摘　要：配電站作為電力系統中直接與廣大電力客戶相連接的部分,其供電可靠性是電力企業和電力客戶都非常重視的問題, 因而也是一個非常重要的研究方向。本文針對10KV配電站設計進行了分析。

　　關鍵詞：配電站;主接線;設計

　　隨著我國供配電網絡的建設和發展、全國供用電量迅速增長、10KV供配電任務越來越重。10kV配電站設計,是工程建設中非常普通又非常重要的一項工作,其規范性和技術性都很強,許多方面涉及到國家強制性條文的貫徹落實。要做好配電站設計既要執行國家現行的有關規范和規程,又要滿足當地供電部門的具體要求,否則會出現種種問題,影響設計質量和工程進度。整個電力系統設施由發電、變電、輸電、配電裝置以及用戶的用電設備所組成。電壓等級在10kV及以下者為配電,而配電又分為高壓配電(6～10kV)和低壓配電(380V/220V)。把高壓配電電壓轉變成低壓配電電壓的場所稱為配電站.

　　1、配電站站址的選擇

　　配電站一般是居民小區供電,根據規范GB50053-94《10kV及以下變電所設計規范》第2.0.1條規定,配電站站址的選擇應經以下幾點要求比較確定:(1)盡量靠近負荷中心;(2)盡量靠近電源側;(3)進出線方便;(4)設備運輸方便;(5)盡量避開污源,或設在污源的下風側;(6)盡量避開振動、潮濕、高溫及有易燃易爆危險的場所;(7)有擴建和發展的余地。在實際工程設計中,配電站站址可根據業主規劃和委托設計方協商決定,但應遵守以上幾點要求。

　　2、配電站電氣主接線

　　配電站電氣主接線系指變壓器、輸電線路怎樣與電力系統相連接,從而完成輸配電任務。配電站的主接線是電力系統接線組成中的一個重要環節,主接線的確定,對電力系統的安全、穩定、靈活、經濟運行以及配電站電氣設備的選擇,配電裝置的布置,繼電保護和控制方法的擬定將會產生直接的影響。

　　2.1配電站主接線的要求

　　(1)安全性

　　在高壓斷路器的電源側及可能反饋電能的另一側,必須裝設高壓隔離開關;低壓斷路器(自動開關)的電源側及可能反饋電能的另一側,必須設低壓刀開關;在裝設高壓熔斷器—負荷開關的出線柜母線側,必須裝設高壓隔離開關;配電站高壓母線上及架空線路末端,必須裝設避雷器。裝于母線上的避雷器宜與電壓互感器共用一組隔離開關,線路上避雷器前不必裝隔離開關。

　　(2)可靠性

　　可靠連續供電是電力生產最重要的要求,主接線要求簡單可靠,既能保證在事故或檢修情況下可靠供電,又能達到維護方便、運行簡單、使用經濟、便于施工等要素。斷路器檢修時,不宜影響對系統的供電;斷路器或母線故障以及母線檢修時,盡量減少停運的回路數和停運時間,并要保證對一級負荷及全部大部分二級負荷的供電;盡量避免發電廠、變電所全部停運的可能性;大機組超高壓電氣主接線應滿足可靠的特殊要求。

　　(3)靈活性

　　主接線的靈活性體現在倒閘操作方便,事故處理快捷,對操作人員的技術要求不高。配電站的高低壓母線,一般宜采用單母線或單母線分段接線;兩路電源進線,裝有兩臺主變壓器的配電站,當兩路電源同時供電時,兩臺主變壓器一般分列運行;當只有一路電源供電,另一路電源備用時,則兩臺主變壓器并列運行;主接線方案應與主變壓器經濟運行的要求相適應;主接線方案要考慮今后可能的擴展。

　　(4)經濟性

　　主接線方案應力求簡單,采用的一次設備特別是高壓斷路器少,而且應選用技術先進、經濟適用的節能產品;由于小區配電站一般都選用安全可靠且經濟美觀的成套配電裝置,因此配電站主接線方案應與所選成套配電裝置的主接線方案配合一致。柜型一般宜采用固定式,只在供電可靠性要求較高時,才采用手車式或抽屜式;有防火要求,地方較小,與大樓建筑成為一體,經濟方面比較寬裕的情況下,則應采用真空斷路器或SF6斷路器。斷路器一般采用就地控制,操作多用手動操作機構,但這只適用于三相短路電流不超過6kA(10kV的SK3≤100MVA)的電路中。如短路電流較大或有遠控、自控要求時,則應采用電磁操作機構或彈簧操作機構;電源進線,應裝設專用的計量柜,其互感器只供計費的電度表用。應考慮無功功率的人工補償,使最大負荷時功率因素達到規定的要求;優化接線及布置,減少變電所占地面積。

　　2.2主接線的方案與分析

　　(1)單母線

　　優點:接線簡單清晰、設備少、操作方便、便于擴建和采用成套配電裝置;

　　缺點:不夠靈活可靠,任一元件(母線及母線隔離開關等)故障檢修,均需要使整個配電裝置停電,單母線可用隔離開關分段,但當一段母線故障時,全部回路仍需短時停電,在用隔離開關將故障的母線段分開后才能恢復非故障段的供電。

　　適用范圍:一般只適用于一臺發電機或一臺主變壓器的以下三種情況:6～110kV配電裝置的出線回路數不超過6回;35～63kV配電裝置的出線回線數不超過3回;110～220kV配電裝置的出線回路數不超過2回。

　　(2)單母線分段接線

　　優點:用斷路器把母線分段后,對重要用戶可以從不同段引出兩個回路,有兩個電源供電;當一段母線發生故障,分段斷路器自動將故障段切斷,保障正常段母線不間斷供電和不致使重要用戶停電。

　　缺點:當一段母線或母線隔離開關故障或檢修時,該段母線的回路都要在檢修期間停電;當出線為雙回路時,常使架空線路出現交叉跨越;擴建時需向兩個方向均等擴建。

　　適用范圍:6～10kV配電裝置出線回路數為6及以上時;35～63kV配電裝置出線回路數為4～8回時;110～220kV配電裝置出線回路數為3～4回時。

　　2.3電氣主接線的確定

　　采用單母線分段的結線:

　　單母線分段是借助于分斷開關進行分段,當母線故障時,經倒閘操作可切除故障段,保證其它段繼續運行,當母線檢修可分段進行,這能始終保證一臺主變的供電,當進線電源一回發生故障,通過倒閘操作可保證兩臺主變的供電,單母線分段的結線可以做分段運行,也可做并列運行,采用分段運行時,各段相當于單母線運行狀態,各段母線所帶的主變壓器是分列進行,互不影響任一母線故障或檢修時,僅停止該段母線所帶變壓器的供電,兩段母線同時故障的機率很小,可以不予考慮,采用并列運行時,電源檢修無需母線停電,只需斷開電源的斷路器及其隔離開關就能保證兩臺主變壓器的供電。

　　3、配電站的布置

　　配電裝置的布置,應便于設備的操作、運行、檢修和試驗。

　　(1)高、低壓配電系統圖與平面圖應一致。在系統圖和平面圖上都應面向(屏)的正面從左至右按順序排列。平面圖上雙排面對面布置的配電屏之間有母線橋,在系統圖也應畫出。

　　(2)高壓配電室內各種通道最小寬度應滿足新規范要求。根據規范GB50053-94第4.2.7條規定,高壓配電室內成排布置開關柜的柜前、柜后的通道最小寬度為:其柜后通道,固定式和手車式均為800mm;其柜前通道,固定式單排布置為1500mm,手車式單排布置為單車長度(800mm)+1200mm=2000mm,固定式雙排面對面布置為2000mm,手車式雙排面對面布置為雙車長度(1600mm)+900mm=2500mm。固定式開關柜為靠墻布置時,柜后與墻凈距應大于50mm,側面與墻凈距應大于200mm。通道寬度在建筑物的墻面遇有柱類局部凸出時,凸出部分的通道寬度可減少200mm。

　　(3)低壓配電屏屏前、屏后通道寬度應滿足新規范要求。根據規范GB50053-94第4.2.9條規定,低壓配電室內成排布置配電屏的屏前、屏后的通道最小寬度為:其屏后通道,固定式和抽屜式均為1000mm;其屏前通道,固定式單排布置為1500mm,抽屜式單排布置為1800mm,固定式雙排面對面布置為2000mm,抽屜式雙排面對面布置為2300mm。只有當建筑物墻面遇有柱類局部凸出時,凸出部分的通道寬度可減少200mm。

　　(4) 電柜(屏)后通道的出口數量應滿足規范要求。作為規范強制性條文,GB50053-94第4.2.6條規定“配電裝置長度大于6m時,其柜(屏)后通道應設兩個出口,低壓配電裝置兩個出口間的距離超過15m時,尚應增加出口。”這一條要強制執行的理由,是為了當高壓柜、低壓屏內電氣設備有突發性故障時,在屏后的巡視或維修人員能及時離開事故點。

　　4、接地設計

　　幾種常見接地形式:

　　防雷接地:為將雷電流瀉入大地,對防雷設備而作的接地,稱防雷接地。

　　保護接地:電氣設備的金屬外殼由于絕緣損壞有可能帶電,為防止這種電壓危及人身安全而將設備金屬外殼進行的接地,稱為保護接地。

　　工作接地:為保證電氣設備在正常或故障情況下能安全可靠地工作,防止因設備故障而引起高電壓,按系統運行需要而設置的接地,稱工作接地。

　　本站保護接地系統為TN-C-S系統防雷接地和保護接地合為一體。

　　本設計戶外接地極采用600×600×30mm厚生鐵板,上下各敷焦碳200mm厚,埋深0.8m,戶外地下接地網接地線距離建筑外墻不小于1.5m,埋深0.8m,主要出入口及通道部分接地線埋深不小于1.0m。如不能滿足要求應增設接地極。戶外接地線必須在地下進入戶內,不得暴露在戶外。

　　所有電氣設備和金屬構件均應與接地線可靠連接,電氣設備及金屬構件接地均從接地母線連接,所有網門等鐵構件,配電裝置室、控制室內所有柜、屏、端子箱等,槽鋼基礎必須與接地母線可靠連接,所有門與接地母線用35mm2帶護套多股軟銅線連接。所有照明配電箱、檢修電源箱、潛水泵配電箱、風機配電箱及空調配電箱應用40×4熱鍍鋅扁鋼與接地母線相連。

　　由戶外引入戶內或敷設于戶內地坪混凝土層內接地母線必須留出10～20cm接頭,以便接地母線和基礎槽鋼或設備連接。戶內接地母線與墻保持10～15mm間隙,安裝位置在踢腳線上50mm處,用固定鉤與墻面固定,間距1000mm。屋頂避雷線引下線直接與接地極相連。

　　5、結束語

　　總之，配電站的根本任務是盡可能經濟且可靠地將電力供給各用戶，安全、經濟、優質、可靠是對電力系統的根本要求。配電網處于電力系統末端,直接與用戶相連,是包括發電系統、輸變電系統和配電系統在內的整個電力系統與用戶聯系、向用戶供應電能和分配電能的重要環節。

　　參考文獻

　　[1] 沈洪. 淺析110KV配電線路的設計[J]. 民營科技, 2008, (01)

　　[2] 范文濤, 李鵬飛. 110kV配電線路的設計思路和體會[J]. 裝備制造, 2009, (09)