广东省A市老旧小区电气改造电设计

李静

【摘 要】文章在某区老台区存在安全隐患的前提下，根据实际情况，结合《南方电网业扩电力工程典型设计手册》，设计规划老旧台区的电气设备及线路，从理论角度并结合实际案例进行分析，具有很强的实用性。设计目标是对有安全隐患的电气设备进行更换，根除老化、不匹配的供电线路和设备造成的安全隐患。

【关键词】老旧;负荷;电气改造

【中图分类号】TU85 【文献标识码】A 【文章编号】1674-0688（2019）09-0116-04

0 引言

随着时间的流逝，供配电设备逐渐老化，开始出现各种安全隐患。因此，按照学习试点工程进行科学分析，对供电台区老化的电气设备进行改造。通过物探单位对基本的管道线缆分布进行探测绘制，设计人员现场勘查，设计出科学合理的方案。

1 改造的重要意义

对老旧设备线路进行更换，排除人身安全隐患，提高供电可靠性和防护等级，避免短路故障引起火灾，降低设备噪音，消除谐波危害。

2 设计方案

2.1 电气设计人员的CAD工具介绍

CAD是电气设计人员使用的基本工具。一些常用的命令在工具栏自定义的编辑程序参数中，可以根据设计人员的使用习惯将常用命令改为左手输入、右手持鼠标，从而使电气设计人员更高效率地完成制图任务。

可以在模型中画图，也可以在布局中画图，两种画图方式各具优势，本文采用在模型中画圖，可以用工具栏视图的视口，将其变成2个视口，更好地对比和计算，使画图过程更高效、方便。此外，能实现按比例画图，使用块命令将其变成块，保证整体图纸不疏漏。

基本的命令有移动——M、分解——X、刷新——RE、寻找——FIND、清理——PU、建块——BL。

2.2 设计原则

（1）现场勘查。现场勘查的内容如下：由于要对变压器和线路进行改造，因此需要对供电范围重新进行划分，保证供电质量和供电可靠性;对未来的电路负荷进行预测，判断是否要增加或者更换变压器;合理规划低压柜出线;对居民的电表箱进行整理、合并、拆除或新增。

（2）更换高压柜。高压柜型号是半绝缘的，存在安全隐患的必须更换，汰掉半绝缘柜，换成全绝缘柜。

（3）更换变压器。把超载运行的变压器更换为不超载、不轻载的变压器;更换老化的低压柜和绝缘老化的线路电缆。

（4）写表计方案。根据改造后业主的需求和供电局的要求，对一些已经销户的电表进行回收，对新增的用户计量新装电表，对有重复计量的重新规划。

2.2.1 高压柜进线

10 kV电源线接到高压柜，一般采用ZRC-YJV22-8.7/15 kV-3×300 mm2（负荷可达9 959 kW）的线引至高压柜，交联聚乙烯绝缘钢带铠装聚氯乙烯护套电力电缆，环境适应能力好、耐化学腐蚀、机械强度高、重量轻、结构简单，本电缆适合此次方案的低压配电线路，采用埋地敷设或者新建电缆沟敷设。电缆在敷设时需要与地面保持一定的距离。电缆轴心与地面之间的距离为700 mm，多根敷设时，电缆离地面的距离是电缆直径的2倍。敷设时，需要按照相关参数计算载流量，在空气中和埋地敷设时的载流量是不一样的。在计算低压柜出线时，多根电缆还需要有校正系数参与计算。本方案中的ZRC-YJV22-8.7/15 kV-3×300 mm2电缆为中压进线。中压进线在本方案中采用埋地敷设或新建电缆沟敷设。具体情况详见案例。

2.2.2 高压柜的选型

查看高压柜是否满足运行年限的要求，新建的高压柜采用新的高压柜型号，淘汰有安全隐患的高压柜，并根据新方案的要求，选定高压柜的型号。根据国家电网典设，现有负荷开关柜、断路器开关柜、电压互感器柜及计量柜等柜型。高压柜有固体和气体之分，分别用在不同条件下。查到看压接线图，如果为负荷柜和半绝缘柜，就需要更换新的高压柜。

本方案的高压柜中先放一面PT柜，属于电压互感器柜。引入K柜1根电缆，K柜是馈线柜。出线到变压器的柜子是B柜，是断路器柜。800 kVA以上的变压器需要采用断路器柜，800 kVA以下的变压器需要采用负荷开关柜。环进环出到专用变压器用断路器柜，环进环出到公用变压器采用负荷开关柜或者断路器柜。高压柜靠墙距离大于25 cm，K柜到墙的距离大于40 cm，B柜到墙的距离大于45 cm，PT柜到墙的距离大于55 cm。本方案采用统一尺寸，方便安装和维护。负荷开关柜、断路器柜及PT柜采用751 mm的深度，1 836 mm的高度，计量柜采用1836 mm的高度、820 mm的深度、750 mm的长度。PT柜采用400 mm的长度，断路器柜采用450 mm的长度，负荷开关柜采用359 mm的深度;需接三遥功能。高压柜母排采用TMY-3×（63 mm×6.3 mm）尺寸。参照电流互感器技术规范书及永磁断路器柜技术规范书，PT柜采用SF6全绝缘全密封环网柜，高压柜均带熔断器。

2.2.3 变压器的选型

变压器是设计方案中的重要设备，现场实际勘查时发现，变压器有各种型号，例如S7-315 kVA、SCB9-100 kVA、SCB10-100 kVA、SBH15-M-630 kVA、SBH15-M-500 kVA、S11-630 kVA、S11-M-500 kVA。现根据国家相关规定，淘汰S7油式变压器和SC3、SC5、SC8型干式变压器。新型变压器统一采用S13系列及以上的630 kVA、800 kVA、1 250 kVA、2 000 kVA。变压器使用年限达到退休年限和负载率超标的都需要更换。负载率过高，超过60%，变压器的高压端和低压端均需设置避雷装置，其接地应该与变压器中性点和金属外壳相接。根据供电范围（如图1所示）所需功率，确定变压器的容量，计算供电范围内的负荷，按需时系数和用电功率及负荷密度表计算，具体见案例算法。

2.2.4 低压柜的选型

参照低压柜规范资料，对本方案的低压柜参数做出选择。低压开关柜所带负荷开关配电回路最大达到630 A。电压、尺寸和IP防护等级均从厂家获得。低压柜安装需符合周围环境条件，如海拔高度、地震烈度、污秽条件。规定额定频率为50 Hz。断路器、低压成套柜等系统中性点直接接地。接线形式采用单母线分段，电缆或者母线槽引入，一般用VV-0.6/1 kV-3×300 mm2电缆，当变压器超过630 kVA时，采用母线槽到低压柜。母线槽的大小是变压器的2倍。母线槽的选型表见表1。柜体门采用防爆柜门。

低压柜体应该方便人维修、检查、维护等。低压柜有低压进线柜、低压补偿柜、低压馈线柜、低压联络柜、发电机进线柜、低压转角柜、低压计量柜。外壳防护等级为IP4X，低压柜用GCK，所有的柜子高度为2 200 mm，当变压器为630 kVA时，进线柜和联络柜的尺寸为800 mm的宽度、1 000 mm的深度，馈线柜的宽度为600 mm，电容补偿柜的宽度为600 mm，当变压器为800 kVA时，进线柜和联络柜的尺寸为800 mm的宽度、1 000 mm的深度，馈线柜的宽度为600 mm，电容补偿柜的宽度为600 mm。联络柜的宽度为 1000 mm。最大的水平母线排的宽度为150 mm。母线可以从低压柜上进也可以上出，可以下出也可以上出。250 A以下的开关额定运行分断能力≤35 kA，250 A以上的开关额定运行分断能力≤50 kA。本方案的开关大小大多按原设计选取，也有一部分开关大小需要做调整。低压出线是按负荷的大小算出所需的电缆大小。电流互感器在考虑额定电流时，电流表的2/3至4/5的位置，电容补偿柜的计算容量为变压器容量的20%。

3 老旧小区改造示例

老旧台区中有商业负荷没有抄表到户的，需要抄表到户，裙楼是商业负荷，塔楼是居民用户，居民负荷和商业负荷近年来都逐渐增加，原有的专用变压器容量已经无法满足小区的用电需求，因此需要增加1台变压器作为公共变压器。

图2所示星月楼为商业楼，有一条市政高压进线接路灯箱变，再由路灯箱变接至新建的高压柜，由于星月公寓以前使用的是商用变压器，所以当变压器快满载负荷时，就要重新规划，新建1台公用变压器，提供所有居民用电和公用负荷用电。如图3所示，当高压系统图的初步方案做好以后，可以开始设计高压柜，由于变压器是1 250 kVA，大于800 kVA，所以用SF6全绝缘柜，由团结F28园丁公用综合房引来，母排大小为TMY-3×（63 mm×6.3 mm），由PT柜引入，然后由K柜接引来的线由B柜引出，一回备用，一回引至原先的路灯箱变，一回接新建的变压器。由于这是一个商业专变末端，所以不需要环出。由高压柜接到变压器上的线采用ZRC-YJV22-8.7/15 kV-3×120 mm2，以前的变压器负载率为65.10%，超正常负载，而且居民和公用负荷超过200 kW，所以需要新增一台1 250 kVA变压器。变压器长2 000 mm，深度和高度均为1 600 mm，所以配电房要有充足的运输通道。因此，要重新设计低压配单房图，明确需要改造的工程量，并做预算，此外工程量也需要体现在设计图上。

路径和低压柜按实际状况进行布线，引出4条电缆，根据负荷计算电流，根据电流在电缆选择表中根据载流量选择电缆，7～13层，一共7层，每一层25户，其中的一个单元为10户，另一单元为15户。15×6×7=630 kW，电流=计算功率/（1.732×额定电压×功率因素）=958 kA，查表可得，240 mm2的电缆载流量是518 kV，所以每一单元用2条ZRC-YJV-0.6/1kV-4×240 mm2+1×120 mm2。从地下室的配电房里分别引入1、2单元电井里每一个单元的电缆线，一根引入7楼，另一根引入13楼，7楼以下全部为商业负荷。电房平面布置图如图4所示，低压柜如图5所示。

进线柜的额定电流是变压器容量的2倍。运行分段能力为65 kA，电流互感器按照低压系统参数选择表填写，配多功能仪表。计算补偿柜的容量是变压器容量的20%，公用变压器也与该实例大同小异。表计方案随低压柜的更新也会有所改变，需要重新统计。

4 结语

经过本次项目实践，对本类电力工程有了系统性了解，也证明本方案的可行性，本文介绍了老旧台区改造的基本方法，不足之处是现场环境比較复杂，还不能实现更进一步的智能化，未来随着科技的发展，会配备智能配电房，建立智能电力系统。

参 考 文 献

[1]谭琼.中国南方电网公司10 kV及以下业扩受电工程典型设计（试行）[M].北京：中国电力出版社，2012.

[2]谭跃凯.10 kV及以下业扩受电工程技术导则（2018版）[Z].2018.

[3]GB/50053，20 kV及以下变电所设计规范[S].