城市10千伏配电工程典型设计研究

鲁达 苏达

摘要：随着社会经济的发展，对电力需求量不断增加，在城市配电系统中，10千伏配电工程占据重要的地位。通过对不同气候、不同地质、不同区域内10千伏配电工程设计进行研究，编制出“配电工程典型设计”方案，该方案的实施运用，不但规范了工程建筑管理，提高配电水平，而且有效的缩短了前期调研和设计的时间。对配电网的维护管理占有重要作用，增强了设计的效率和质量，并且便于技术推广和规范配电设施的建筑标准。

关键词：10千伏；配电工程；典型设计

配电系统是电网的重要构成部分，它的主要目的就是采用适合的电压等级输送电能到每个用户端，10kV配电网是我国城市电网的主要框架形式，其在城市电网里有举足轻重的地位。随着社会的发展，10千伏配电工程的规模日益扩大，具有地域差异大、分布广、形式多样、建筑规模大等特点，但是由于各城市间没有统一的标准，设计水平良莠不齐且效率低，严重的影响了配电工程的建设进度。

一、10千伏配电工程设计的主要原则

在10千伏配电工程设计中，遵循的主要原则有以下三方面。第一，坚持安全可靠、技术先进和自主创新的原则，在设计中的首要标准就是保障工程的安全可靠，不断实行技术研究，引进外国经验教训，根据我国的具体情况，自主创新工程设计的内容。第二，坚持覆盖面广、统一标准、增强效率的原则[1]，在不同环境、不同地域下，均可以使用，并且制定严格的标准，规划各城市工程设计的数据信息，提高供电的速度和效率。第三，坚持降低造价、节约成本和注重环保的原则，在配电工程设计中，要努力节约工程造价，降低成本，并且注意保护环境节约资源，最大限度的做到可靠性、灵活性、经济性、适应性的协调统一。

二、10千伏配电工程设计的具体内容

（一）10千伏配电工程的开关站设计

10千伏开关站的典型设计必须满足防尘、防火、通风、防潮、防毒、低噪音及防动物等要求，为此一共设计出24个方案，便于施工时进行选择。在10千伏开关站的典型设计中，主要包括两部分内容：

1、具备继电保护设备的开关站。（1）电气主接线，它主要采用的是单母线分段接线或两个独立的单母线接线的方法，2回进线[2]，在4-12回出线。（2）设备的短路电流水平，可以使用25kA、20kA、16kA或31.5kA，都能滿足其要求。（3）对主要配电设备的选择，分为负荷开关、真空或SF6断路器两种设备。（4）电气二次部分，运用微机型设备进行保护，按照无人管理模式设计，预留出配网自动化的接口。二次电源的电流形式有直流110V（220V）和交流220V，其系统电源必须要符合全站2小时的事故放电需求。

2、不具备继电保护设备的开关站。（1）电气主接线，可使用单母线或单母线分段接线。（2）设备的电流水平，分别是25kA、20kA或16kA 。（3）对主要配电设备的选择，可以采用负荷开关或负荷开关—熔断器组 。

（二）10千伏配电工程配电站的设计

在10千伏配电站的设计中，共有24种方案。

1、电气主接线，10kV采用单母线、两个独立母线或单母线分段接线；0.4kV采用单母线或单母线分段接线。

2、10kV开关柜，一般选用充气式负荷开关柜、空气绝缘负荷开关柜；开关柜均应选用优质真空或充气式负荷开关，操作机构一般采用弹簧储能机构。

3、变压器，选用节能环保型（低损耗低噪声）的油浸式或干式变压器，接线组别宜选用Dyn11。单台油浸式变压器容量不宜超过630kVA，单台干式变压器容量不宜超过1250kVA，对于变压器的土建设施必须按照最终的容量进行设计。

4、0.4kV低压柜，一般选用固定式或抽屉式低压柜。低压柜的进线断路器为空气断路器，要求有瞬时脱扣、短延时脱扣、长延时脱扣三段保护，宜采用分励脱扣器，不宜设置失压保护。

5、无功补偿，无功补偿电容器柜主要采用自动补偿形式，低压电力电容器采用自愈式、免维护、无污染、环保型；补偿容量根据配变容量的7%—30%选取[3]，确保用电高峰期的功率因数在0.95之上。

（三）10千伏柱上变压器的设计

10千伏配电变压器台包括以下几种形式，分别是：屋顶变压器、落地变压器和柱上变压器，共16种方案。变压器主要使用低损耗、全密封、油浸式变压器，并且按照本地区的经验、相关的章程规定，选择适合自身运行的无功补偿设备。10千伏柱上变压器的容量一般不超过400kVA，可分为小型单相与三相变压器两部分。对于低压配电箱的安装，应采用悬挂式或者侧挂式的方法，对于二次接线及变压台建设要按照最终数据的要求，一次建成。其中典型设计的主要内容有220V、380V和10kV的引线设计及其侧配电设备的建设，工作接地和连接处的密封绝缘设计[4]。

三、10千伏配电工程设计的实际应用

（一）10千伏配电工程的开关站应用

传统的10千伏的开关站设计，需要进行预算、土建等专业工作，大约要30个工作日才能完成，但是使用典型设计方案后，仅需20天就能圆满完成任务。10千伏的开关站可采用负荷开关和断路器混合型的开关柜，按照无人值班进行设计，实行保护和监测一体的装备。

（二）10千伏配电工程的配电站应用

杭州市萧山区某配电站中，根据典型设计结合当地设计习惯，在它的配电站内中，10千伏侧采用单母线分段接线，10kV开关采用中置式；共有8台干式变压器（带保护外罩）；0.4千伏侧采用单母线接线，低压开关柜是GCS抽屉柜形式[5]，无需设立专门的二次设备室，与10千伏开关柜放置在一起便可。对于10千伏侧，要进行微机保护，并且安装计算机监控，交流220V的电源，取自变压器站的压变间隔。对低压侧实行保护时，可使用过载、短路的形式。

（三）10千伏配电工程的柱上变压器应用

典型设计未研究使用前，设计完成10千伏柱上变压台需要2天的时间，应用典型设计，可直接使用预先的模板，只需半天的时间就能完成，工作效率提升了4倍。10千伏柱上变压设计的主要动力是依据现场勘查，通过对城市中各区域的配电设备研究，制定出统一的数据标准、结构尺寸、结构形式，极大的增强了施工速度，且便于工程的维护[6]。

这种设计方法，使用基本的模板形式和代表方案，设计人员可以根据具体情况，进行自由组合，便于日后的维修工作，通过不断的调整，形成大量适用10千伏配电站的工程设备，提高了工程效率。

结语：

综上所述，城市10千伏配电工程典型设计，规范了城市配电设计的标准，促进其向着标准化、规范化方向发展，对约束工程管理，增强配电质量、缩短前期工期都有重要的推动作用，并且节约了大量的成本资金，由此可以看出，典型设计在城市配电工程的实用可靠性，得到广泛推行。

参考文献：

[1].《国家电网公司10千伏及以下配电工程典型造价编制工作指导意见》印发[J].电力标准化与技术经济，2013，03：49.

[2]郅擎宇，宋伟，孟宇红，郅耀宇.城市10千伏配电工程典型设计研究[J].河南电力，2013，04：1-3.

[3]郅擎宇，宋伟.城市10kV配电工程典型设计研究[J].中国电业（技术版），2012，11：16-18.

[4]孙西骅，郝兴国.关于简化配电电压等级推行20千伏配电的建议[J].电网技术，2012，06：53-56.

[5]李明，徐鑫乾.输变电工程典型设计对电网工程设备制造和材料加工影响的研究[J].电力设备，2011，05：31-35.

[6]韩文军，魏玲.输变电工程典型设计对电网工程设备制造和材料加工影响的研究[J].中国新技术新产品，2011，18：7-9.