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[摘要]在整个电网的建设过程中，10kV变配电所供电系统设计这一环节是非常重要的。本文首先介绍了10kV变配电所供电系统设计的重要性，其次以某单位10kV变配电所为例，对其存在的问题进行了详细的分析，最后围绕该问题，提出了相关的方案对10kV变配电所供电系统进行优化设计，具有一定的现实参考意义。
[关键词]10kV变配电所；供电系统；优化；设计
1、10kV变配电所供电系统设计的重要性
随着经济的迅猛发展，电力已经成为人们日常工作生活中不可缺少的重要组成部分，尤其是对于区域发展而言，电力发挥着不可小觑的作用。一般而言，区域的快速发展需要稳定安全可靠的电力供应，而且在很大程度上区域变配电所供电系统的设计与建设能够决定其发展状况，由此看来，对于区域经济及各方面发展而言，保证区域规划发展与变配电所供电系统的一致性及同步性具有非常重要的意义。
在设计10kV变配电所供电系统时，一方面要确保设计方案的合理性，结合地区发展的具体状况与实际电力需求，此外，还应该对相关的各个因素进行综合的考虑，为电力供应的安全性及可靠性提供一定的保障，从而促进地方发展的健康可持续发展。另一方面，要确保设计方案的科学性，使之与区域发展的要求相匹配，一般来讲，经济条件良好的区域，其变配电所供电系统负荷发展相对较快，而且网架结构通常具有较长的建设周期，因此，首先应该根据这类地区用电负荷的现状，对其发展状况进行科学预测，在此基础上科学的设计10kV变配电所供电系统，切实提高电力供应水平。
2、10kV变配电所供电系统中存在的问题
以某单位10kV变配电所供电系统为例，它的进线电源有两条，分别是113#以及127#。这两路电源一个用来供电，一个作为备用电源，其中供电电源采用WB1的母线，备用电源采用WB2的母线，分段开关为QF，两段母线保持并行的运作状态。[1]一般来讲，当供电电源出现断电故障时，可以通过手动或者自动这两种方式将其线路切换至备用电源的状态，这样一来，变配电所就会恢复正常供电，不会产生任何影响。但是在2008年，113#进线电缆的终端头出现放电现象，而且绝缘也已经出现严重的老化问题，不具备正常使用的条件及功能。目前某单位仅仅依靠127#电源来供电，在这种情况下，电压通常会产生较大的波动，而且缺乏相应的备用电源，这样一来，公司一级负荷用电需求就得不到相应的保障和满足，127#电源一旦发生故障，公司全部的生产设备都会受到断电的影响而停止运作，从而打断了企业的日常运作，导致企业生产的连续性及安全性得不到有效的保障。
某单位10kV变电所首先对两组进线电源进行变压作用，之后，供电系统中低压室的各个变压器会接收变压后的两组进线电源，供电总容量与实际供电容量之间存在微弱的差距，分别是3060KVA、3030KVA，[3]因此，公司应该额外向供电方缴纳99.2万元/年左右的基本容量费，这里提到的容量费有个计算公式为：容量费=功率*基本电费*时间*上税率，这样一来，就大幅度增加了企业很多不必要的用电费用，因此，必须对10kV配变电所供电系统的设计进行优化，有效降低输电、送电过程中不必要的基本容量费用以及能耗损失，节省用电成本，从而提升供电的连续性以及稳定性。
3、10kV变配电所供电系统设计的优化方案
3.1改进10kV变配电所
为了有效解决某单位10kV变配电所供电系统中存在的问题，首先在81#变电所中直接接入某单位的10kV变电所电源，然后将两路6kV的变压器电源配备安装在低压配电间，这两个供电系统距离1000米左右，用于连接的电缆所采用的材质为铜芯交联聚乙烯[2]，一方面，这类电缆不仅具有阻燃绝缘、耐腐蚀的特性，而且还具有很强的抗压、防火功能，能够避免老鼠等动物类的咬损破坏，即便发生燃烧事故，也不会产生任何的危害。另一方面，与优化之前的10kV变配电所供电系统中应用的电缆相比，这类电缆的载流量会高出20%至50%。此外，通过桥架、穿管埋地等方式来敷设某单位10kV变配电供电系统与81#变电所之间的电缆，而且是以直线形式敷设的，这样一来，电力输送距离相对来说就会缩短，从而能够大大降低输送过程中的能耗损失。
3.2合理选择继电保护装置
一般来讲，安全起见，10kV变配电所通常会对其主变压器上进行过电流保护，而且该过电流保护会设置一定的时限范围，如果动作时间在0.5s至0.7s以上[3]，就必须在变压器上加装电流速断保护。通常情况下，过电流产生的原因在于外部相间短路，因此，需要依据三个方面的条件对继电保护装置进行设置。首先，如果变压器为双线圈，那么需要在主电源侧安装继电保护装置；其次，主电源侧外的其他各侧保护作为后备保护，所面对的对象不是变压器内部，而是与各侧保护相邻的各个元器件；最后，母线侧的短路对继电保护器的灵敏性是有很高要求的，当变压器作为相邻线路的远后备时，对于线路中那些不对称的短路，继电保护器必须具备足够的灵敏度。10kV变配电所供电系统中继电保护装置工作原理如下图所示。
图1 继电保护器工作原理
3.3合理选择低压配电屏
根据现场条件来选择合适的低压断路器；此外，在选择低压断路器时，其额定电压与电网额定电压之间的关系应该是：前者≥后者，同样其额定电流与负荷长时最大工作电流之间的关系为：前者≥后者。在对电压互感器进行选择的时候，需要注意的一点是其额定电压应该与电源电压相匹配相适应。此外，低压隔离开关也是必须具备的，其作用主要是隔离电源，这样一来，在开展设备检修工作时，线路、电气设备以及电源之间就能够产生非常明显的断口，为检修工作提供物理性的保障，从而促使检修工作的顺利进行。一般来讲，隔离开关上往往是不具备灭弧装置的，因此在使用时必须配合熔断器。在对隔离开关进行选择时，要结合电网实际运行环境、长时最大工作电流以及电压，同时还要以短路电流为参照来校验隔离开关的热稳定性以及动稳定性。
4、总结
总而言之，在经济迅猛发展的现实背景下，各个地方、区域的发展进程正以非常快的速度不断向前推进，同时也加大了区域电网的设计与规划力度，我国变电所的数量呈现出上升趋势，而且以往都是在户外安装变压器，但是现阶段逐渐向户内式转变。在我国整个的电力系统中，10kV变配电所供电系统发挥了非常突出的作用，因此，在对10kV变配电所供电系统进行优化设计时，一定要充分考虑设计方案的合理性和科学性，能够适应电网的实际运行环境，从而为变电所供电系统的稳定性及安全性提供一定的保障。
参考文献
[1]杨海鹏.10kV变电所工作和运行安全的管理[J].价值工程，2015（08）：20-22.
[2]李春红.浅析10kV变电所继电保护问题[J].城市建设理论研究（电子版），2012（34）：120-122.
[3]刘树，鲍震.10kV变电所的设计探讨[J].商品与质量·学术观察，2011（03）：127-129.
[关键词]10kV变配电所；供电系统；优化；设计
1、10kV变配电所供电系统设计的重要性
随着经济的迅猛发展，电力已经成为人们日常工作生活中不可缺少的重要组成部分，尤其是对于区域发展而言，电力发挥着不可小觑的作用。一般而言，区域的快速发展需要稳定安全可靠的电力供应，而且在很大程度上区域变配电所供电系统的设计与建设能够决定其发展状况，由此看来，对于区域经济及各方面发展而言，保证区域规划发展与变配电所供电系统的一致性及同步性具有非常重要的意义。
在设计10kV变配电所供电系统时，一方面要确保设计方案的合理性，结合地区发展的具体状况与实际电力需求，此外，还应该对相关的各个因素进行综合的考虑，为电力供应的安全性及可靠性提供一定的保障，从而促进地方发展的健康可持续发展。另一方面，要确保设计方案的科学性，使之与区域发展的要求相匹配，一般来讲，经济条件良好的区域，其变配电所供电系统负荷发展相对较快，而且网架结构通常具有较长的建设周期，因此，首先应该根据这类地区用电负荷的现状，对其发展状况进行科学预测，在此基础上科学的设计10kV变配电所供电系统，切实提高电力供应水平。
2、10kV变配电所供电系统中存在的问题
以某单位10kV变配电所供电系统为例，它的进线电源有两条，分别是113#以及127#。这两路电源一个用来供电，一个作为备用电源，其中供电电源采用WB1的母线，备用电源采用WB2的母线，分段开关为QF，两段母线保持并行的运作状态。[1]一般来讲，当供电电源出现断电故障时，可以通过手动或者自动这两种方式将其线路切换至备用电源的状态，这样一来，变配电所就会恢复正常供电，不会产生任何影响。但是在2008年，113#进线电缆的终端头出现放电现象，而且绝缘也已经出现严重的老化问题，不具备正常使用的条件及功能。目前某单位仅仅依靠127#电源来供电，在这种情况下，电压通常会产生较大的波动，而且缺乏相应的备用电源，这样一来，公司一级负荷用电需求就得不到相应的保障和满足，127#电源一旦发生故障，公司全部的生产设备都会受到断电的影响而停止运作，从而打断了企业的日常运作，导致企业生产的连续性及安全性得不到有效的保障。
某单位10kV变电所首先对两组进线电源进行变压作用，之后，供电系统中低压室的各个变压器会接收变压后的两组进线电源，供电总容量与实际供电容量之间存在微弱的差距，分别是3060KVA、3030KVA，[3]因此，公司应该额外向供电方缴纳99.2万元/年左右的基本容量费，这里提到的容量费有个计算公式为：容量费=功率*基本电费*时间*上税率，这样一来，就大幅度增加了企业很多不必要的用电费用，因此，必须对10kV配变电所供电系统的设计进行优化，有效降低输电、送电过程中不必要的基本容量费用以及能耗损失，节省用电成本，从而提升供电的连续性以及稳定性。
3、10kV变配电所供电系统设计的优化方案
3.1改进10kV变配电所
为了有效解决某单位10kV变配电所供电系统中存在的问题，首先在81#变电所中直接接入某单位的10kV变电所电源，然后将两路6kV的变压器电源配备安装在低压配电间，这两个供电系统距离1000米左右，用于连接的电缆所采用的材质为铜芯交联聚乙烯[2]，一方面，这类电缆不仅具有阻燃绝缘、耐腐蚀的特性，而且还具有很强的抗压、防火功能，能够避免老鼠等动物类的咬损破坏，即便发生燃烧事故，也不会产生任何的危害。另一方面，与优化之前的10kV变配电所供电系统中应用的电缆相比，这类电缆的载流量会高出20%至50%。此外，通过桥架、穿管埋地等方式来敷设某单位10kV变配电供电系统与81#变电所之间的电缆，而且是以直线形式敷设的，这样一来，电力输送距离相对来说就会缩短，从而能够大大降低输送过程中的能耗损失。
3.2合理选择继电保护装置
一般来讲，安全起见，10kV变配电所通常会对其主变压器上进行过电流保护，而且该过电流保护会设置一定的时限范围，如果动作时间在0.5s至0.7s以上[3]，就必须在变压器上加装电流速断保护。通常情况下，过电流产生的原因在于外部相间短路，因此，需要依据三个方面的条件对继电保护装置进行设置。首先，如果变压器为双线圈，那么需要在主电源侧安装继电保护装置；其次，主电源侧外的其他各侧保护作为后备保护，所面对的对象不是变压器内部，而是与各侧保护相邻的各个元器件；最后，母线侧的短路对继电保护器的灵敏性是有很高要求的，当变压器作为相邻线路的远后备时，对于线路中那些不对称的短路，继电保护器必须具备足够的灵敏度。10kV变配电所供电系统中继电保护装置工作原理如下图所示。
图1 继电保护器工作原理
3.3合理选择低压配电屏
根据现场条件来选择合适的低压断路器；此外，在选择低压断路器时，其额定电压与电网额定电压之间的关系应该是：前者≥后者，同样其额定电流与负荷长时最大工作电流之间的关系为：前者≥后者。在对电压互感器进行选择的时候，需要注意的一点是其额定电压应该与电源电压相匹配相适应。此外，低压隔离开关也是必须具备的，其作用主要是隔离电源，这样一来，在开展设备检修工作时，线路、电气设备以及电源之间就能够产生非常明显的断口，为检修工作提供物理性的保障，从而促使检修工作的顺利进行。一般来讲，隔离开关上往往是不具备灭弧装置的，因此在使用时必须配合熔断器。在对隔离开关进行选择时，要结合电网实际运行环境、长时最大工作电流以及电压，同时还要以短路电流为参照来校验隔离开关的热稳定性以及动稳定性。
4、总结
总而言之，在经济迅猛发展的现实背景下，各个地方、区域的发展进程正以非常快的速度不断向前推进，同时也加大了区域电网的设计与规划力度，我国变电所的数量呈现出上升趋势，而且以往都是在户外安装变压器，但是现阶段逐渐向户内式转变。在我国整个的电力系统中，10kV变配电所供电系统发挥了非常突出的作用，因此，在对10kV变配电所供电系统进行优化设计时，一定要充分考虑设计方案的合理性和科学性，能够适应电网的实际运行环境，从而为变电所供电系统的稳定性及安全性提供一定的保障。
参考文献
[1]杨海鹏.10kV变电所工作和运行安全的管理[J].价值工程，2015（08）：20-22.
[2]李春红.浅析10kV变电所继电保护问题[J].城市建设理论研究（电子版），2012（34）：120-122.
[3]刘树，鲍震.10kV变电所的设计探讨[J].商品与质量·学术观察，2011（03）：127-129.