10 kV变配电设计的常见问题剖析

刘楷

摘 要：10 kV变配电处于电力系统终端，是电力系统的关键构成，其设计方案的优劣对电力用户用电效果和设计成本有很大影响，10 kV变配电的设计从技术方面看似乎相对简单，可现实对设计工作者设定的标准非常高，文章针对10 kV变配电的设计过程中，变配电设计常见问题实行剖析，为今后的设计工作提供借鉴。

关键词：10 kV；变配设计；问题

中图分类号：TM727.3 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2015）32-0104-01

首先要了解10 kV变配电的设计要求和相关制度以及变配电设计当前状况和电力公司设定的标准，还要对用户用电需求、种类以及供电现场条件的因素进行分析，以变配电设计现状为基础，找出其设计中存在的不足，本文针对10 kV变配电设计中的问题进行剖析，力求得到行业相关人士的关注。

1 10 kV变配电设计常见的问题

①采用变高压熔断器缺乏规范性，不仅要参照设备正常运行的情况下，负载所吸收的电流运行电压等技术参变量，更要符合安装部位的断路容量标准.因当前的10 kV电力网多采用电缆连接，在具有电阻、电感和电容的电路里，对交流电所起的阻碍作用不强，当用电位置和变电所距离不远的情况下，安置部位的电力系统在运行中，相与相之间或相与地之间发生非正常连接时流过的电流通常高于熔断器的正常标准，此时安装在外部的跌落式熔断器则不能满足正常工作环境标准，因此需选用户外专用的断路器进行保障。

②各类高层建筑物要依照各级要求负荷进行电力供应，需安装特殊的回路进行供电，另外，在一级电能分配设备末端安装自动化线路切换设备，可是部分设计对一级和二级电力负荷运用单一电源或者每个负荷只有一个供电电源的回路进行供电，开端进行线路切换，一些设计甚至未针对消防设备应用单独电源进行供电，尽管通常有备用线路，一旦供电电源发生超负荷，电源被迫断开，消防设备无法正常工作，导致损失惨重。

③一些变电站从低压端进行出线，中性线横截面积25 mm2，地线横截面积10 mm2，与国家相关要求不相符，因此，当中性线横截面积为25 mm2的情况下，地线横截面要达到16 mm2。

④当中性线的横截面积和火线没有差别，或者低于火线横截面，依然可以为火线上的用电设备提供保障，中性线上可免装保护装置，当中性线不可为火线上的用电电器提供保障，需要在中性线上安装保护装置，将对应火线切断，不需切断中性线。

⑤配变电站通常安装于第三类防雷建筑中，接地设备应同电气设备等共同使用，不仅能减少电流由接地装置流入大地再经大地流向另一接地体或向远处扩散所遇到的电阻，还能节约材料，可部分配变电设计却分开了防雷接地设备与其它接地设备。

⑥我国有关法律法规要求，不许生产、营销以及运用明文宣布淘汰的产品，否则视为触犯法律，要负法律责任，其中自然包含电气设备，许多年以来，我国先后明令淘汰的电气设备数以百计，可是许多明令淘汰电气设备在某些地区依然被使用。

⑦依据有关法规，低电压保护设备要断开发生短路问题的线路，需达到短路情况发生后的动稳定和承受短路时巨大热量的能力标准，且要拥有规定的条件下，能在给定的电压下接通和分断的预期电流值，可是部分变配电设计未进行计算就采用MCB，其通断能力低于要提供保障线路的电流要求，所以出现问题时，不仅无法为问题线路提供保障，还会因其通断能力太低导致MCB发生爆炸。

⑧配电线路上级和下级为电器提供保护的行为要有针对性，非关键负荷的保护线路能够无针对的进行断开，但多数变配电设计，不管负荷是否关键，上级和下级都选择非针对性塑料外壳断路器，使保护线路的针对性缺失。

⑨接用火线零线不平衡负载，变压器联结组别为Y，ynO，其中规定相线电流低于低电压绕组额定电流的1/4，所以很大程度制约了接用的总容量，对变压设备效果的正常发挥不利。

2 电气设备、元件以及材料的选择和加装

①因为GG1A高压配电柜，PGL型低压配电柜和正常运行方式下的母线和后柜为是敞开式结构，存在安全隐患，容易导致短路问题发生，所以依据配电柜行业标准，以上两种配电柜均已停产，由其他类型配电柜进行替代，可部分变配电设计依然采用GG1A型和PGL型配电柜。

②PVC电缆正常工作温度是70 ℃，不可超负荷工作，通常设计使用年限为20 a，PVC电缆燃烧形成有毒气体，PVC绝缘材料生产过程中会对环境造成污染，但XLPE电缆的正常工作温度虽比PVC高20 ℃，可以超负荷工作，设计使用年限为 40 a，有良好的抗化学腐蚀能力和防水性能，不含卤族元素，横截面积相同的电缆，XLPE的导体能够连续承载而不致使其稳定温度超过规定值的最大电流，总体规格可以降低，XLPE电缆的安全可靠与价格都优于PVC电缆，西方国家选用XLPE电缆所占比已经非常高，我国也在大力提倡XLPE电缆的应用，有望渐渐淘汰PVC电缆，可依然许多变配电设计采用PVC电缆。

③低电压出线端的ATSE维持正常和备用电源与关键用电负荷彼此的关系，却极易遭到忽视，一些设施的ATSE采用电压AC，电压DC与一些联锁装置构成，也有采用双断路器额外安装在通过断路器或者接触器的结构部分及连锁设备共同构成。

④针对10 kV线路和系统含有铜材料或者铝材料的衔接部位，设计时候常常忽视该衔接部位，所以铜和铝相互衔接，导体间呈现的电阻逐步提升，容易造成短路情况，严重时导致火灾发生，因此进行设计时要尽量提升衔接部位的铜铝含量。

⑤避雷设备的放置部位非常关键，若提供保护的线路变配电设备的10 kV避雷设备安置在电线杆上，和需要提供保护的设备距离间存在从元器件封装体内向外引出的导线其与避雷设备流过放电电流时保护器指定端的峰值电压互相叠加到变压器，很大程度提高其破坏程度，若避雷设备安置在变压器上，仅仅避雷设备流过放电电流时保护器指定端的峰值电压施加于变压器，变压器的冲击耐压能力高于避雷设备流过放电电流时保护器指定端的峰值电压，变压器就不会受到损害。

⑥低压无功补偿控制器依据用户用电情况和电力网工作的参变量，自动控制移相电容器的容量，实现科学补偿与降低耗电量的标准，为提升控制器的技术水平与安全系数，需依据设备用电现状，进行静态或动态无功功率补偿，防止对电力网产生影响，实现高效的用电标准。

3 结 语

变配电设计作为用户端供配电的关键系统，进行变配电设计过程中，安全性和稳定性是必须重视的方面，在实现安全性达标的前提因素下，细致优化设计方案，确保其科学合理且节约资金，是设计工作者和电力公司目前共同努力的方向，力求为我国电力行业的长远发展提供助力.

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