10kV配电工程设计

武帅

（重庆万州区电力设计事务所 重庆万州 404000）

10kV配电工程设计

武帅

（重庆万州区电力设计事务所 重庆万州 404000）

10kV配电工程越来越多，其设计研究也越来越深、越来越广，更是成为了我国现阶段电网改革的主要内容所在，基于此，本文主要对10kV配电工程设计的基本要点进行了分析，并分别阐述了10kV配电工程设计的具体应用，以期为相关人员提供参考。

10kV；配电工程；设计

1 引言

10kV配电工程作为我国电网建设中非常重要的一个组成部分，其对供电企业以及用户用电的安全性、稳定性有着重要的影响。为了提高供电可靠性和安全性，则需要不断提高配电工程的设计质量和施工质量，提升客户对于配电工程的满意度，因此，加强对10kV配电工程的设计有着十分重要的意义。

2 10kV配电工程设计要点

2.1 10kV开关站设计

设计10kV配电工程时，要注重防火、通风、防洪、防潮、防毒以及防噪等各项要求，可参照《35～220kV城市地下变电站设计规定》（DL/ T5216-2005）的有关设计要求进行设计，一般将开关站的设计分为两类，分别如下所述：

（1）进行继电保护装置的10kV开关站电气主接线的配置时，可以使用单母线分段接线的方式，2回进线，4-12回出线。设备短路电流水平：16kA、20kA、25kA或31.5kA。选择主设备时，则使用真空或者SF6断路器（或负荷开关）。对于电气二次部分，则选用微机型进行保护，设计时按照无人值班的状态进行设计，予留配网自动化接口。二次电源则使用交流220V或直流220V（110V），直流系统电源则要做到满足全站2h事故停电的要求。

（2）10kV开关站中未设置继电保护装置的，电气主接线则使用单母线或者单母线分段进行接线。设备短路电流水平：16kA、20kA或25kA。选择主设备时，则主要使用负荷开关或者熔断器组合设备。

2.2 10kV配电站设计

设计10kV配电站时，主要选用低损耗节能性变压器，且单台容量适合低于630kVA；对于负荷密度较大的地区，单台容量不宜超过1000kVA。设计变压器的土建设施时要根据最终容量进行设计。电气接线则主要采用10kV单母线、单母线分段或线路变压器组接线方式，380/ 220V使用的单母线或者单母线分段的接线方式进行。

2.3 10kV柱上式变压器设计

10kV变压器包含的有三种主要变压器，分别是：①10kV柱上变压器；②10kV屋顶变压器；③10kV落地变压器。10kV配电变压器采用的为低损耗的变压器，据有关规定以及运行的经验选择的配置为无功补偿装置。对于10kV柱上变压器，考虑变压器容量时根据低于400kVA，分为三相变压器以及小型单相变压器。安装低压配电箱时则使用侧挂式以及悬挂式的方式进行，建成变压器台架以及二次接线时则根据最终容量进行，还需要对10kV、380/220V侧配电进行引线设计，同时要做好绝缘密封设计以及工作接地的设计，并且安装一圈安全护栏，对于10kV落地变压器进行保护。

2.4 柱上开关台设计

断路器开关的用途多种多样，其主要为联络开关台、分支开关台、分段开关台。其中分支开关台又分为电缆分支和架空分支；而根据开关台的结构进行划分，又可以将其分为双杆开关台以及单杆开关台；而根据安装开关的方式进行划分则可以分为吊装式以及坐桩式；而根据所装的杆塔回路数进行划分可以分为单回路以及双回路两种形式。通常在耐张杆上安装开关台，在直线杆上安装分支开关。

2.5 10kV电力电缆敷设设计

设计10kV电缆敷设时主要是针对电缆的型式、截面以及环境的要求，设计一套电缆敷设方式。敷设电缆时主要依据以下几点因素进行选择，即：①不同电压等级的电缆回路数；②电缆的截面；③电缆的芯数以及型号。常见的几种敷设方式有：①直埋敷设；②排管敷设；③电缆沟敷设；④电缆隧道敷设；⑤电缆过桥敷设；⑥电缆桥架敷设等。

3 10kV配电工程的具体设计应用

3.1 工程案例

某单位新建一栋四层集体宿舍楼，宿舍楼用电设计从本单位35kV电站引一路10kV电源到10kV变电站，经变电站降压为380/220V送到各楼层，现主要针对10kV配电工程的设计进行分析。设计与宿舍楼相配套的变电站时，主要设计内容包含有10kV变电站的进线电缆、高压开关柜、变压器、低压开关柜以及防雷措施等。宿舍的每层有16个房间，且每个房间中包含的大功率电器为空调以及热水器，加之其他电器和照明最大用电量为3kW，四层所有房间用电量合计3×16×4=192kW。楼内配套设施用电为：楼道照明、消防报警、监控装置及其他附属设施，总之整栋楼的用电量大约200kW，所有用电负荷为三级负荷。楼道安装应急逃生指示和应急灯，当出现火灾和断电时进行指示和照明。

3.2 设计的要点

3.2.1 10kV变电站的的进线电缆设计

该工程中10kV变电站距离35kV电站有800m，因而选择高压母线时有两个主要选择，即架空线路和电缆线路，前者投资成本少，维护较为方便，能够及时的发现故障并排除故障，不受地形影响；而后者则运行更可靠，且不受外界因素的影响。进行综合考虑后，建议选择单母线铠装地埋电缆，型号为YJV22-8.7/10kV3×50。对高压电缆进行耐压试验，绝缘电阻不应小于10ΜΩ。埋设标志桩时则要根据相应的规定进行设置。电缆要防止中间出现接头，当电缆的长度跟其制造的长度比较长时，则可以使用中间接头的方式，并且在电缆沟或隧道人孔、手孔处做明显标志，中间接头应考虑防爆、防水等保护措施。

3.2.2 10kV高压开关柜设计

高压电缆会穿过墙体经过室内的电缆沟跟高压开关柜进行相接，而高压开关柜则主要由柜体以及断路器构成，柜体又包含有壳体、电器元件、各种机构、二次端子及连线等组成。此工程中会用到ZN28A-10型系列真空断路器，真空断路器也可配用CD17系列电磁操动机构，隔离开关采用GN30-10旋转式隔离开关系列产品。选择变压器时要对损耗和实际容量予以考虑。

3.2.3 10kV变压器的设计

近几年，国家新开发并生产的节能型变压器主要有三类，分别为S9和S11及S13。就性价比而言，新建或改造变压器时，通常选用的为S9型低损耗变压器。为了避免太阳的直射导致室内的温度升高，则需要在工程的四周增加一些隔热材料或者采用双层夹板结构，设计顶盖时，则设计为空气垫或隔热材料的楼板结构，内设通风道，装有人工强迫排气通风装置，开启和停止装置时主要由变压器室的温度进行人工控制，设定温度整定值时要根据允许温度的80～90%进行设定；当室内的温度正常时，则可以利用自然通风的方式进行散热。避免灰尘影响到变压器的绝缘性，则可以在连接变压器处加上一层绝缘防护罩。

3.2.4 低压开关柜的设计

在低压开关柜中选用四组抽屉开关分别向宿舍楼的各楼配电箱进行电缆的引进，其中每层楼16个房间以及其附属设备，根据其功率进行划分，能够将其分成三组，并跟配电箱中的三相火线以及零线分出的空开进行连接，一个房间或者一组附属设备分别对应一个空开，确保每一条线路的输出电压为220V，当房间或者附属设备的电流过大时，空开则会自动跳闸，能够对设备进行保护以及隔离。低压电缆则使用四芯的铜质电缆，选择铜芯截面积时要以负荷的额定电流为依据。每层楼的负荷功率大约为50kW，三相火线每一相上的电流为75A左右，所以选择35mm2的铜芯电缆。

3.2.5 变电站的防雷措施

采用沿变电所进线电缆沟敷设一根40×4的镀锌扁铁与变电所接地网可靠相连，并在高压开关柜内安装避雷器。在变电所内装设避雷器的目的在于限制入侵雷电波的幅值，使电气设备的过电压不致于超过其冲击耐压值，而变电所的进线段上装设防雷保护带的主要目的，在于限制流经避雷器的雷电流幅值及入侵雷电波的陡度。

4 结语

随着我国经济的不断发展，人们生活水平不断提高，客户对供电质量要求也越来越高，10kV配电工程作为用电端的配套工程，起到了举足轻重的作用；如何考虑规划发展，如何优化设计方案，如何选择电气设备，如何实现配网自动化等，都是10kV配电工程设计时需要考虑的问题，当设计解决好这一列问题后，整个10kV配网的供电可靠性和安全性就会得到充分的保障。

[1]刘俊.浅谈10kV配电工程设计[J].城市建设理论研究：电子版，2011（21）.

[2]龚丹青.10kV配电网工程设计浅谈[J].通讯世界，2014（12）：100～101.

[3]邓晓光.浅谈10kV配电网工程设计[J].通讯世界，2015（18）：180.

TU852

A

1004-7344（2016）24-0118-02

2016-8-5

武帅（1979-），男，工程师，大学本科，主要从事电力设计工作。