10 kV變配電房設計中常見問題與解決措施

關泳標

（江門電力設計院有限公司，廣東 鶴山 529700）

0 引 言

10 kV變配電房是保證電力供應體系完整性的重要組成部分，通過自身結構的合理性狀態，實現高壓電力系統與用戶終端的連接狀態。但在實際運行過程中，這一電力結構在設計上經常表現出一些缺陷性問題，并影響其功能作用的正常發揮。為此，需要對10 kV變配電房設計中的具體問題作出明確說明，并以此作為引導，保證整體系統設計優化。

1 10 kV變配電房設計問題

1.1 設計選擇不清晰

10 kV變配電房的設計工作，直接面向電力資源的終端使用條件，需要在實際工作中，對特定機房設備的服務條件進行分析，以此使電力輸配系統可以和實際用電條件相對應。而在實際電力管理工作中，由于配電線路的負荷條件較為復雜，所涉及不同規格、不同數量的電纜線，容易引發工作中的失誤。同時，如果設計人員在這一工作環節中出現失誤，難以在后續的校核、審計、預算等系列工作中檢驗出來，為電力公司的收益條件，帶來隱性的危害[1]。此外，電纜線在環境中的使用條件也要受到重視，在降低腐蝕、耗損等狀態的基礎上，降低安全隱患的發生率。

1.2 設備布局不合理

設備布局不合理，也是10 kV變配電房設計過程中較為常見的問題。在優化設計的條件下，需要對實際用電需求情況開展差異化設計，以保證布局結構的針對性。例如，在城市綜合體用電條件下，用電類型較為復雜，不僅有商業用電，也有辦公用電、家庭用電等類型。對此，電力設計工作需要對電費計量表進行設計調整，以保證計量表與用電類型的適應狀態。而在具體操作中，經常會出現計量表錯誤的問題，無法執行電力部門統一的管理規范標準，導致計量收費的不利狀態，從而造成非商業用戶的不滿。此外，在設計過程中，還經常會出現電表多設與漏設的問題，這一現象也對電力系統的正常統計工作造成了影響。而在技術角度上，平面設計與配網系統的不匹配、電柜排列順序不一致等問題，也是設備布局不合理的具體體現，需要得到設計人員的高度重視。

1.3 節能性相對較差

10 kV變配電房設計工作中，對于電纜線路的選擇與排列設計，直接影響其電力系統的正常使用，并使電力系統的節能狀態受到影響。由于實際設計中電力線路設置的不合理，在技術管理過程中，就容易產生電力資源過度消耗的問題，并在大電阻條件下，增加線路內容的電壓，降低整體結構的使用效果，使其更早的出現設備老化問題[2]。

這一問題在小區的整體電纜規劃設計中表現的尤為明顯。如果設計人員在計算過程中出現誤差，并在后續的審核工作中未檢查發現出這一問題，就會在10 kV變配電房投入使用后，受到冗余線路系統的影響，出現較大的經濟消耗。而在變電器結構中，雖然國家推出了S13型變壓器設備，但在現有電房改造工程中，仍然存在S9型號的高能耗變壓器設備，進而導致電力浪費問題。

2 10 kV變配電房設計優化措施

2.1 確定主線系統

10 kV變配電房的設計中，需在遵照《供配電系統設計規范》的前提下，明確《10 kV及以下變電所設計》規范內容，以保證主線系統的設計合理化。同時，還需結合當地電力部門提出的高壓供配電系統設計主接線設計要求，并通過與設計需求條件的對接管理，保證整體電力主線系統的設計合理性。

例如，在實際設計中，用于住宅配電的公變變壓器設備，需要與單個用戶的專變變壓設備相區分。通常，公變用戶的電費，按照低壓每戶的用電量收取，且其變電所直接由電力部門管理。所以，這種模式下的變壓器設備，單臺容量不會超出800 kVA，可利用環網柜結構，突出主接線體系的簡潔化特征。此時，如果獨立用戶的用電量超出100 kVA以后，則需要專變變壓器進行變壓。如果此時的用電量在315 kVA以內，可使用環網柜完成“高供低計”的管理策略[3]。而當用電量超出500 kVA以上時，則需將斷路器作為高壓開關，并使用“高供高計”的管理模式，完成電力信息統計。當部分用戶的用電條件處于400～500 kVA時，也要采用“高供高計”的管理模式，并保證主線結構設計的簡便性。在雙電源線路的用戶管理上，需為其配置至少兩臺專變變壓器設備，并使用斷路器將其接入到主接線系統中，通過“高供高計”的管理形式，形成如圖1所示的主線接線結構。

圖1 斷路器柜單電源主接線

電源設計的選擇上，需要將具體的電力條件作為基礎，在分析其用電負荷狀態的前提下，判斷電力環境中是否存在大量的一二級負荷條件，如果有，則應使用雙電源完成電力供應。其中對于一級負荷條件需設置兩個獨立的電源結構，而在二級負荷的條件下，則需要形成雙回路體系，以保證兩臺變壓器設備的充分利用效果，且使具體的電纜設備也可以有效的完成具體負荷功能需要。

2.2 短路電流計算

對于短路電流的計算，也是10 kV變配電房設計工作中的重要內容。通過對高、低壓開關、線路設備、設備開關等零部件結構的選擇，來將此類設備組成構件調整到最優化的利用狀態下，最大化的發揮整體設計優勢。

為了更好地說明這一計算方式，將630 kVA變壓器的高、低壓測電流類別中的三相短路電流設置作為案例進行分析。在計算過程中，假定110 kV/10 kV變電站中，設置一臺400 kVA容量的變壓器設備，其結構為三項雙繞組無勵磁調壓變壓器。在連接過程中，將組別設置為Ynd11，并將短路阻抗調整為10.5 Ω。其中，10 kV/0.4 kV變配電所與之保持4 km的距離，在使用YJV-8.7/15 kV-3x95型號電纜的基礎上，將末端變壓器結構中的容量調整在630 kVA，并按照組別Dyn11完成接線處理，將短路阻抗調整為4.5 Ω，同時分別對末端變壓器的高壓與低壓側三相短路電流進行設計比較，以完成具體運行數據的計算分析。

在實際計算處理中，前端110 kV變電站的具體電容量通常為未知量，而在距離條件上，可以輕松的通過整體線路距離測得。在實際計算工作中，可以假設距離條件相對較遠，并形成一定的數據閾值，根據具體計算結果，定位具體應用的設備型號與功率條件。同時，在實際應用中，還需要注意到終端電容量與電源點距離的反比例管理，并在電源點距離不斷加大的前提下，縮減短路電流，以保證兩者關系的比例指示狀態。

2.3 適應管理需要

為了保證整體電力設計的合理性，需要將國家的相關管理規定作為基礎，在按照設計規范內容對崗位人員提出技術規范要求的前提下，杜絕一切設計中的肆意變更。同時，還需要在相關管理部門的監督控制作用下，啟動并執行一定的審核程序，并對不符合具體設計標準的，責令其立即進行修改。此外，為了保證整體設計的優化發展狀態，還需要定期組織設計人員展開培訓工作，使其專業技能的應用條件得到基本保障。

設計優化中，還需要強調設計工作人員的調研工作重要性，并通過其崗位人員與其他部門的協調溝通，綜合分析建筑單位的用電環境、容量、規模。由此，形成數據化的綜合用電系統。在開展設計制圖工作之前，與建筑設計院提供的電氣施工圖進行核對，通過落實供電電源、完成設備選型等工作內容保證整體電力系統的設計合理性。此外，還需在施工與建設條件上進行分析，在盡量縮減土地占用的前提下，使用交通便利且維護方便的地段，并保證施工過程中的安全性，避開人員相對稠密的區域。

合理的布局調整也是優化10 kV變配電房設計的重要內容。在實際處理中，需要將接線處理的簡潔性與靈活性特征展現出來，并為后續檢修工作預留足夠的便捷條件與操作空間。而對于各類設備位置與數量的設計，應將基本的設計合理性作為基礎，在結合供配電需求的前提下，逐漸完成供配電的設計優化，通過配電房設計使其符合行業標準與應用需求，完成整體建筑空間的合理布局。

2.4 優化設備選擇

10 kV變配電房的設計工作中，需要對配電線路、變壓器、線纜等應用結構進行合理性選擇，并將節能化的技術條件作為基礎，盡可能地提升整體技術體系的設計合理性。

首先，在配電線路規劃的過程中，在一二級高負荷條件下應用銅導線，而在三類負荷條件或其他負荷條件較低的建筑供電需求管理上，使用鋁芯導線，以縮減導線長度，優化導線橫截面積的技術管理目標。

其次，在變壓器設備的合理選擇中，當前我國推廣的S11或S13變壓器設備，都帶有明顯的節能性效果，可以在對高壓配單系統進行合理分配的同時，保證整體工作區域的效率狀態，降低變壓器設備對于總體電力條件的消耗水平。

最后，在節能控制與設備選擇的過程中，還需要對電纜線的型號進行選擇，并通過對距離信息的測算與分析，使應用纜線的材質可以滿足10 kV變配電房結構與功能的具體需要。通常會采用YJV22或VV22型號的聚乙烯電纜，在發揮其重量輕、耐磨性能好、載流量水平高等技術特點的基礎上，更好地滿足10 kV變配電房的客觀需要。同時，在小區變配電房的設計中，還會使用PVC材料管進行配合，在保證電力疏導線路正常敷設的基礎上，為其添加一定的機械強度，并使其始終處于安全的放置環境中。

3 結 論

10 kV變配電房設計中常出現設計問題，為了保證整體結構的功能性得到正常發揮，需在技術管理的規范中強調整體變配電房結構的科學性，并通過技術性、管理性內容的綜合，使其在電力傳輸體系中發揮出更加積極的作用，維護整體電力供應的穩定狀態。