10kV配电站电气系统设计

王志强

(吉林抚松水电股份有限公司，吉林 白山 134500)

随着社会经济的发展，当前生产生活离不开电力的支持，尤其是10kV电力系统尤为重要，是我国社会经济发展的首要保障。科学、合理的设计10kV配电站电气系统，对保障10kV配电站运行具有重要作用。

1 10kV配电站电气系统方案

1.1 10kV配电站开放式中型电气系统方案

10kV配电站开放式中型电气系统在占地面积上有一定要求，一般根据配电站开关系统的大小来加以明确，出线多采用电缆及架空线缆的方式，不仅能够确保开放式中型电气系统的正常运行，同时也极大降低了10kV配电站电气系统的占地面积。其中电缆出线模式中需要针对配电装置开关站发电机情况加以设置，此种形式的后期维护要求较高，维护人员需要掌握高压配电装置的实际情况，针对开关站具体应用模式加以分析，从而进行故障判断及日常运行数据信息的记录。架空出现模式其维护相对简单，占地面积较小，但在工程施工中，需要建立铁塔以架空线缆，其先期建设所需资金较多。上述两种开放式中型电气系统需根据10kV配电站的实际需求及预算加以选择。

1.2 10kV配电站GIS电气系统方案

GIS电气系统方案与开放式中型电气系统类似，其出现也是采用电缆及架空线缆两种形式。与开放式中型电气系统不同的是，GIS电气系统电缆出线模式需通过GIS设备与出线设备相连，并需负荷隔离开关、避雷器等电气设备，上述设备在运行中极易出现运行谐波，电气设备之间容易出现交互式影响，也会污染变电网，一般多采用稳定直流电及滤波器加以完善。架空线缆出现模式同样依靠GIS设备进行出现，并将线缆敷设与铁塔之上，但与开放式中型电气系统有所不同，GIS电气系统出现所需线缆及铁塔数量较少，布局比较紧密，因此，在性价比上具有较高的优势，其后期维护工作也相对比较简单。

根据对以上两种方式技术性、经济性加以分析，GIS电气系统的性价比及后期维护费用与技术水平较低，其适用性水平较高。同时，GIS电气系统的故障率较低，尤其是外部绝缘故障比例极低，在10kV配电站运行中极少出现绝缘性故障。虽然在前期建设过程中投入费用较高，但在10kV配电站出现故障后，通过GIS电气系统维修费用比较低，各项损失情况较轻。鉴于此，当前10kV配电站电气系统多采用GIS模式，具有较高的经济性和便捷性。

2 10kV配电站电气系统设计

2.1 10kV配电站电气系统方面

在10kV配电站电气系统设计方面，需要针对进线及出线回路数量进行设计，一般根据配电站实际情况分析，10kV配电站多采用16回进线，其进线端通过内桥进行接线安装，而出线则需采用母线加以分段式连接。相对110kV配电站而言，10kV配电站系统较为简单，只需通过变电站层面及间隔层面加以构建。

其一，变电站层面系统设计方面。(1)10kV配电站监控终端上位机，上位机需要针对底层设备数据信息进行分析，通过设备传感器收集系统内各项状态数据信息，并对系统内电气设备实时情况加以检测。同时，10kV配电站上位机还需满足数据信息的实时图形化展示，并确保其在正常状态下运行，一旦系统出现超限情况，10kV配电站上位机需要对其报警，以提醒管理人员针对10kV配电站超限现象进行处理。(2)10kV配电站工程师站，在10kV配电站电气系统之中，需要在每一个网络节点中设计工程师站，工程师站主要功能是针对系统加以维护，通常显示在每一个系统节点之中。工程师站节点设置情况是确保整个10kV配电站正常运行和日常维护的重要组成部分，因此，在系统设计中，需要针对变电站层面系统各个节点加以分析，以保障10kV配电站工程师站能够全方面覆盖整个系统之中。(3)10kV配电站通信管理机，其主要功能是针对网络终端与上位机之间进行信息及数据通信的转换，一般包含信息规约及格式进行转换。换言之，通信管理机就是一台调度管理机，将10kV配电站变电站层面各个终端的网络设备联系起来。另外，通信管理机可以实现通信调度与转换，其调度和转换根据所设置的权重值，进而保证整个10kV配电站变电站层面设备间通信的畅通。(4)10kV配电站线缆设备，在配电站变电站层面的各个设备之间，线缆质量是确保各项设备通信顺畅的首要保障，需根据变电站层面的实际情况选择线缆规格，从而保证通信信号能够通过线缆顺利传输。

其二，10kV配电站间隔层面。间隔层面分布在各个电气设备之中，通过间隔层面将各个电气设备相互之间保持隔离，从而避免电气设备之间相互影响和干扰。因此，合理应用间隔层是确保各个电气设备正常运营型的首要保障，在确保电气设备彼此隔离的基础之上，还需控制设备间信号彼此相连，从而形成链路断开、信号相连的设施连接形式，以促使电气设备高效运行。一般情况下10kV配电站间隔层多以单片机系统作为隔离层，也就是常见的16位PIC系统，通常ROM用于10kV配电站间隔层面输入通道，而RAM则用于输出通道器件。将单片机系统应用于电气隔离的同时，还需保证电气设备之间信号得以相互传输，另外，10kV配电站电气设备之间的隔离层面需满足继电保护及变压器的实时检测，并针对系统加以保护。由此可见，间隔层面是10kV配电站系统运行的关键环节，在设计师应根据配电站实际情况及功能需要加以设计，并针对不同的电气设备进行差异化处理，从而满足10kV配电站安全、合理运行的需求。

2.2 10kV配电站电气保护方面

10kV配电站电气保护系统主要分为三个组成部分，分别是母线保护、旁路保护及电源保护。其中，母线保护最为重要，在10kV配电站之中，只有确保母线在科学、全面的保护下工作，才能满足整个系统的正常运行。一般情况下，10kV配电站多采用分布式母线模式，此种，模式中，母线保护系统针对包含隔离保护及中央保护两部分实现对整个配电站母线的管理，隔离保护是将信号传输链路阶段，避免母线之间及母线和设备之间的相互干扰。中央保护是针对配电站母线下设的子单元进行保护与协调，一旦各个子单元在运行中出现问题，中央保护系统立即下达跳闸命令，从而保护母线及其他子单元的正常运行，以保障整个10kV配电站的科学运行。

3 结束语

综上所述，10kV配电站电气系统主流设计模式包含开放式中型电气系统与GIS电气系统，两者之间各具优势，但由于GIS电气系统的性价比较高，后期维护相对简单。因此，当前大部分10kV配电站多采用GIS系统，在GIS系统设计中应根据实际情况判断配电站各项需求，并降低电器元件谐波情况，以确保10kV配电站正常运行。

[1] 黄峰.10kV配电站电气系统设计[J].建筑工程技术与设计,2017，(19):2882-2882.

[2] 晏聪.探究10kV 配电站电气系统设计[J].建筑工程技术与设计,2016，(20):2742-2742.

[3] 胡平,董昕,贺春光等.基于10kV电网结构的110kV变电站接线型式选择[J].上海电气技术,2017,10(2):31-34.

[4] 佟静.关于10kV配电站电气设计的探讨[J].科技创新与应用,2015，(16):188.

[5] 李威龙.浅析10kV配电站电气系统的设备及设计[J].建筑工程技术与设计,2017，(1):739.

[6] 李攀.10kV变配电站一、二次电气设备的选择[J].城市建设理论研究,2015，(22):2124-2125.