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关于10kV箱式变电站分析及其设计注意问题思考

2017-04-20曹峰

科技视界 2017年1期
关键词:箱式出线电缆

曹峰

【摘 要】电力资源是当前社会发展不可缺少的主要资源,其不仅影响人们的生活质量,还会影响企业的生产活动。随着我国变电技术的不断发展,10kV箱式变电站已经开始在全国范围内慢慢普及,大大提高了我国变电站的运行效率。本文就10kV箱式变电站的结构、设计要求、设计要点进行分析与讨论,为我国10kV箱式变电站的设计提供一定参考。

【关键词】10kV箱式变电站;设计要求;设计要点

为了提高城市用电效率,降低电能运输损耗,许多城市都正在实施城市电网改造。而10kV箱式变电站是城市电网当中的重要组成部分,因此在进行城市电网改造时,需要注意10kV箱式变电站的设计,不仅要满足基本的安全、稳定运行要求,还要满足内部结构细节设计的要求[1]。

1 10kV箱式变电站的基本结构

1.1 基本结构

10kV箱式变电站通常分为高压部分、低压部分与变压器,分布方式一般选择品字型分布或目字型分布。

1.2 设计要求

在对10kV箱式变电站进行设计时,除了参考标准的电力工程设计规范以外,还需要注意变电站承载上限、接地网络的设置、变电站设备的安全防护措施、变电站防水措施、检修孔设置、电源线路的铺设等。

2 10kV箱式变电站的设计要点

2.1 进线电缆设计

进线电缆设计需要注意以下几点:

1)进线电缆的负载极限至少为所有出线负载之和的1.5倍。

2)进线电缆所能承受的极限电流设计应该参考电路中最大短路电流的数值。

3)进线电缆的绝缘性能应与运行环境下的电压等级相匹配,且最好选择绝缘性能较好的进线电缆,保证电网的安全运行。

4)箱式变电站内保留的进线电缆长度为实测长度的1.1倍,多余的部分则埋在箱式变电站的基础外侧[2]。

2.2 高压部分的设计

2.2.1 进口刀闸的选择

10kV箱式变电站通常选择额定电流为630A的进口刀闸。进线电源的防雷设施以及电流测试装置都可以设计在进口刀闸之前的位置。

2.2.2 计量设备的选择

电压互感器的标准等级为0.2、电压为10/0.1kV;而电流互感器的选择需要参考变压器的标准电流,一般电流互感器的电流都为变压器标准电流的100%,标准等级为0.2S。CT设备、PT设备以及二次线路通常都位于计量室内,设备排列方式一般是将电源排在前列,将负载排在后面。

2.2.3 受总室的设计

开关通常都是设计为固定开关;而保护与监测系统所使用的测量设备使用双绕组(双线圈)设备,精确度等级为0.5,保护等级为10P;保护方式采取微机保护,故障时产生的电流可用作临时操作电源。此外,为了便于安装,需要对开关与出线相连位置的宽度进行调整,使其控制在40cm以下。

2.2.4 出线室的设计

如果高压部分只有一路,那么可以将受总室接入到变压器,然后设置一个总的负荷控制开关,用于控制出线的连接与断开;如果高压部分存在多条出线线路,那么在每条支路上都要设置相应的负载开关以及继电保护系统,并注意线路测量装置和防雷装置的安装,保证每条线路的安全[3]。

2.3 变压器的设计

高压部分与变压器相连,对于连接部分主要可以划分为两段:从高压出线部分到开关之间使用铜排,从开关到变压器部分则使用绝缘铜线。但是随着人们对电力系统的要求逐渐提高,从开关到变压器部分的这段绝缘铜线由更加优质的电缆取代,为了维持变电站的稳定运行,这段线路的每个绝缘支撑点的距离要控制在1m以内。

变压器是整个变电站的核心设备,所以变压器的设计也是整个变电站设计的关键。首先,在选择变压器时要考虑到当地的用电情况,如果当地有许多不允许中断供电的重要负荷或者负荷随着季节的变更产生较大变化时,至少要安装2台变压器,以保证变电站运行的稳定性,在正常运行时可以分担负载,当其中某一台变压器发生故障时,另一台变压器还可以临时承担起全部的工作任务,维持变电站的运行。

对于变压器的设计要注意以下几点:

1)以保证整个变电站正常运行为前提条件,考虑到某一变压器出现故障时另一个变压器的负载情况,从而确定变压器的容量。

2)参考变电站总的占地面积,再考虑到其他设施设备的占地面积,最终确定变压器的占地面积以及分布位置。

3)在选择变压器的容量时,要考虑到低压侧的短路电流,如果将某一台变压器的容量提高,必然会增加低压侧短路的风险,从而提高设备选择的难度。所以如果需要用到大容量的变压器,就必须要做好低压侧的短路电流限制工作,选择匹配的断路器。

4)注意变压器支承车的安装顺序与结构,保证支承车能够顺利运行[4]。

5)变压器室内通风设计。变压器通常是安装在变压器室内,而变压器在运行过程中长期有电流通过,会产生热效应,当电流较大时,热效应比较明显,变压器的工作温度会有所提高。为了防止变压器因温度过高被烧坏,需要为变压器室设计通风系统,并安装一定的温度监测装置。温度监测装置最好是安装在不影响设备检修的位置,而通风装置则安裝在受总室内或者出线室内。

6)接地网的设计。变压器的接地位置最好在横头两侧。

7)保护CT设备的设计。保护CT设备最好设置在套管与接地点中间。

2.4 低压部分的设计

2.4.1 低压计量室的设计

将低压套管的母线引入低压计量室,在计量室内以电度表的电压为参考安装CT设备,保证电度表的正常运行。

2.4.2 低压出线的设计

1)低压出线的测量通常使用三相电流测量方法或者单相电流测量法。

2)低压出线室的宽度一般为1m左右,每个出线室可以安装最多两台大容量设备或者三台小容量设备。出线室的深度通常都是0.6m,如果开关电流较大,超过了3200A,那么出线室的深度可适当加深,大约为0.8-1.0m。出线室正面内侧为母线室,外侧为仪表室。

2.4.3 无功补偿设计

箱式变电站的无功补偿通常是按照变压器最大容量的30%进行补偿。由于电容器是按三相电流模式制作的,所以每个电容器的容量应小于变压器最大容量的十分之一。无功补偿控制方式通常使用手动/自动控制方式。

3 结束语

10kV箱式变电站对于城市电网建设有重要作用,所以必须要重视起箱式变电站的设计工作,从高压部分、变压器以及低压部分三个方面对设计方案进行分析与讨论,从而提高变电站设计方案的科学性,保证变电站的运行质量。

【参考文献】

[1]胡贤德,吴环红,张弘,周浩,戈镇全,孙可,张全明,潘弘,方淦林,封东良.10kV配电变压器和箱式变电站升压改造至20kV电压等级的研究[J].电力自动化设备,2012,32(12):118-126.

[2]王灿,罗隆福,陈跃辉,周冠东,李晓芳.一种具有滤波功能的磁集成式10kV箱式变电站[J].电工技术学报,2016,31(10):222-230.

[3]戴和毅,唐云峰,张枞生.箱式变电站10kV侧多功能防窃电控制器的设计[J].华东电力,2011,39(8):1281-1284.

[4]鞠佳.中压配电网设计相关问题的讨论工程师与制造商伙伴们的观点[J].电气应用,2011,30(9):18-21.

[责任编辑:田吉捷]

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