10 kV变配电房设计中常见问题与解决措施

2020-02-22关泳标

通信电源技术 2020年2期

关泳标

（江门电力设计院有限公司，广东鹤山 529700）

0 引言

10 kV变配电房是保证电力供应体系完整性的重要组成部分，通过自身结构的合理性状态，实现高压电力系统与用户终端的连接状态。但在实际运行过程中，这一电力结构在设计上经常表现出一些缺陷性问题，并影响其功能作用的正常发挥。为此，需要对10 kV变配电房设计中的具体问题作出明确说明，并以此作为引导，保证整体系统设计优化。

1 10 kV变配电房设计问题

1.1 设计选择不清晰

10 kV变配电房的设计工作，直接面向电力资源的终端使用条件，需要在实际工作中，对特定机房设备的服务条件进行分析，以此使电力输配系统可以和实际用电条件相对应。而在实际电力管理工作中，由于配电线路的负荷条件较为复杂，所涉及不同规格、不同数量的电缆线，容易引发工作中的失误。同时，如果设计人员在这一工作环节中出现失误，难以在后续的校核、审计、预算等系列工作中检验出来，为电力公司的收益条件，带来隐性的危害[1]。此外，电缆线在环境中的使用条件也要受到重视，在降低腐蚀、耗损等状态的基础上，降低安全隐患的发生率。

1.2 设备布局不合理

设备布局不合理，也是10 kV变配电房设计过程中较为常见的问题。在优化设计的条件下，需要对实际用电需求情况开展差异化设计，以保证布局结构的针对性。例如，在城市综合体用电条件下，用电类型较为复杂，不仅有商业用电，也有办公用电、家庭用电等类型。对此，电力设计工作需要对电费计量表进行设计调整，以保证计量表与用电类型的适应状态。而在具体操作中，经常会出现计量表错误的问题，无法执行电力部门统一的管理规范标准，导致计量收费的不利状态，从而造成非商业用户的不满。此外，在设计过程中，还经常会出现电表多设与漏设的问题，这一现象也对电力系统的正常统计工作造成了影响。而在技术角度上，平面设计与配网系统的不匹配、电柜排列顺序不一致等问题，也是设备布局不合理的具体体现，需要得到设计人员的高度重视。

1.3 节能性相对较差

10 kV变配电房设计工作中，对于电缆线路的选择与排列设计，直接影响其电力系统的正常使用，并使电力系统的节能状态受到影响。由于实际设计中电力线路设置的不合理，在技术管理过程中，就容易产生电力资源过度消耗的问题，并在大电阻条件下，增加线路内容的电压，降低整体结构的使用效果，使其更早的出现设备老化问题[2]。

这一问题在小区的整体电缆规划设计中表现的尤为明显。如果设计人员在计算过程中出现误差，并在后续的审核工作中未检查发现出这一问题，就会在10 kV变配电房投入使用后，受到冗余线路系统的影响，出现较大的经济消耗。而在变电器结构中，虽然国家推出了S13型变压器设备，但在现有电房改造工程中，仍然存在S9型号的高能耗变压器设备，进而导致电力浪费问题。

2 10 kV变配电房设计优化措施

2.1 确定主线系统

10 kV变配电房的设计中，需在遵照《供配电系统设计规范》的前提下，明确《10 kV及以下变电所设计》规范内容，以保证主线系统的设计合理化。同时，还需结合当地电力部门提出的高压供配电系统设计主接线设计要求，并通过与设计需求条件的对接管理，保证整体电力主线系统的设计合理性。

例如，在实际设计中，用于住宅配电的公变变压器设备，需要与单个用户的专变变压设备相区分。通常，公变用户的电费，按照低压每户的用电量收取，且其变电所直接由电力部门管理。所以，这种模式下的变压器设备，单台容量不会超出800 kVA，可利用环网柜结构，突出主接线体系的简洁化特征。此时，如果独立用户的用电量超出100 kVA以后，则需要专变变压器进行变压。如果此时的用电量在315 kVA以内，可使用环网柜完成“高供低计”的管理策略[3]。而当用电量超出500 kVA以上时，则需将断路器作为高压开关，并使用“高供高计”的管理模式，完成电力信息统计。当部分用户的用电条件处于400～500 kVA时，也要采用“高供高计”的管理模式，并保证主线结构设计的简便性。在双电源线路的用户管理上，需为其配置至少两台专变变压器设备，并使用断路器将其接入到主接线系统中，通过“高供高计”的管理形式，形成如图1所示的主线接线结构。

图1 断路器柜单电源主接线

电源设计的选择上，需要将具体的电力条件作为基础，在分析其用电负荷状态的前提下，判断电力环境中是否存在大量的一二级负荷条件，如果有，则应使用双电源完成电力供应。其中对于一级负荷条件需设置两个独立的电源结构，而在二级负荷的条件下，则需要形成双回路体系，以保证两台变压器设备的充分利用效果，且使具体的电缆设备也可以有效的完成具体负荷功能需要。

2.2 短路电流计算

对于短路电流的计算，也是10 kV变配电房设计工作中的重要内容。通过对高、低压开关、线路设备、设备开关等零部件结构的选择，来将此类设备组成构件调整到最优化的利用状态下，最大化的发挥整体设计优势。

为了更好地说明这一计算方式，将630 kVA变压器的高、低压测电流类别中的三相短路电流设置作为案例进行分析。在计算过程中，假定110 kV/10 kV变电站中，设置一台400 kVA容量的变压器设备，其结构为三项双绕组无励磁调压变压器。在连接过程中，将组别设置为Ynd11，并将短路阻抗调整为10.5 Ω。其中，10 kV/0.4 kV变配电所与之保持4 km的距离，在使用YJV-8.7/15 kV-3x95型号电缆的基础上，将末端变压器结构中的容量调整在630 kVA，并按照组别Dyn11完成接线处理，将短路阻抗调整为4.5 Ω，同时分别对末端变压器的高压与低压侧三相短路电流进行设计比较，以完成具体运行数据的计算分析。

在实际计算处理中，前端110 kV变电站的具体电容量通常为未知量，而在距离条件上，可以轻松的通过整体线路距离测得。在实际计算工作中，可以假设距离条件相对较远，并形成一定的数据阈值，根据具体计算结果，定位具体应用的设备型号与功率条件。同时，在实际应用中，还需要注意到终端电容量与电源点距离的反比例管理，并在电源点距离不断加大的前提下，缩减短路电流，以保证两者关系的比例指示状态。

2.3 适应管理需要

为了保证整体电力设计的合理性，需要将国家的相关管理规定作为基础，在按照设计规范内容对岗位人员提出技术规范要求的前提下，杜绝一切设计中的肆意变更。同时，还需要在相关管理部门的监督控制作用下，启动并执行一定的审核程序，并对不符合具体设计标准的，责令其立即进行修改。此外，为了保证整体设计的优化发展状态，还需要定期组织设计人员展开培训工作，使其专业技能的应用条件得到基本保障。

设计优化中，还需要强调设计工作人员的调研工作重要性，并通过其岗位人员与其他部门的协调沟通，综合分析建筑单位的用电环境、容量、规模。由此，形成数据化的综合用电系统。在开展设计制图工作之前，与建筑设计院提供的电气施工图进行核对，通过落实供电电源、完成设备选型等工作内容保证整体电力系统的设计合理性。此外，还需在施工与建设条件上进行分析，在尽量缩减土地占用的前提下，使用交通便利且维护方便的地段，并保证施工过程中的安全性，避开人员相对稠密的区域。

合理的布局调整也是优化10 kV变配电房设计的重要内容。在实际处理中，需要将接线处理的简洁性与灵活性特征展现出来，并为后续检修工作预留足够的便捷条件与操作空间。而对于各类设备位置与数量的设计，应将基本的设计合理性作为基础，在结合供配电需求的前提下，逐渐完成供配电的设计优化，通过配电房设计使其符合行业标准与应用需求，完成整体建筑空间的合理布局。

2.4 优化设备选择

10 kV变配电房的设计工作中，需要对配电线路、变压器、线缆等应用结构进行合理性选择，并将节能化的技术条件作为基础，尽可能地提升整体技术体系的设计合理性。

首先，在配电线路规划的过程中，在一二级高负荷条件下应用铜导线，而在三类负荷条件或其他负荷条件较低的建筑供电需求管理上，使用铝芯导线，以缩减导线长度，优化导线横截面积的技术管理目标。

其次，在变压器设备的合理选择中，当前我国推广的S11或S13变压器设备，都带有明显的节能性效果，可以在对高压配单系统进行合理分配的同时，保证整体工作区域的效率状态，降低变压器设备对于总体电力条件的消耗水平。

最后，在节能控制与设备选择的过程中，还需要对电缆线的型号进行选择，并通过对距离信息的测算与分析，使应用缆线的材质可以满足10 kV变配电房结构与功能的具体需要。通常会采用YJV22或VV22型号的聚乙烯电缆，在发挥其重量轻、耐磨性能好、载流量水平高等技术特点的基础上，更好地满足10 kV变配电房的客观需要。同时，在小区变配电房的设计中，还会使用PVC材料管进行配合，在保证电力疏导线路正常敷设的基础上，为其添加一定的机械强度，并使其始终处于安全的放置环境中。