探析10kV及以下变电所设计要点

李世

摘    要：在我国电力输配体系中，10kV是电力输配至用电设备的电力等级，10kV及以下的交流电经过电力变压器变压后可直接供电，这一变压过程的场所就是变电所，也是电力体系中分布范围最广的变电场所，与人民群众生活靠近，对用户用电稳定性、安全性影响很大。本文从10kV及以下变电所本身入手，分析并探讨10kV及以下变电所的设计要点，希望可以提高变电所供电稳定性和安全性。

关键词：10kV;变电所;设计要点

1  引言

隨着社会经济的不断发展，人们对于生活质量的要求也不断增高，电力作为现代社会重要的资源形式之一，被广泛应用于社会生产生活之中，人们对于电力供应的要求从电量充足发展为电力稳定安全供应，电力供应压力与日俱增。随着我国科学技术的不断发展，传统的35kV等变压等级逐渐退出我国电力体系，从110kV直降到10kV成为应用更广泛的变压等级，10kV及以下的变电所在工业园区、住宅区、商圈中被大幅度应用。因此，10kV及以下的变电所与人民群众的生活距离较近，设计质量、运行质量直接影响到人民群众生产生活的质量，必须引起变电所设计团队工作人员的重视。

2  10kV及以下变电所概述

在国家电力标准GB 50053—94中，针对10kV及以下变电所的定义是“10千伏及以下交流电经电力变压器变压的场所”，在10kV及以下变电所中完成变压的交流电可直接供应用电设备使用，是保证覆盖范围内用电设备用电质量和安全的重要场所。10kV及以下变电所中通常包含变压设备、输配电线路、电气保护设备等部分，用于保证交流电变压的质量，保证对用电设备的稳定电压供应。从变电所的用途上来讲，变电所可以被分为升压变电所、降压变电所、终端变电所、牵引变电所等，其中应用最为广泛的是用于输配电网络末端的降压变电所，也是城市、乡村中常见的变电单位。

3  10kV及以下变电所设计要点

3.1  电气主接线方案

在变电所设计中，接受与分配电能的电路承担着传输高压交流电的重任，是变电所的主要工作对象，围绕它设计的部分也被称为电气主接线方案。主接线部分常见的接线方式是单线接线，即按照工作顺序将设备相互串联。为了保证主接线部分的稳定运行，提高变电的稳定性，主接线部分的配电往往采用双母线或分段单母线的方式，以备在主接线部分中出现故障时使用，尽可能避免停电事故的发生。母线形式的具体选择参考主接线部分的实际负荷和变压等设备的符合参数，通常来讲低压双母线、高压单母线，但也未必没有例外，需要设计人员更加实际情况进行选择。在无法停电维修的断路附近，设置旁路母线是比较常见的方法，能够有效降低变电所因故障导致供电波动的可能性，提高变电所的运行稳定性和安全性。

3.2  电气保护设备的设计

对于变电所而言，电流保护、电流速断等形式的电气保护设备意义重大，是保证10kV及以下变电所正常、安全、稳定运行的必要设施，必须要引起设计团队人员的重视。过电流保护是一种当电流超过预定范围最大值时自动启动保护装置的保护动作，由电流测定设备、断路器、报警设备等部分组成，当测量发现电流高于预定范围时，断路器启动，报警设备发出报警信号，对断路器后段的设备、线路行程保护。电流速断保护是一种当短路电流超过预定值时自动启动保护装置的保护动作。电流速断保护通常分为没有时限和有时限两种，没有时限的电流速断保护具有选择性，但存在保护死角，有实现的电流速断具有保护线路全长的能力，但失去了选择性，需要变电所设计团队根据实际需求进行选择。瓦斯保护是一种针对油浸式变压器的气体继电保护动作，对匝间或层间短路故障、铁芯故障、油面下降故障等现象均有灵敏的反应。瓦斯保护的形式是当油浸式变压器出现故障时，电弧的变化产生大量的气体，故障程度不同，气体产生量不同，推动油流动的程度不同，从而对变压器产生不同程度的保护。瓦斯保护能够在故障的初期就进行灵敏保护，且根据故障程度分别采取发布预警信号和直接断电的后续动作，即使运维人员不能及时采取措施，也能够有效避免油浸式变压器的事故。

3.3  变电所接地设计

接地设计对于10kV及以下变电所而言比较重要，是保证变电所设备、线路稳定运行的重要设计部分，能够在出现漏电等现象时保护好运维人员的生命财产安全，避免触电事故。通常情况下，变电所需要进行重复接地，保证任意一个连接着架空线路的电器设备、电缆头、电线杆进出线都接地，保证变电所整体的运行安全和稳定。10kV及以下变电所中的电气设备金属外壳、变压器高压侧的中性线等部分的接地电阻要小于 4Ω，保证多余的电子沿接地线流入大地，避免在人体接触时形成触电。接地设计中接触电阻的设计需要充分参考去地下土壤的电阻率、地下水位等参数，切忌想当然，需要进行实地测量后进行计算。若变电所所处位置的地下水位较高，接地网与引线的锈蚀可能性很大，需要做好相应的防锈处理，避免因锈蚀影响接地网中后期的防护效果，降低对人体和设备带来隐患。接地设计时要考虑到均压效果，注意接地体的埋深，接地网的形状，适当使用均压带措施，保证接地引线的长度适宜，避免引起跨步电压过高问题，保护人体健康和安全。

4  结束语

本文主要分析、探讨了10kV及以下变电所的设计要点，阐述了关于主接线方案、输配电线路、电气保护设备等方面的设计问题，希望可以为提高10kV及以下变电所设计质量提供一些思路，切实提高10kV及以下变电所的变电稳定和安全性。

参考文献：

[1] 张鹏骞，陈润龙.浅析10kV降压变电所设计[J].建材与装饰，2016（22）：233～234.

[2] 王明英. 居民小区10kV一次降压变电所技术设计[J].科技创新导报，2017（16）：55～56.