關(guān)于10kV及以下業(yè)擴(kuò)受電工程設(shè)計(jì)的總結(jié)

陳曉玲

摘 要：對(duì)10kV變配電工程設(shè)計(jì)圖紙中遇到的問(wèn)題進(jìn)行分析，結(jié)合工作實(shí)例，根據(jù) 《中國(guó)南方電網(wǎng)10kV及以下業(yè)擴(kuò)受電工程典型設(shè)計(jì)圖集（2014版）》等相關(guān)規(guī)范的要求，重點(diǎn)闡述變配電電氣及配套的建筑等方面的設(shè)計(jì)問(wèn)題。希望其設(shè)計(jì)思路和方法能對(duì)變配電的設(shè)計(jì)者有一定的啟示和借鑒作用。

關(guān)鍵詞：10kV變配電；主接線；系統(tǒng)接線；設(shè)備布置；接地技術(shù)。

在電力行業(yè)，隨著電力用戶用電量及用電種類(lèi)日漸劇增，對(duì)電力設(shè)計(jì)中各方面的參數(shù)、精度等提出了更高的要求。在用戶工程變配電設(shè)計(jì)時(shí)，主要按以下幾大方面考慮：一、一次主接線圖模塊；二、10kV系統(tǒng)接線配置圖模塊；三、0.4kV系統(tǒng)接線配置圖模塊；四、變配電室設(shè)備布置及基礎(chǔ)平面圖模塊；五、電房接地模塊。現(xiàn)以東莞地區(qū)變配電工程設(shè)計(jì)過(guò)程中遇到的問(wèn)題，結(jié)合實(shí)際案例，進(jìn)行分析總結(jié)。

1 一次主接線圖模塊

一次主接線圖以用戶提供的設(shè)計(jì)任務(wù)及供電部門(mén)的“供電方案”為依據(jù)，從10kV電源接入點(diǎn)（公共資產(chǎn)）開(kāi)始至0.4kV負(fù)荷出線為止，包括10kV外線電纜及設(shè)備、10kV高壓開(kāi)關(guān)柜，變壓器及0.4kV低壓開(kāi)關(guān)柜，發(fā)電機(jī)等的電氣連接整體。是整個(gè)工程設(shè)計(jì)范圍及建設(shè)規(guī)模的具體體現(xiàn)。一次主接線圖設(shè)計(jì)的合理科學(xué)，關(guān)系到整個(gè)工程的總體質(zhì)量及使用功能的發(fā)揮。

案例分析：某住宅小區(qū)提供建筑設(shè)計(jì)圖紙一份，安裝2臺(tái)1000kVA變壓器，此方案不符合業(yè)擴(kuò)工程用電規(guī)范，需修改。據(jù)統(tǒng)計(jì)其中住宅用電計(jì)算容量690kW，公共用電計(jì)算容量526kW，商業(yè)用電計(jì)算容量418kW。根據(jù)南方電網(wǎng)《10 kV及以下業(yè)擴(kuò)受電工程技術(shù)導(dǎo)則》及《管理細(xì)則》相關(guān)規(guī)定，統(tǒng)建住宅小區(qū)單臺(tái)油浸式變壓器容量不應(yīng)超過(guò)630kVA，單臺(tái)干式變壓器容量不應(yīng)超過(guò)800kVA。故住宅用電按相關(guān)系數(shù)計(jì)算后，需分為一臺(tái)500kVA及一臺(tái)400kVA變壓器設(shè)計(jì)，且2臺(tái)變壓器設(shè)計(jì)為分列運(yùn)行加三鎖兩鑰匙等機(jī)械電氣聯(lián)鎖。此外，按照《10 kV及以下業(yè)擴(kuò)受電工程技術(shù)導(dǎo)則》及《管理細(xì)則》的相關(guān)規(guī)定及計(jì)算方法，公共用電需單獨(dú)裝設(shè)一臺(tái)800kVA變壓器，商業(yè)公共用電需單獨(dú)裝設(shè)一臺(tái)500kVA變壓器。由以上分析可知，本工程一次主接線圖需按3種負(fù)荷類(lèi)型進(jìn)行設(shè)計(jì)，根據(jù)《中國(guó)南方電網(wǎng)10kV及以下業(yè)擴(kuò)受電工程典型設(shè)計(jì)圖集（2014版）》，住宅用電采用0.4kV側(cè)集抄的方式進(jìn)行計(jì)費(fèi)、公共用電及商業(yè)用電采用10kV側(cè)裝設(shè)計(jì)量表的方式進(jìn)行計(jì)費(fèi)。本方案的一次主接線圖如下：

2 10kV系統(tǒng)接線配置圖模塊

10kV系統(tǒng)接線配置圖反映了外線接入點(diǎn)至變壓器高壓側(cè)之間的電氣連接。設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)從電源點(diǎn)開(kāi)始，順著電流方向?qū)Ω鱾€(gè)元器件進(jìn)行選型，主要是10kV開(kāi)關(guān)柜里的設(shè)備。主要思路如下：根據(jù)變壓器的大小計(jì)算容量、電流，然后再對(duì)柜內(nèi)的設(shè)備逐個(gè)進(jìn)行選擇。有方案如下：

本工程的總?cè)萘繛?450kVA，且單臺(tái)變壓器的容量都超過(guò)800 kVA，參照《中國(guó)南方電網(wǎng)10kV及以下業(yè)擴(kuò)受電工程典型設(shè)計(jì)圖集（2014版）》，開(kāi)關(guān)柜宜選擇斷路器中置柜，考慮用戶用電量大，安裝變壓器臺(tái)數(shù)較多，故在進(jìn)線的位置設(shè)置一只具有快速保護(hù)功能、防止故障出門(mén)的看門(mén)狗。在10kV系統(tǒng)接線配置圖中要注意以下方面：1、計(jì)量柜中的計(jì)量互感器的精度選擇與進(jìn)出線柜不同，計(jì)量柜中計(jì)量互感器的準(zhǔn)確性必須要比普通進(jìn)出線柜高。《南方電網(wǎng)公司10kV用電客戶電能計(jì)量裝置典型設(shè)計(jì)》中做了相關(guān)規(guī)定，電流互感器二次繞組準(zhǔn)確度等級(jí)0.2S級(jí)，電壓互感器二次繞組準(zhǔn)確度等級(jí)0.2級(jí)。2、保護(hù)方式及整定值的設(shè)置，根據(jù)開(kāi)關(guān)柜的用途合理設(shè)置開(kāi)關(guān)的保護(hù)方式，按照《東莞地區(qū)配網(wǎng)及用戶繼電保護(hù)配置和整定原則技術(shù)指引》，本工程進(jìn)線設(shè)置過(guò)流、速斷及高壓零序保護(hù)，出線設(shè)置過(guò)流、速斷、溫度及低壓零序保護(hù)，環(huán)網(wǎng)設(shè)置過(guò)流、速斷保護(hù)。根據(jù)配網(wǎng)整定計(jì)算原則，進(jìn)線柜和出線柜的計(jì)算方法有所不同。800kVA及以上配變（即出線柜）整定計(jì)算原則為（1）電流速斷保護(hù)：躲配變低故障整定，I1=Kk×Ik（3）.max；（2）定時(shí)限過(guò)流保護(hù)：躲配變額定電流，I2=Kk×IHe ； （3）380V側(cè)零序過(guò)流保護(hù)：可按躲不平衡電流整定，I0=Kk×Kbp×Ile。10kV用戶進(jìn)線（采用分界斷路器）整定計(jì)算原則為（1）電流速斷保護(hù)：取電房最大配變速切段定值；（2） 定時(shí)限過(guò)流保護(hù)：定值取電房?jī)?nèi)配變定時(shí)限過(guò)流定值之和；（3） 零序過(guò)流保護(hù)：定值取40A.根據(jù)以上計(jì)算原則，本方案的電房配網(wǎng)用戶繼電保護(hù)定值表如下：

3 0.4kV系統(tǒng)接線配置圖模塊

0.4kV系統(tǒng)接線配置圖反映了變壓器低壓側(cè)至低壓出線柜側(cè)之間的電氣連接。主要包括以下五個(gè)步驟：低壓進(jìn)線電纜的選型及敷設(shè)方式，低壓計(jì)量柜內(nèi)的計(jì)量變比的選擇，低壓進(jìn)線柜進(jìn)線開(kāi)關(guān)及元件的選擇，低壓補(bǔ)償容量的計(jì)算及設(shè)置，低壓出線開(kāi)關(guān)的大小及數(shù)量的選擇。在實(shí)際設(shè)計(jì)中，低壓進(jìn)線電纜運(yùn)用較多的敷設(shè)方式是采用埋地敷設(shè)，如果現(xiàn)場(chǎng)距離較短或因地理位置受限，無(wú)法采用開(kāi)挖作業(yè)，可選擇采用橋架敷設(shè)。低壓計(jì)量柜內(nèi)的計(jì)量變比確定后，要根據(jù)該工程的計(jì)量方式來(lái)確定低壓計(jì)量互感器的數(shù)量，采用10kV高壓計(jì)量的，低壓計(jì)量互感器采用一組，采用0.4kV低壓計(jì)量的，低壓計(jì)量互感器采用兩組。進(jìn)線柜要注意的一點(diǎn)是，根據(jù)變壓器容量預(yù)留適合的發(fā)電容量，設(shè)置市發(fā)電轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)，相應(yīng)的斷路器及刀閘應(yīng)選用四級(jí)開(kāi)關(guān)。低壓補(bǔ)償應(yīng)根據(jù)動(dòng)態(tài)、靜態(tài)分別按照3：7比例的原則來(lái)配置，單個(gè)電容器的大小的選擇則根據(jù)柜型的大小選擇。低壓出線柜的開(kāi)關(guān)應(yīng)按照業(yè)主方的需要，根據(jù)出線的負(fù)荷分布，種類(lèi)等來(lái)選擇開(kāi)關(guān)的大小和數(shù)量。

4 變配電室設(shè)備布置及基礎(chǔ)平面圖模塊

變配電室設(shè)備布置及基礎(chǔ)平面圖主要體現(xiàn)了高壓柜、變壓器及低壓柜的分布情況，基礎(chǔ)土建及電纜溝的走向。如果現(xiàn)場(chǎng)條件允許，高壓柜、變壓器、低壓柜應(yīng)各自獨(dú)立一室，設(shè)備的布置符合規(guī)范，操作面，通道必須滿足最低的操作空間距離要求，此外，還要考慮是否要為后期增容做預(yù)留空間。變壓器按照實(shí)際情況考慮是油浸式變壓器或是干式變壓器，其中房地產(chǎn)工程多數(shù)位于地下負(fù)一層，應(yīng)考慮為干式變壓器。電房的土建方面，應(yīng)根據(jù)電房的大小設(shè)置一個(gè)以上符合規(guī)范要求的門(mén)，并配備通風(fēng)窗戶及排氣扇。做電房土建時(shí)要考慮電房整體高出室外地面100mm以上，用以防水。電纜溝開(kāi)挖時(shí)，要根據(jù)進(jìn)出線電纜的方向合理開(kāi)挖。一般情況下，高壓柜要開(kāi)挖電纜溝，低壓柜可開(kāi)挖電纜溝，也可以不用開(kāi)挖，不用開(kāi)挖的情況下需在柜子擺放的四周預(yù)埋槽鋼，低壓柜配套200mm高的底座。

5 電房接地模塊

業(yè)擴(kuò)受電工程的低壓配電接地系統(tǒng)一般采用TN-S系統(tǒng)，可分為人工接地網(wǎng)和建筑樁基礎(chǔ)接地。1、獨(dú)立設(shè)計(jì)的單層或二層電房采用人工接地網(wǎng)，在做電房結(jié)構(gòu)施工的同時(shí)，人工接地網(wǎng)配套獨(dú)立施工。人工接地裝置以水平接地體為主，垂直接地極為輔的方式構(gòu)成，水平接地體選用40×4熱鍍鋅扁鐵或φ16熱鍍鋅圓鋼，垂直接地極選用∠50×50熱鍍鋅角鋼。垂直接地極采用埋深式，水平接地極埋設(shè)深度不得少于0.8米。工程采用高壓電力設(shè)備與低壓電力設(shè)備共用接地裝置的方式，接地裝置采用人工接地體，要求接地裝置接地電阻不大于4歐姆，若達(dá)不到要求需加大地網(wǎng)范圍。2、位于高層建筑內(nèi)的變配電房或成片建設(shè)的區(qū)域內(nèi)設(shè)置的配電房（如大型商場(chǎng)，住宅的地下室等）則采用建筑樁基礎(chǔ)接地，做建筑的承重結(jié)構(gòu)時(shí)鋼筋的選擇和連接應(yīng)考慮整個(gè)建筑的接地系統(tǒng)。利用建筑樁基礎(chǔ)作為接地體，接地線沿電房?jī)?nèi)墻四周（距墻10～15mm）距地面0.25～0.3米處敷設(shè)，每間配電室內(nèi)的接地線上應(yīng)設(shè)置不少于2個(gè)接線柱，要求接地網(wǎng)接地電阻不大于4歐姆。在工程的實(shí)際施工過(guò)程中，選擇時(shí)優(yōu)先采用規(guī)程、規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)允許利用的自然接地體接地作為降低接地電阻的輔助措施。變電所內(nèi)電氣裝置應(yīng)采用總等電位聯(lián)接。確保接地系統(tǒng)完善，安全實(shí)用。

6 結(jié)語(yǔ)

10kV變配電所在電力系統(tǒng)運(yùn)行中是一個(gè)重要環(huán)節(jié)，有著承上啟下的作用，最終與生產(chǎn)生活密切相關(guān)。針對(duì)具體的工程項(xiàng)目做出科學(xué)，經(jīng)濟(jì)，合理的設(shè)計(jì)方案至關(guān)重要，每一個(gè)設(shè)計(jì)者都必須重視。

參考文獻(xiàn)

[1]傅知蘭主編.電力系統(tǒng)電氣設(shè)備選擇與實(shí)用計(jì)算[M].北京：中國(guó)電力出版社，2004.

[2]劉介才.工廠供電[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1983.

[3]王仁祥.電力新技術(shù)概論[M].北京：中國(guó)電力出版社，2009.

[4]卓樂(lè)友.電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè).[M].北京：水利電力出版社社，1991.