損耗變壓器。為了避免太陽的直射導致室內的溫度升高，則需要在工程的四周增加一些隔熱材料或者采用雙層夾板結構，設計頂蓋時，則設計為空氣墊或隔熱材料的樓板結構，內設通風道，裝有人工強迫排氣通風裝置，開啟和停止裝置時主要由變壓器室的溫度進行人工控制，設定溫度整定值時要根據允許溫度的80～90%進行設定；當室內的溫度正常時，則可以利用自然通風的方式進行散熱。避免灰塵影響到變壓器的絕緣性，則可以在連接變壓器處加上一層絕緣防護罩。

3.2.4 低壓開關柜的設計

在低壓開關柜中選用四組抽屜開關分別向宿舍樓的各樓配電箱進行電纜的引進，其中每層樓16個房間以及其附屬設備，根據其功率進行劃分，能夠將其分成三組，并跟配電箱中的三相火線以及零線分出的空開進行連接，一個房間或者一組附屬設備分別對應一個空開，確保每一條線路的輸出電壓為220V，當房間或者附屬設備的電流過大時，空開則會自動跳閘，能夠對設備進行保護以及隔離。低壓電纜則使用四芯的銅質電纜，選擇銅芯截面積時要以負荷的額定電流為依據。每層樓的負荷功率大約為50kW，三相火線每一相上的電流為75A左右，所以選擇35mm2的銅芯電纜。

3.2.5 變電站的防雷措施

采用沿變電所進線電纜溝敷設一根40×4的鍍鋅扁鐵與變電所接地網可靠相連，并在高壓開關柜內安裝避雷器。在變電所內裝設避雷器的目的在于限制入侵雷電波的幅值，使電氣設備的過電壓不致于超過其沖擊耐壓值，而變電所的進線段上裝設防雷保護帶的主要目的，在于限制流經避雷器的雷電流幅值及入侵雷電波的陡度。

4 結語

隨著我國經濟的不斷發展，人們生活水平不斷提高，客戶對供電質量要求也越來越高，10kV配電工程作為用電端的配套工程，起到了舉足輕重的作用；如何考慮規劃發展，如何優化設計方案，如何選擇電氣設備，如何實現配網自動化等，都是10kV配電工程設計時需要考慮的問題，當設計解決好這一列問題后，整個10kV配網的供電可靠性和安全性就會得到充分的保障。

[1]劉俊.淺談10kV配電工程設計[J].城市建設理論研究：電子版，2011（21）.

[2]龔丹青.10kV配電網工程設計淺談[J].通訊世界，2014（12）：100～101.

[3]鄧曉光.淺談10kV配電網工程設計[J].通訊世界，2015（18）：180.

TU852

A

1004-7344（2016）24-0118-02

2016-8-5

武帥（1979-），男，工程師，大學本科，主要從事電力設計工作。