10kV 及以下變電所設計的要點

曲振寶

（海南隆居能實業有限公司，海南 ?？?570203）

變電站的設計水平與電纜選型、主接線選擇以及平面結構布置等具有非常密切的聯系。一旦以上任何一個因素設計不到位就會造成變電站在后續的運行中出現各種問題，功率因數不良、能耗水平高或者平面布置不合理等都是常見的設計問題。從以上各個方面加強變電站設計具有非常重要的工程意義。

一、常見設計問題

第一，主接線問題。變電所在設計過程中需要根據相關的規范要求和等級要求合理地設置其功率因數，因為電力部門要求變電所在設計過程中必須確保功率因數達到一定的水平，由于設計不當而造成變電站在運行過程中長期做無用功就會進一步導致電力資源的嚴重浪費，對于此類情況還需要根據規定進行適當的罰款。有些變電站的設計人員因為不了解電力部門對功率因數和電力計量等方面的規定和要求而自主提高或者降低主接線標準，進而導致其不能符合《供配電系統設計規范》[1]。

第二，平面布置問題。變電所在設計過程中需要從變電站類型、安全防火要求、工作人員疏散、物資設備進出等多個方面來合理地進行平面布置。例如，和主建筑物設置在一起的干式變電所需要通過設置防火門的措施來達到良好的消防水平。在高層建筑物內設置變電站時還需要通過自動火災報警系統和滅火系統來實現良好的火災預警和火情控制。變電站主體建筑結構長度對其需要設計的門的數量具有很大的影響，超過7m 就需要設置至少兩個安全出口。

第三，忽視節能設計。變電所中的變壓器選擇以及相應供配電系統的電纜線路設計對其投入運行之后的能耗水平具有非常深遠的影響，有些設計人員沒有選擇那些能耗水平低的新型變壓器且在線路設計中沒有對電纜型號與供電需求之間進行合理的匹配，由此帶來的問題是變電站在建造以及后續的運行環節呈現出成本高、能耗水平高等缺陷。

二、設計要點

（一）確定主接線

第一，變電所的供配電能力需要根據某一區域的供電需求以及電力部門的整體部署來進行，因而設計單位在開展工作時需要通過與有關部門進行充分的溝通來了解當前的實際需求，這是其確定變電所主接線的關鍵依據。第二，確定開關柜形式。在變電站高壓開關柜的選擇方面當前并沒有規定說一定要采用斷路器或者負荷開關，從操作簡單和易于管理的角度來看負荷開關的優勢更加明顯，但是斷路器在應對大電流方面卻具備更加顯著的安全性，因而這兩種開關柜需要根據實際情況來靈活地選擇[2]。

（二）規范配電設計

第一，科學選址。在這一環節需要從水文地質條件、周邊環境、道路交通等各個角度來進行綜合的考量，例如，不得將變電所設置在可能產生洪災、泥石流或者山體滑坡等地質災害的區域，而且應該避免多沉、多風以及具有火災爆炸風險的區域，選址的效果對配電系統的規范化運行具有非常重要的作用。第二，明確設計依據。電力供應系統對生產制造和人民群眾的日常生活具有非常重要的作用，因而多家在變電站以及供配電系統的設計工作方面已經制定了一系列規范和制度，借此來強化管理。《10kv 及以下變電所設計》就是此類變電站設計工作中需要重點參考的理論和規范依據，在變電站配套的供配電系統設計方面需要依據《供配電系統設計規范》來開展相關的工作[3]。設計人員在開展工作之前需要全面掌握這些設計規范提出的各種技術要求并對電力部門的計量和功率因數設計要求等予以重視。第三，加強各部門合作。10kv 及以下變電所的設計工作需要考慮到電力部門、土地資源利用、道路交通、安全、施工以及人民群眾用電等各個方面的因素，設計單位在開展變電所設計工作之前需要通過與各個部門之間的充分溝通來做好用電需求、場地選擇、用電規模確認等基礎性的工作。只有在設計階段盡可能充分的掌握各種資料和信息才能在后續的施工環節減少變更，并且對未來的運維和管理創造更加有利的條件。第四，科學布局。變電所的建筑結構設計不需要追求復雜的布局，而是應該根據功能需求采取簡單且易維護的布局結構，按照規范要求做好防火間距設計、防火門設置、火災報警和滅火系統設置等工作。

（三）采用綠色理念

第一，優化結構設計。變電所的結構布局對其占地面積、工程量大小、施工材料消耗量等因素具有非常重要的影響，因而設計者應該從結構優化的角度出發來盡可能提高土地資源和空間資源的利用率以及減少施工材料的消耗。第二，優化線路設計。變電所在建造過程中需要消耗大量的電纜材料，從經濟節約的角度出發需要設計人員盡可能通過線路優化來減少電纜的長度并在可以的情況下采用造價成本更低的鋁芯導線[4]。當然，這些工作都需要在符合規范要求的情況下來進行。第三，使用節能變壓器。早期的S9 系列變壓器在當前的技術背景之下已經表現出能耗高、效率低下等問題，而更加節能和輕便的S13 系列變壓器才是先進、環保以及經濟效益的有效保障。在設計變電站的過程中應該優先選用這些節能環保型的變壓器且為將來的運營管理提供更好的經濟效益。第四，考慮施工因素。變電所的設計還需要從結構、材料、質量等多個角度來減少單位造價和總體的工程量，在變電所照明、給排水以及通風空調系統的設計中也應該采用節能環保的綠色設計理念來將其未來的運營成本。

三、結束語

10kv 及以下的變電站設計作為電力供應系統的重要組成部分具有不可替代的作用。在設計此類變電站時需要做到科學選址、合理確定主接線、強化節能環保理念的落實以及規范相應的配電系統。