住宅區10kV變電站設計及應用分析

摘 要：隨著城市進程的推進，高樓大廈拔地而起，變電站作為住宅小區必不可少的供電設施，居民對其的重視程度越來越高。本文依據某小區的實際條件，通過設計分析采用“高壓側雙電源供電，低壓側配備發電機”的方案和地下室變電站設計，更好地保證了用戶供電的安全、穩定可靠性以及變電站的應變能力。

關鍵詞：短路電流；雙電源；變電站

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.13.162

1 前言

變電站在人民日常生活用電中是必不可少的，應用最為普遍的電器設施。由于經濟發展水平、居民生活條件、居住環境等因素的不同，全國各地變電站設計施工能力也參差不齊。現在設計過程中難免存在偏離設計標準、變電站建設選址不合理、設計功能重復、施工繁瑣復雜等設計優化不足；設計施工過程中，對居民顧慮“電磁輻射” [1]、是否存漏電風險等問題不能及時給予解答，沒有充分考慮地理位置雨水對地下室變電站侵水風險的評估等，從而影響了設計施工進程。

2007年以來，我國電網公司始終積極貫徹和落實科學發展觀要求，深入開展標準化建設需求，積極全面推動落實變電站“兩型一化”設計工作[2]。“兩型一化”[3]：資源節約型、環境友好型、工業化。就是在保證環境的前提下，盡可能的避免浪費、勤儉節約的進行施工建設。

變電站設計應該充分考慮設計施工過程中的各種因素，在遵循國家法律法規以及滿足廣大人民利益基礎上進行設計施工。該文從某住宅區的實際要求情況，進行變電站的方案的設計及應用分析。

2 10kV變電站要求

2.1 設計依據

該變電站施工圖是根據某公司提供的建筑場地、負荷資料及供電公司供電方案答復意見書進行設計，設計遵守《GB50052-95供配電設計規范》，《GB50053-94 10kV及以下變電所設計規范》等國家相關的設計規范、規程及規定。

2.2 建設規模

本變電所為10kV單電源，設計容量為1×800kVA。所內安裝2面高壓開關柜，1臺800kVA變壓器及4面低壓開關柜，400V無功補償320kVar。實際無功補償后，功率因數應達到0.90以上。若達不到，須增加補償容量。

計量方式、接地、照明等要求，此處不詳述。

3 設計計算及選型

本文主要通過計算短路電流及零序電流這兩個主要參數進行設計說明，其他計算不詳述。

3.1 短路電流計算

3.2 零序電流計算

依據2.2中相關數據可知：

由公式（1）計算可知：

可依據上述2、3中相關要求及主要計算數據，進行高壓柜、低壓柜、斷路器等設備選型。

4 主要電路圖設計

圖1，10kV主接線圖：兩側是來自同一35/10kV開關站不同母線分段的進線，通過地埋電纜進入變電站，經由隔離開關進入高壓進線柜，使母線帶電供應變壓器柜、站用變壓器柜及電壓互感器避雷器。站用變壓器主要供應變電站照明、直流屏等站內用電。電壓互感器避雷器柜通過內部電壓互感器，提供測量表計的電壓回路、操作和控制電源，滿足繼電保護的需要，如母線絕緣、過壓、欠壓、備自投條件等等。變壓器柜出線通過電纜連至變壓器高壓側，變壓器采用SCB10干式變壓器，繞組三角星接線，低壓側安裝零序電流互感器。

圖2，400V主接線圖：變壓器低壓側以封閉母線連接至低壓進線柜，供應無功補償電容器柜及各出線柜出線。母線選型由低壓側短路電流決定。出線負荷由客戶提供的負荷資料決定，每個出線柜預留一定的出線回路為備用。本設計為了保證供電可靠性與應急用電，低壓側客戶自備發電機，將重要負荷及應急負荷的備用出線回路安排在發電機應急母線上。

總之，本設計是針對用戶對供電安全性、可靠性、電能質量及城市環境保護等方面有非常高要求的基礎上的設計。

（1）本設計采用了“高壓側來自同一35/10kV開關站不同母線分段的雙電源供電，并在低壓側配備發電機”的方案設計，更加穩定可靠的保證居民用電需求，減少斷電時間。

（2）此方案用于在人口稠密地區，充分考慮安全可靠、以及用地緊張等因素，故采用地下變電站設計，變電所占地面積小，節省地上空間。

5 總結與展望

本文簡略分析了變電站的現狀，依據住宅區的實際條件及要求，設計采用“高壓側雙電源供電，低壓側配備發電機”的方案，更好地保證用戶供電的穩定可靠性以及變電站的應變能力。

在全球科技不斷進步創新，國家大力支持創新生產力，成果加快轉換的有利前提下，變電站的設計建設必將向著更加安全、可靠、靈活、經濟的目標邁進。通過對整個方案的設計分析以及實際應用，希望為今后變電站設計提供可靠的參考數據。

參考文獻：

[1]馬寧.高壓輸變電設備電磁輻射分析[J].黑龍江科技信息，2008.

[2]王琳娜.淺析我國變電站設計研究現狀及未來發展[J].電源技術應用，2013（11）

[3]國家電網公司“兩型一化”變電站設計建設導則[Z].國家電網公司基建部，2007.

作者簡介：王程程（1987-），女，工程碩士，中級工程師。