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对10kV变配电所设计的分析 　　【摘 要】电力作为经济发展的主要影响因素，在电力市场逐渐发展、繁荣的今天，如何将电力高效、稳定的输送到各地以及保持电力的安全性成了发展的瓶颈。在供配电系统中，10kV变配电所的设计作为至关重要的环节，其安全性对整个用电网络均可造成巨大影响。文章从高压供配电系统的主接线确定入手，重点对短路电流计算以及设计存在的普遍问题进行了论述。?　　【关键词】10kV；变配电所；设计?　　10kV变配电所的设计涉及到多个环节，例如负荷等级的确定、变压器的选定、短路电流的计算、相关热动稳定性的计算、电费计量以及功率因素补偿等，有时还要负责对低压出线回路的漏电以及谐波的抑制要求进行监测。变电所设计部门提供的设计施工图要经过当地供电部门的审查，确保计量及安全的需要。?　　1.高压供配电系统的主接线?　　高压供电系统的主接线不仅要满足当地供电部门的要求，同时也要遵从《10kV及以下变电所设计规范》及《供配电系统设计规范》的相关规定。常用到的高压开关有两种，一种是以真空负荷开关以及SF6为代表的负荷开关（环网柜），另一种是以真空断路器为代表的断路器。但是国家对具体使用哪一种开关没有明文规定。但是鉴于负荷开关的控制简单，并且需要配合电动操作机构才能满足继电保护需求，为此对于超过800kVA的变压器一般采用断路器柜。?　　用于某个用户的变压器（专变）以及用于住宅配电的变压器（公变）由于管理者与产权不同，为此供电部门对此的要求也有区别。例如，对于公变的电费由于是低压每户收取，并且是由变电部门直接管理，为此单台变压器的容量控制在800kVA以下，为此允许使用环网柜，其特点是接线较为简单。?　　例如在广东省的规定中提到，当单个用户的用电量大于100kVA时要设置专变。电能计量装置原则上应设在电力设施的产权分界处。对专线供电的高压用户，应在变电站出线处计量；对公共线路供电的高压用户，用电总量在315kVA以上的，应在用户受电变压器的高压侧计量，用电总量在315kVA及以下的，可在用户受电变压器的低压侧计量。特殊情况下，专线供电的用户可以在用户侧计量，公共线路供电的315kVA以上高压用户可在受电变压器低压侧计量。公用变压器供电用户采用低压计量方式。?　　至于系统到底采用单电源或者是双电源要基于负荷等级以及当地供电情况而定。例如在供电条件许可的条件下，如果存在较多的一级及二级负荷，此时要采用双电源。同时配备两台变压器，进线电缆要承受100%的一二级负荷。?　　2.短路电流的计算?　　短路电流的计算是进行高低压开关、校验开关以及线路开关选择、继电保护器确定的基础，为此是变电所设计的重要环节。下面以630kVA的变压器高、低压侧的三相短路电流为例来说明结果的重要性，这里按照远离发电机断短路以及无限大电源容量来进行计算。?　　（1）建立模型。这里假设在110kV/10kV变电站有一台容量为40000kVA的变压器，属于三相双绕组无励磁调压式变压器。其短路阻抗为μk%=10.5，连结组别为Ynd11。距离10kV/0.4kV变电所的距离为4km，使用的电缆为YJV—8.7/15kV—3x95，相应的末端变压器容量为630kVA，其短路阻抗为μk%=4.5，连结组别为Dyn11。然后在此基础上计算末端变压器在高、低压侧的三相短路电流。?　　（2）结果分析。有上述条件得到的短路电流及短路容量分别为：Id1=21kA，Sd1=382MVA；Id2=9kA，Sd2=164MVA；Id3=18.64kA，Sd3=12.9MVA。其实在实际的工程中并不一定知道前端110kV变电站距离设计的10kV变电站的距离或者前端变压器的容量，此时可以依据离前端变压器的远近来计算，并据此进行设备选择。从以上结果不难看出，距离电源点越远得到的短路电流越小。同时在同级电压中距离电源点的距离越近，短路电流越大；而在同样的短路电容下，如果电压越低，相应的短路电流就越大。?　　目前来讲主要使用的高压开关为VS1以及VD4，相应的额定对称短路电流为16kA、20kA、25kA、31.5kA、40kA、50kA，通过合理的选择必然可以满足设计要求；在常用的低压开关中，空气断路器的额定短路电流有以下几种：125kA、110kA、100kA、85kA、75kA、65kA、50kA、42kA。而塑壳断路器的短路电流则从16kA到200kA不等。为此只要合理选择，也很容易满足规范要求。?　　3.变配电所设计问题分析?　　3.1主接线不符合设计要求?　　实际中出现的主接线不满足电力部门对于功率因数以及计量要求主要是由于和电力部门的沟通不畅所致。导致这一问题的原因有：设计人员对于电力部门的产权界限划分不明确；不清楚保证电源的高可靠性需要收取费用，从而盲目的提升或