10KV箱式變電站設計

莊曉明 張瑞奇

摘要：隨著人們生活質量在不斷提高，對于用電的需求在不斷加大，為適應當前城網改造的需要，結合設計與生產施工經驗，本文提出一系列10kV箱式變電站設計應該注意的幾個方面，從結構、基礎、內部設計等諸多方面分別進行分析。

關鍵詞：10KV;箱變;設計

引言

隨著市場經濟的發展，國家在城鄉電網建設和改造中，要求高壓直接進人負荷中心，形成高壓受電一變壓器降壓一低壓配電的供電格局，所以供配電要向節地、節電、緊湊型、小型化、低損耗、低噪音、安全、無污染、無人值守的方向發展。箱式變電站亦稱組合式變電站，簡稱箱變是一種能深人負荷中心作為受電和配電的新型成套設備，是由高壓開關設備、變壓器、低壓開關設備和功率補償裝置等組成在一個或幾個箱體內構成緊湊型的變配電成套裝置，在城鄉電網中得到廣泛應用。

1、10kV箱式變電站的基本結構

1）基本結構10kV箱式變電站通常分為高壓部分、低壓部分與變壓器，分布方式一般選擇品字型分布或目字型分布。2）設計要求在對10kV箱式變電站進行設計時，除了參考標準的電力工程設計規范以外，還需要注意變電站承載上限、接地網絡的設置、變電站設備的安全防護措施、變電站防水措施、檢修孔設置、電源線路的鋪設等。

2、10KV箱式變電站設計淺議

2.1 10KV高壓室

1）進線和計量室設備的進口刀閘電壓10KV，容量在400KVA及以下的變壓器可選用額定電流為200A的刀閘;容量在500～630KVA及以上至2000KVA的變壓器，可選用額定電流為400A的進線刀閘。進線電源的避雷器和帶電顯示裝置均可安裝在刀閘和計量設備之前的同電位位置上。2）計量設備電壓互感器電壓10/0.1KV，標準等級為0.2;電流互感器電壓10KV變比為變壓器額定電流的85%～95%的電流且選較靠近的標準變比，標準等級為0.2S。CT和PT以及二次線部分，必須裝在計量室內，由供電部門掌握鑰匙，室內設備排列按電源前、負荷后的順序，CT在前，PT在后。3）受總室①高壓開關選VS1型，安裝一般為固定式;②保護與測量使用CT采用兩相式，準確等級為0.5級，保護10P級，變比按變壓器額定電流選擇或稍高些。③保護方式一般采用反時限繼電保護兩相式，交流故障電流可以用來做操作電源。此外，考慮到安裝上的方便，受總室還要考慮開關與出線聯結的反排位置，故其寬度應在350mm～400mm。4）高壓出線室①高壓只有單獨一路變壓器時，可由高壓受總室直接進入變壓器，容量小于630KVA時可使用負荷開關。②若高壓有多路分支，則必須設定相應的受總開關和繼電保護。各分支路應考慮采用負荷開關，帶電顯示和變壓器保護的避雷器與地刀設在開關下側的等電位點上。5）變壓器室高壓部分從進線到變壓器高壓套管的高壓母線，過去一般分兩段，開關之前采用銅排，開關之后采用10KV絕緣銅線或10KV絕緣鋁絞線;隨著現代對電力系統日益規范的要求下，這段高壓母線已經逐步被銅排或高載流量的優質電纜所替代。在這里，為了電力系統的安全和穩定，母線絕緣支撐點距離最好應不大于1米，母線進入變壓器室至變壓器套管間應考慮絕緣支撐點，低壓母線進入低壓計量室或受總室前，應考慮絕緣支撐點。

2.2低壓部分的設計

1）低壓計量室的設計將低壓套管的母線引入低壓計量室，在計量室內以電度表的電壓為參考安裝CT設備，保證電度表的正常運行。2）低壓出線的設計①低壓出線的測量通常使用三相電流測量方法或者單相電流測量法。②低壓出線室的寬度一般為1m左右，每個出線室可以安裝最多兩臺大容量設備或者三臺小容量設備。出線室的深度通常都是0.6m，如果開關電流較大，超過了3200A，那么出線室的深度可適當加深，大約為0.8-1.0m。出線室正面內側為母線室，外側為儀表室。③無功補償設計箱式變電站的無功補償通常是按照變壓器最大容量的30%進行補償。由于電容器是按三相電流模式制作的，所以每個電容器的容量應小于變壓器最大容量的十分之一。無功補償控制方式通常使用手動/自動控制方式。

2.3變壓器室

1）變壓器選擇箱變內的變壓器一般選用配電變壓器。配電變壓器的長期工作負載率不宜大于85%;設置在民用建筑中的變壓器，應選用干式或非可燃液體絕緣變壓器;預裝式變電站變壓器，單臺容量不宜大于800kVA;箱變內盡量選用D，yn11接線組別的三相配電變壓器。油浸式變壓器有硅鋼片疊鐵芯：S11-M、S13-M，有硅鋼片卷鐵芯：S11-R、S13-R，有非晶合金：SH15-M。800kVA及以上油浸變壓器都裝設氣體繼電器，它可以反映油箱內的一切故障，包括：油箱內三相短路、繞組匝間短路、繞組與鐵心或與外殼短路、鐵心故障、油面下降或漏油等。干式變壓器有硅鋼片環氧樹脂澆注：SCB10、SCB11、SCB13，有非晶合金環氧樹脂澆注：SCBH15。選擇變壓器時，除滿足國家標準和規范要求，還應綜合考慮節能和價格因素，達到最佳經濟效果。2）變壓器接線方式選擇配電變壓器的連接組別主要有兩種D，yn11、Y，yn0。常用的是D，yn11，它不僅有很好的防雷效果，還有效解決了中性點漂移問題，最主要的是能抑制3次諧波。諧波對電網以及配電設備有很大的破壞性，其中3次諧波特別明顯、突出，它會對電子、通訊一類的弱電元器件以及弱電線路形成干擾，也會降低配電變壓器的工作效率，降低變壓器和配電設備的使用壽命，甚至降低供電系統的運行效率和質量。因原邊繞組為“D”形連接，勵磁電流中的3次諧波分量，可在原邊繞組三相線圈中產生環流。每一相繞組中的勵磁電流相互疊加后，呈現尖頂波形，鐵芯中的磁通因鐵芯飽和呈現正弦波形，感應相電勢在原邊、副邊繞組中保持正弦波形，3次諧波分量被大量消除，有效抑制了3次諧波。D，yn11接線方式在抑制諧波方面比Y，yn0接線具有很大優勢。

4、箱式變電站的應用前景

目前許多用戶及供電部門對箱式變電站表示了極大的興趣，特別是農網改造工程、城市低變落地啟動后，箱式變電站的科研開發、制造技術及規模等都進人了高速發展，被廣泛應用于城區、農村一中小型變配電站、廠礦及流動作業用變電站的建設與改造，它替代了原有的土建配電房，配電站，成為新型的成套變配電裝置。在市區，箱式變電站可裝在人行道旁、綠化區、道路交叉口、生活小區、生產廠地、高層建筑等人群密集地，因其易于深人負荷中心，減少供電半徑，提高末端電壓質量，特別適用于電網改造，被譽為“世紀變電站建設的目標模式”。

結語

箱變高壓側設備采用負荷開關+熔斷器組合，能夠滿足大多數用戶使用要求，箱變實現配網自動化、智能化是今后的發展方向。箱變內宜選用Dyn11連接方式的變壓器。箱變低壓側設備宜選用改進型GGD開關柜。設計箱變時，特別要注意用戶負荷有無諧波，正確計算修正補償容量。正常情況下，箱變不宜超寬，超高。

參考文獻

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