住宅区10kV变电站设计及应用分析
2018-08-20王程程
摘 要：随着城市进程的推进，高楼大厦拔地而起，变电站作为住宅小区必不可少的供电设施，居民对其的重视程度越来越高。本文依据某小区的实际条件，通过设计分析采用“高压侧双电源供电，低压侧配备发电机”的方案和地下室变电站设计，更好地保证了用户供电的安全、稳定可靠性以及变电站的应变能力。
关键词：短路电流；双电源；变电站
DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.13.162
1 前言
变电站在人民日常生活用电中是必不可少的，应用最为普遍的电器设施。由于经济发展水平、居民生活条件、居住环境等因素的不同，全国各地变电站设计施工能力也参差不齐。现在设计过程中难免存在偏离设计标准、变电站建设选址不合理、设计功能重复、施工繁琐复杂等设计优化不足；设计施工过程中，对居民顾虑“电磁辐射” [1]、是否存漏电风险等问题不能及时给予解答，没有充分考虑地理位置雨水对地下室变电站侵水风险的评估等，从而影响了设计施工进程。
2007年以来，我国电网公司始终积极贯彻和落实科学发展观要求，深入开展标准化建设需求，积极全面推动落实变电站“两型一化”设计工作[2]。“两型一化”[3]：资源节约型、环境友好型、工业化。就是在保证环境的前提下，尽可能的避免浪费、勤俭节约的进行施工建设。
变电站设计应该充分考虑设计施工过程中的各种因素，在遵循国家法律法规以及满足广大人民利益基础上进行设计施工。该文从某住宅区的实际要求情况，进行变电站的方案的设计及应用分析。
2 10kV变电站要求
2.1 设计依据
该变电站施工图是根据某公司提供的建筑场地、负荷资料及供电公司供电方案答复意见书进行设计，设计遵守《GB50052-95供配电设计规范》，《GB50053-94 10kV及以下变电所设计规范》等国家相关的设计规范、规程及规定。
2.2 建设规模
本变电所为10kV单电源，设计容量为1×800kVA。所内安装2面高压开关柜，1台800kVA变压器及4面低压开关柜，400V无功补偿320kVar。实际无功补偿后，功率因数应达到0.90以上。若达不到，须增加补偿容量。
计量方式、接地、照明等要求，此处不详述。
3 设计计算及选型
本文主要通过计算短路电流及零序电流这两个主要参数进行设计说明，其他计算不详述。
3.1 短路电流计算
3.2 零序电流计算
依据2.2中相关数据可知：
由公式（1）计算可知：
可依据上述2、3中相关要求及主要计算数据，进行高压柜、低压柜、断路器等设备选型。
4 主要电路图设计
图1，10kV主接线图：两侧是来自同一35/10kV开关站不同母线分段的进线，通过地埋电缆进入变电站，经由隔离开关进入高压进线柜，使母线带电供应变压器柜、站用变压器柜及电压互感器避雷器。站用变压器主要供应变电站照明、直流屏等站内用电。电压互感器避雷器柜通过内部电压互感器，提供测量表计的电压回路、操作和控制电源，满足继电保护的需要，如母线绝缘、过压、欠压、备自投条件等等。变压器柜出线通过电缆连至变压器高压侧，变压器采用SCB10干式变压器，绕组三角星接线，低压侧安装零序电流互感器。
图2，400V主接线图：变压器低压侧以封闭母线连接至低压进线柜，供应无功补偿电容器柜及各出线柜出线。母线选型由低压侧短路电流决定。出线负荷由客户提供的负荷资料决定，每个出线柜预留一定的出线回路为备用。本设计为了保证供电可靠性与应急用电，低压侧客户自备发电机，将重要负荷及应急负荷的备用出线回路安排在发电机应急母线上。
总之，本设计是针对用户对供电安全性、可靠性、电能质量及城市环境保护等方面有非常高要求的基础上的设计。
（1）本设计采用了“高压侧来自同一35/10kV开关站不同母线分段的双电源供电，并在低压侧配备发电机”的方案设计，更加稳定可靠的保证居民用电需求，减少断电时间。
（2）此方案用于在人口稠密地区，充分考虑安全可靠、以及用地紧张等因素，故采用地下变电站设计，变电所占地面积小，节省地上空间。
5 总结与展望
本文简略分析了变电站的现状，依据住宅区的实际条件及要求，设计采用“高压侧双电源供电，低压侧配备发电机”的方案，更好地保证用户供电的稳定可靠性以及变电站的应变能力。
在全球科技不断进步创新，国家大力支持创新生产力，成果加快转换的有利前提下，变电站的設计建设必将向着更加安全、可靠、灵活、经济的目标迈进。通过对整个方案的设计分析以及实际应用，希望为今后变电站设计提供可靠的参考数据。
参考文献：
[1]马宁.高压输变电设备电磁辐射分析[J].黑龙江科技信息，2008.
[2]王琳娜.浅析我国变电站设计研究现状及未来发展[J].电源技术应用，2013（11）
[3]国家电网公司“两型一化”变电站设计建设导则[Z].国家电网公司基建部，2007.
作者简介：王程程（1987-），女，工程硕士，中级工程师。
