淺談10kV及以下變電所設計要點

文/蘇敬邦 廣東華方工程設計有限公司 廣東東莞 523000

隨著城市化進程的不斷加快，對于電力的需求也在不斷增加，基于此，變電所項目的發展范圍也在逐漸擴大，其在一定程度上對于提高供配電質量和效率有著很大的促進作用。因此，相關單位必須重視變電所的整體設計，確保其可以與對應的基準要求相一致，這樣才能保證配電系統的安全運行，滿足社會大眾的正常使用需求。本文也會針對10kV及以下變電所的一次接線、二次接線以及其他接線設計要點進行詳細的論述，從而為有關人士提供參考。

1、一次接線部分設計要點分析

1.1 制定電氣主接線方案

一般情況下，電氣設備都是依靠主接線的連接才能進行正常使用，因此，為了確保電氣設備的運行安全和運行質量，就要結合其具體性能要求，科學布置電路走向，使之成為輸送電流和高電壓的一次接線或電氣主系統。

另外，還要對設備的操作主配線進行合理布局，按照相應的二次接線圖進行設計，具體是指結合圖紙中各種符號和文字的相關要求，科學有序的進行排列。同時，還要注重對主接線的完整設計，因為主接線是電力網絡結構中最為可靠、靈活的組成元件，其設計的合理與否與整個電力系統的安全運行都有著很大的關系，因此，必須嚴格按照正確的設計要求和操作流程來進行。在這一過程中，設計人員還要充分考慮各電氣設備的選用問題、配電設備和繼電器的保護問題以及控制方案的制定問題，進而通過整體分析以及技術經濟論證后，才能進行最終確定。

此外，配電設備的主接線要盡量采用分段單母線或雙母線，并且為了避免日后運行時出現短路現象，還要設置獨立的旁路母線。當變電站電氣線路完全連接完畢后，相關工作人員還要對其整體設計質量進行全面的檢查，看其是否完全符合規范要求，從而為配電系統的良好運行，奠定扎實的基礎。

1.2 合理選擇繼電保護

對10 kV及以下變電所主變壓器進行設計時，必須要合理選擇過電流保護，若是過電流保護動作時間大于0.7s，則為了保障變壓器的安全，要盡量對其進行瞬時電流故障保護；相對，若是變壓器容量大于800 kV且屬于油浸式變壓器時，則要按照相應的安裝要求，對其進行氣體保護；而若是容量超過400 kV的變壓器，由于其在一次運行過程中，會產生較大數量的電源并聯操作或其他負載，所以在設計時也要根據實際情況，對其安裝過載保護，這樣在發生故障時，工作人員就可依照信號幅度對變壓器進行妥善處理。

此外，在設計主變壓器時，還要考慮瞬時過電流保護、故障保護和氣體保護安裝問題，避免外部相位間的短路對這些過電流保護安裝造成影響，所以，一定要注意以下幾點事項：第一，對變壓器進行安裝時，其關鍵點在于對電源端的控制；第二，變壓器的其他過電流保護只作為相鄰元件的保護備份，不能視為變壓器內部故障的保護備份；第三，要確保各種短路保護裝置以及不對稱短路的靈活性，并且相鄰線路要由變壓器進行遠程備份，若是存在大量的瓦斯，則要斷開各側斷路器進行檢修。

1.3 合理選擇低壓配電柜內元件

在選擇低壓配電柜內元件時，可以按照以下幾點要求來進行：第一，要按照實際工作需求來進行選擇，例如，根據位置條件的需求，可將原件分為室內和室外兩種類型；相對，若是特殊環境條件要求，則要選擇特殊的元件類型，如防爆元件。第二，要按照所規定電壓標準來進行選擇，例如，應結合設計圖紙要求和國家所規定的安全電壓標準，來選擇適宜的低壓配電柜元件。第三，按照實際電流量來進行選擇，例如，按照斷路器的額定電流來選擇，要盡量采用負載對等或超過最大限額的配電柜元件。

電壓互感器的選擇，要盡量確保其能夠與其它電網進行充分融合；低電壓隔離開關的選擇，則要注意開關質量和應用性能，看其是否具備一定的隔離作用，進而完全確保電氣設備、線路以及電源等安全運行維護需求；選擇帶有滅弧裝置的隔離開關和保險絲時，則要根據電網電壓的隔離開關來進行確定，并按照相關的短路電流來對其穩定性進行全面檢測。

2、二次接線部分設計要點分析

二次接線下的電氣設備，一般采用的都是二次回路設計，因為該設計方式在允許范圍內，可以產生一定的隔離效果，進而對鎖定輸入系統、電源開關、總線等都有著很好的保護。據相關檢測分析，二次回路設計完全符合國家相應的標準要求，所以，其對于電力設備的安全運行而言，具有不可忽視的地位和作用。

通常，二次連接電路的工作運行主要是建立在電纜科學設置的基礎上的，因此，要想保證二次電路的實效作用和安全運行，不僅要合理布置電纜走向，而且還要正確選擇相關的電氣設備，使其型號、規格等可以達到最高標準，并且對應的設備參數也要與設計要求相吻合，尤其是繼電器參數，不能出現任何偏差。

此外，要對起始電壓和電流保護繼電器進行全面的保護，可以從以下兩方面入手：首先，要確保第一線圈額定電壓與額定電壓總線相一致，若是采用低電壓繼電器串聯電阻，則繼電器線圈的電壓必須等于線圈電壓繼電器的電壓等級，并盡量將電源與一個負電極串聯電阻進行有效連接，這樣才能達到相應的保護效果。其次，當額定電壓處在正常運行狀態下時，其電流線圈上的所有電流都可以進行協同設計，并且要密切注意線圈或關閉接觸器線圈的運行情況，確保繼電器在額定電流下可以正常運轉，在這一過程中，切記不要讓額定電流超過當下的規定電流，尤其是不能達到閉合線圈的百分之五十的電流，以免電流過大，對二次回路的安全性造成影響。

3、其它設計要點分析

3.1 防雷設計要點分析

第一，在對避雷器進行設計時，變壓器的中心點必須與避雷器的一端接地線連接在一起，同時，另外一端接地線還要與金屬外殼的低壓側相連接。第二，從客觀角度分析，任何一個總線終端都要配置一臺閥式避雷器，進以從根本上保證供電設備的安全使用。

3.2 接地設計要點分析

首先，一切與架空線路相連接的進出線，都要與室外電線桿進行接地，以便可以有效實現重復接地的設計目的，真正提升變電所的整體使用安全。并且每根電纜也要進行接地處理。

其次，結合相應的規范要求，若是10kV變電所，則其包含的變壓器中性線和380伏的金屬殼體電氣設備必須進行接地處理，要求其接地電阻不能高于4Ω并盡量采用6根直徑為50mm的鋼管作為接地體。同時，還要利用40mm x 4mm的扁鋼制作成一排長2.5m、Φ=50mm的鋼管接地體，盡量將其放置在距變電所墻體2m處的位置上。

最后，待所有接地設計全部完畢后，相關工作人員還要按照電力企業的相關要求進行全面的檢測，看其是否存在不合理的地方，若是發現問題，要立即采取相應的措施加以處理，最大化地避免安全事故的發生。

結語：

綜上所述，變電所不僅是配電系統中不可缺少的重要組成部分，而且也是促進電力系統安全運行的根本條件，因此，要想保證變電所的合理發展，就要從多方面入手，按照嚴格的規范要求做好變電所設計工作，這樣才能使其實效作用得到最大化發揮，從而為我國電力事業的可持續發展打下堅實的基礎。