關(guān)于10kV配電站電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)的分析

高天翼

(上海虹橋國際機(jī)場公司，上海200335)

摘要：在社會生產(chǎn)力發(fā)展到如此先進(jìn)的程度下，電力作為最主要的能源，對社會的生產(chǎn)生活起到了非常重要的作用。伴隨著用電量的急速升高，10kV供配電的要求也在提升。為了能夠更好的保證電網(wǎng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，促進(jìn)電網(wǎng)系統(tǒng)的安全，必須了解10kV配電站電氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)，并且明確目前電站開關(guān)站的相關(guān)操作，進(jìn)一步改善配電站電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)存在的問題，針對性的提出改進(jìn)措施，提高電網(wǎng)質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：10kV配電網(wǎng);電氣系統(tǒng);改進(jìn)方案

電力作為人們?nèi)粘Ｉ畈豢苫蛉钡膭恿ο到y(tǒng)，對于各行各業(yè)的發(fā)展都起到了至關(guān)重要的作用。從目前來看，為了能夠增強(qiáng)電網(wǎng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，保證人們對于用電需求的平衡，必須增加配電站電氣系統(tǒng)的合理設(shè)計(jì)。

一、10kv配電站電氣系統(tǒng)接線

10kV配電站電氣系統(tǒng)能夠?qū)⒆儔浩鳌⑤旊娋€路與電力系統(tǒng)進(jìn)行連接，并且為不同的電力系統(tǒng)提供不同的輸配電任務(wù)。由此可見，10kV配電站是整個電力系統(tǒng)中最重要的環(huán)節(jié)。通過對于10kV配電站電氣系統(tǒng)主接線的分析，能夠提高電力系統(tǒng)更加安全、穩(wěn)定、靈活的運(yùn)行，并且提高社會生產(chǎn)經(jīng)營的效益。

(一)10kv配電站電氣系統(tǒng)主接線的設(shè)計(jì)原則

在10kV配電站電氣系統(tǒng)主接線的設(shè)計(jì)之中，首先應(yīng)該保證必須具有安全性。由于高壓斷路器可能反饋電能的另一側(cè)，為了保證接線安全，必須安裝高壓隔離開關(guān)，或者當(dāng)?shù)蛪簲嗦菲麟娫磦?cè)與反饋電源不在同一側(cè)時，也必須安裝低壓開關(guān)。當(dāng)高壓熔斷器負(fù)荷開關(guān)的出線柜母線側(cè)時，可以安裝高壓隔離開關(guān)，并且配電站高壓母線上以及架空線路的末端都必須架設(shè)避雷器。通過這些安全裝置，進(jìn)一步提高電氣系統(tǒng)主接線運(yùn)行的安全與穩(wěn)定。其次，電力生產(chǎn)必須在保證安全的基礎(chǔ)上提供穩(wěn)定可靠的電力能源，所以必須保證10kV配電站電氣系統(tǒng)主接線的可靠性。在設(shè)計(jì)的過程中，應(yīng)該保證主接線的安裝具有簡單高效的特點(diǎn)，可以在突發(fā)事故或者日常檢修的過程中持續(xù)穩(wěn)定供電，也可以保證檢修維護(hù)工作方便快捷、簡單高效。利用斷路器進(jìn)行檢修時，不能夠?qū)φ麄€供電系統(tǒng)產(chǎn)生影響。在維修檢查時，也必須保證停運(yùn)回路數(shù)與停運(yùn)時間盡量減少，保證一級負(fù)荷與二級負(fù)荷進(jìn)行穩(wěn)定供電。在檢修的過程中，一定要杜絕電廠、配電站全部停運(yùn)的情況產(chǎn)生，但是對于大機(jī)組超高壓電氣主接線則可以滿足不同的電力要求。除了這兩個要求之外.10kV配電站電氣系統(tǒng)主接線的設(shè)計(jì)應(yīng)該保證倒閘操作的靈活性，提高事故處理的效率，并且倒閘操作對于操作人員的技術(shù)要求比較低。在10kV配電站中一般使用的都是單母線或單母線分段接線的方式，同時對兩路電源進(jìn)線安裝，并且保證兩臺主變壓器配電站實(shí)現(xiàn)同時供電，兩臺主變壓器可以分列運(yùn)行。當(dāng)只有一路電源進(jìn)線供電，另一路電源作為備用，那可以將兩臺主變壓器進(jìn)線并列運(yùn)行。10kV配電站主接線方案的靈活性設(shè)計(jì)應(yīng)該主變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行相適應(yīng)，更好的滿足今后方案擴(kuò)展的要求，滿足前瞻性的設(shè)計(jì)理念。主接線方案的設(shè)計(jì)必須考慮經(jīng)濟(jì)性原則。在一次設(shè)備尤其是對于高壓斷路器的選擇方面，必須保證產(chǎn)品具備技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)適用、低碳環(huán)保的特點(diǎn)。并且由于小區(qū)配電站一般都會采用安全可靠、經(jīng)濟(jì)美觀的配套配電裝置，所以可以選擇成套的配電裝置主接線方案，這樣能夠最大限度的保證變電站占地面積減少。

(二)在10kV配電站電^℃系統(tǒng)設(shè)計(jì)中應(yīng)該注意的問題

在10kV配電網(wǎng)設(shè)備包括供配電系統(tǒng)、線路以及開關(guān)設(shè)備，而供配電系統(tǒng)的頻繁變化會造成電網(wǎng)設(shè)備線損率的提高。由于電網(wǎng)在長期運(yùn)行的過程中缺乏維護(hù)，所以很容易造成功耗增大的問題，并且隨著時間的增加線損程度越高。同時，配電變壓的負(fù)荷由于變化頻繁，三相負(fù)載不平衡的問題，加重了功耗的影響。此外，導(dǎo)線的生產(chǎn)功率提高，不平衡性程度很高，這些問題都會造成線路產(chǎn)生損耗。由于供配電系統(tǒng)二相負(fù)荷不平衡的運(yùn)行，很容易導(dǎo)致變壓器出力降低，導(dǎo)致過載能力變低。如果這樣的情況一直持續(xù)，則會導(dǎo)致過載發(fā)熱而燒壞繞組。同時，三相負(fù)荷運(yùn)行不平衡也會因?yàn)榱阈螂娏鞑粚ΨQ的問題造成變壓器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)出現(xiàn)溫度過高的問題，嚴(yán)重的情況下會影響變壓器的正常運(yùn)行。在三相負(fù)荷出現(xiàn)傾斜時，變壓器的各相電流內(nèi)部電壓降也會不同，很容易引發(fā)三相輸出電壓不對稱的問題，造成電壓合格率下降。同時三相負(fù)荷產(chǎn)生的三相電壓不對稱問題，會影響電動機(jī)定子的運(yùn)轉(zhuǎn)，形成逆序磁場，逆序磁場以及逆序電流的出現(xiàn)也會造成電動機(jī)輸出功率較低的問題，嚴(yán)重威脅電動機(jī)安全運(yùn)行。還會造成線損增加的問題，另外，由于城市的建設(shè)呈現(xiàn)出階段性，所以配電變壓器的分布與容量配置也有著明顯的階段性特點(diǎn)。而這一過程中，隨著城市的發(fā)展與演變，人口的大量流動，都會給配電變壓器負(fù)荷造成嚴(yán)重影響，這樣的情況就要求在電網(wǎng)建設(shè)的過程中必須為今后的電網(wǎng)升級改造預(yù)留出空間，并且負(fù)荷設(shè)計(jì)的前瞻性。由于配電變壓器三相負(fù)荷不平衡的運(yùn)行，很容易導(dǎo)致變壓器出力降低，導(dǎo)致過載能力變低。如果這樣的情況一直持續(xù)，則會導(dǎo)致過載發(fā)熱而燒壞繞組。同時，三相負(fù)荷運(yùn)行不平衡也會因?yàn)榱阈螂娏鞑粚ΨQ的問題造成變壓器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)出現(xiàn)溫度過高的問題，嚴(yán)重的情況下會影響變壓器的正常運(yùn)行。

二、10kv配電站電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)

(一)明確負(fù)荷等級

根據(jù)電氣設(shè)計(jì)的相關(guān)要求來說，必須要明確低壓配電負(fù)荷，在低壓配電系統(tǒng)中，不同的負(fù)荷等級的應(yīng)用范圍也有不同。一般情況下，電力負(fù)荷包括了商業(yè)用電與居民用電，這兩種、用電負(fù)荷所采用的是兩種完全不同的計(jì)算方式，在這樣的情況下，的配電系統(tǒng)必須將兩個用電方式進(jìn)行獨(dú)立配置，這樣才能夠更好的適應(yīng)商業(yè)用戶和居民用戶的不同需要。通過明確負(fù)荷等級，才能夠更加行之有效地解決低壓配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)復(fù)雜多樣的情況，從而保證低壓配電設(shè)計(jì)系統(tǒng)更加的準(zhǔn)確，功能更加的完善。

(二)供配電電壓的設(shè)計(jì)

為了能夠進(jìn)一步保障供電系統(tǒng)運(yùn)行的安全可靠，所以相關(guān)的設(shè)計(jì)人員必須要嚴(yán)格的按照電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)的要求來進(jìn)行設(shè)計(jì)，從而有效地提升供配電的設(shè)計(jì)要求。在通常情況下，對于的供配電設(shè)計(jì)具有非常嚴(yán)格的要求，尤其是普通的一級電力負(fù)荷釋量達(dá)小劍實(shí)際設(shè)計(jì)需求的情況時，可以選擇利用一路或者兩路市政電源來針對的低壓配電系統(tǒng)來進(jìn)行有效地補(bǔ)充，從而滿足普通用戶的需求。在供配電電壓設(shè)計(jì)的過程中應(yīng)該選用10kV高壓電源以及380/220V的低壓配電電壓。這樣有助于供配電的電壓既符合相關(guān)要求，也符合用戶的需求，如圖一所示。