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中山市电力工程有限公司 528455
摘要：本文主要对10kV变配电设计中存在问题进行探讨，为做好10kV供配电的设计及施工管理，现笔者把在施工管理过程中一些较为常见的10kV变配电设计问题整理出来，进行了简要的分析，并提出一些建议。
关键词：10kV变配电；配电设计；存在问题
引言：
10kV供配电设计，是工程建设中一项普通又重要的工作内容，其技术性和规范性都很强，很多方面都涉及到国家强制性条文。10kV变配电系统的设计量大、面积广，技术上看上去不是很复杂，可实际上对电气设计人员的要求非常高。要想做好10kV供配电设计，不但需要执行国家现行的相关规程和规范，又要符合当地供电部门的实际要求，不然会出现各种问题。如果设计没有考虑周全，除了会影响到设计质量外，对施工质量、工程进度、乃至竣工移交后的物业管理都会带来很大的影响。
一、主要影响10kV配电网安全运行的因素
（1）10kV配电网的过电压。在电网中运行，电气设备必然会承受内部过电压、工频电压以及大气过电压的作用，尤其是恶劣的环境条件，早期建设的设施爬距不够，大大影响到了电网的安全运行。弧光接地过电压是一种很高的过电压。当电网电容电流高于一定值的时候，如果没有采取相关措施，接地电弧很难熄灭，这样会激发起弧光接地过电压，其幅值超过4倍相电压，这样必然会对电网的安全运行形成非常大的威胁。在一部分早期建设的10kV配网中，绝缘靠一个针式瓷瓶，这是电网中绝缘等级比较低的环节，它无法承受直击雷，感应过电压也会造成闪络。
（2）在运行10kV配电网的闪路中，由于设备的绝缘长期承受着工作电压，当绝缘件表面积污的时候，只要表面污物达到相对的含盐量，遭到潮湿的情况后会很容易造成闪络。此外，积污还会大幅度的降低绝缘的冲击性能，在内过电压与雷电冲击的冲击下，很可能会造成闪络。污闪有时发生在一相，也可能多相发生，还可能多处同时发生。当出现污闪后，容易引起单相接地，此时其余两相电压将升高，稳态时为相电压的3倍，暂态时情况下可达成2.5倍相电压。在一般情况下，非故障相电压幅值升高不会造成对绝缘的威胁，如果运行环境条件恶劣的话，绝缘件耐受电压下降，在中性点不接地系统非故障相电压副值升高允许运行的两小时内，有可能再出现闪络点。其次，因为污秽使绝缘的冲击特性下降低成本30%至40%，使单相接地出现零序电压。如果变电所内互感器特性较差，是会激发铁磁谐振，过电压倍数比较高，还会导致发生相绝缘闪络击穿，从而触发两相接地短路。
二、10kV供配电设计中的常见问题
1. 10kV供电电源不明确就进行10kV供配电的设计
这主要影响的是电房的数量以及平面布置。比如住宅的用电，需要确认10kV供电电源之后，才进行相应的供配电设计，这样电房的布置才具有准确性。由于电源点不明确，建设单位和电气设计师无法知道供电部门在拟建的住宅楼内有没有设置开关房，设置的电房是公变房还是综合房。不然，将会造成施工一些没必要的返工，比如，曾经有一所住宅施工建设，原先设计是公变房，可是建设单位在完成电房施工后才进行用电报装，结果，供电部门要求设置综合房，因为电房要加宽，所以导致需要推倒已完工的墙体重新重做。
2.电费计量表计的不合理设置
不合理的因素包括有：设置位置不对、漏设、多设等等。一般电表的设置分为两类：①对供电部门的计费表；②物业管理用的内部计费表。而表计存在不合理设置的地方，一般出现在对供电部门的计费表，主要体现在住宅类的用电和有复合用电性质的综合楼明显一点。如住宅类，对于供电部门而言，一般只有一户一表住户用电、生活水泵用电、电梯用电、梯灯还有公共照明的用电根据住宅电价进行收费，剩下的用电就按照非普工业收费；又例如一栋综合楼，即有塔楼的办公楼层又有群楼的商业楼层，如果办公性质的用电负荷比较大，则总电表就得按照办公性质的用电而去安排报装，然后另外再报装商业性质用电的子表，不然，整座大楼都根据商业性质收取电费的话，办公的用户就会无法承受。还有就是物业内部计费的分表，建设单位与物业管理的公司，需要在设计施工图的时候就提出相关的需求，例如较大房间的分表、楼层分表、营业性的用房分表等等，避免在竣工后还要增设。
3. 关于电缆的选型
（1）电缆的选型：VV型聚氯乙烯电缆以及YJV型交联聚乙烯电缆，都是工程建设里两种比较普遍选用的电缆。YJV型交联电缆相比较于VV型电缆，虽然价格有点贵，可是其具有寿命长（YJV型电缆寿命可长达40年，而VV型电缆仅为20年）、重量轻、外径小、载流量大等突出的优点，所以，在工程设计中，建议尽量选用YJV型交联聚乙烯电缆，而对于VV型聚氯乙烯电缆可以逐步淘汰掉。
（2）电缆其它特殊要求：通常电缆采用ZR阻燃型，消防类电缆采用NH耐火型，可是耐火型的电缆最好不要采用矿物绝缘的电缆，因为矿物绝缘电缆施工困难、电缆造价又高、其绝缘易受到破坏等缺点。
4. 设备的布置
在布置设备的方面也有设计问题的存在，有以下几点：
（1）高、低压配电系统图和平面图不一样。它的表现形式有梁种：①系统图和平面图中的屏、柜的排列顺序相反。②平面图上的双排面对面布置的配电屏间有母线桥，而且没有在系统图中画出，或反之。
（2）低压配电屏的屏前、屏后通道宽度没有符合相关的要求与规范。比如屏后有时候仅仅距墙700mm，抽屉式低压屏双排面对面布置时只有距离1800mm，因此，需要规范要求屏距墙后1000mm，抽屉式低压屏双排面对面布置时距离2300mm。
三、设计中常见问题分析
1.主接线没有达到要求
主接线不符合电力部门的计量以及对功率因数补偿的相关要求，主要是没有和电力部门沟通好。有部分设计人员对电力部门的产权分界点的划分并没有很明确，有部分不了解电力部门对功率因数没有达到要求要实行罚款的规定，还有部分不清楚确保电源高可靠性要收取费用，盲目的把负荷等级降低、提高，都是导致设计的不合理或概算不准确的因素。
2. 平面布置不合理
在一些设计文件当中，变电所的出入口不符合要求，或者设备的通道没有达到规范要求。当变配电设备采用干式时，能够与主体建筑放在一起，而且门要采取防火门。当建筑长度高于7m 的时候，出入口需要设置2个，而且其中一个出入口还要符合搬运设备的要求。当长度高于60m时，需要在中间增设出口。如果是位于高层建筑内时，还要重视设置自动报警的装置以及自动灭火的气体装置。如果本身设备的长度就超过6米时，背后要有两个通道；当长度超过15m 时，中间还要增加通道。在进行布置的时候，要尽可能考虑采取直线形，最好不要采用U形或者L形，未免增加中间的接头。
3.进线电缆和变压器容最的选择不合理
有部分设计人员把100至1000kV·A 的变压器的高压侧统一采用YJV- 8.7/15kV- 3×50 的电缆，从载流量上来看是够，可是从热稳定上来看，可能就不满足要求了。以上述630kV·A 的高压侧为例，C取137，假设切除故障时间为1s，则：
所以，变压器高压侧至少要采用70×3 的电缆。当选用两台变压器时，选择变压器以及电缆的时候要考虑100%一、二级负荷的容量，往往这些会被一些设计人员忽略掉。
4. 电网的安全性无法得到保障
某单位拟采用如以下图所示的高压配电方式。
图：环网柜接地锁
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摘要：本文主要对10kV变配电设计中存在问题进行探讨，为做好10kV供配电的设计及施工管理，现笔者把在施工管理过程中一些较为常见的10kV变配电设计问题整理出来，进行了简要的分析，并提出一些建议。
关键词：10kV变配电；配电设计；存在问题
引言：
10kV供配电设计，是工程建设中一项普通又重要的工作内容，其技术性和规范性都很强，很多方面都涉及到国家强制性条文。10kV变配电系统的设计量大、面积广，技术上看上去不是很复杂，可实际上对电气设计人员的要求非常高。要想做好10kV供配电设计，不但需要执行国家现行的相关规程和规范，又要符合当地供电部门的实际要求，不然会出现各种问题。如果设计没有考虑周全，除了会影响到设计质量外，对施工质量、工程进度、乃至竣工移交后的物业管理都会带来很大的影响。
一、主要影响10kV配电网安全运行的因素
（1）10kV配电网的过电压。在电网中运行，电气设备必然会承受内部过电压、工频电压以及大气过电压的作用，尤其是恶劣的环境条件，早期建设的设施爬距不够，大大影响到了电网的安全运行。弧光接地过电压是一种很高的过电压。当电网电容电流高于一定值的时候，如果没有采取相关措施，接地电弧很难熄灭，这样会激发起弧光接地过电压，其幅值超过4倍相电压，这样必然会对电网的安全运行形成非常大的威胁。在一部分早期建设的10kV配网中，绝缘靠一个针式瓷瓶，这是电网中绝缘等级比较低的环节，它无法承受直击雷，感应过电压也会造成闪络。
（2）在运行10kV配电网的闪路中，由于设备的绝缘长期承受着工作电压，当绝缘件表面积污的时候，只要表面污物达到相对的含盐量，遭到潮湿的情况后会很容易造成闪络。此外，积污还会大幅度的降低绝缘的冲击性能，在内过电压与雷电冲击的冲击下，很可能会造成闪络。污闪有时发生在一相，也可能多相发生，还可能多处同时发生。当出现污闪后，容易引起单相接地，此时其余两相电压将升高，稳态时为相电压的3倍，暂态时情况下可达成2.5倍相电压。在一般情况下，非故障相电压幅值升高不会造成对绝缘的威胁，如果运行环境条件恶劣的话，绝缘件耐受电压下降，在中性点不接地系统非故障相电压副值升高允许运行的两小时内，有可能再出现闪络点。其次，因为污秽使绝缘的冲击特性下降低成本30%至40%，使单相接地出现零序电压。如果变电所内互感器特性较差，是会激发铁磁谐振，过电压倍数比较高，还会导致发生相绝缘闪络击穿，从而触发两相接地短路。
二、10kV供配电设计中的常见问题
1. 10kV供电电源不明确就进行10kV供配电的设计
这主要影响的是电房的数量以及平面布置。比如住宅的用电，需要确认10kV供电电源之后，才进行相应的供配电设计，这样电房的布置才具有准确性。由于电源点不明确，建设单位和电气设计师无法知道供电部门在拟建的住宅楼内有没有设置开关房，设置的电房是公变房还是综合房。不然，将会造成施工一些没必要的返工，比如，曾经有一所住宅施工建设，原先设计是公变房，可是建设单位在完成电房施工后才进行用电报装，结果，供电部门要求设置综合房，因为电房要加宽，所以导致需要推倒已完工的墙体重新重做。
2.电费计量表计的不合理设置
不合理的因素包括有：设置位置不对、漏设、多设等等。一般电表的设置分为两类：①对供电部门的计费表；②物业管理用的内部计费表。而表计存在不合理设置的地方，一般出现在对供电部门的计费表，主要体现在住宅类的用电和有复合用电性质的综合楼明显一点。如住宅类，对于供电部门而言，一般只有一户一表住户用电、生活水泵用电、电梯用电、梯灯还有公共照明的用电根据住宅电价进行收费，剩下的用电就按照非普工业收费；又例如一栋综合楼，即有塔楼的办公楼层又有群楼的商业楼层，如果办公性质的用电负荷比较大，则总电表就得按照办公性质的用电而去安排报装，然后另外再报装商业性质用电的子表，不然，整座大楼都根据商业性质收取电费的话，办公的用户就会无法承受。还有就是物业内部计费的分表，建设单位与物业管理的公司，需要在设计施工图的时候就提出相关的需求，例如较大房间的分表、楼层分表、营业性的用房分表等等，避免在竣工后还要增设。
3. 关于电缆的选型
（1）电缆的选型：VV型聚氯乙烯电缆以及YJV型交联聚乙烯电缆，都是工程建设里两种比较普遍选用的电缆。YJV型交联电缆相比较于VV型电缆，虽然价格有点贵，可是其具有寿命长（YJV型电缆寿命可长达40年，而VV型电缆仅为20年）、重量轻、外径小、载流量大等突出的优点，所以，在工程设计中，建议尽量选用YJV型交联聚乙烯电缆，而对于VV型聚氯乙烯电缆可以逐步淘汰掉。
（2）电缆其它特殊要求：通常电缆采用ZR阻燃型，消防类电缆采用NH耐火型，可是耐火型的电缆最好不要采用矿物绝缘的电缆，因为矿物绝缘电缆施工困难、电缆造价又高、其绝缘易受到破坏等缺点。
4. 设备的布置
在布置设备的方面也有设计问题的存在，有以下几点：
（1）高、低压配电系统图和平面图不一样。它的表现形式有梁种：①系统图和平面图中的屏、柜的排列顺序相反。②平面图上的双排面对面布置的配电屏间有母线桥，而且没有在系统图中画出，或反之。
（2）低压配电屏的屏前、屏后通道宽度没有符合相关的要求与规范。比如屏后有时候仅仅距墙700mm，抽屉式低压屏双排面对面布置时只有距离1800mm，因此，需要规范要求屏距墙后1000mm，抽屉式低压屏双排面对面布置时距离2300mm。
三、设计中常见问题分析
1.主接线没有达到要求
主接线不符合电力部门的计量以及对功率因数补偿的相关要求，主要是没有和电力部门沟通好。有部分设计人员对电力部门的产权分界点的划分并没有很明确，有部分不了解电力部门对功率因数没有达到要求要实行罚款的规定，还有部分不清楚确保电源高可靠性要收取费用，盲目的把负荷等级降低、提高，都是导致设计的不合理或概算不准确的因素。
2. 平面布置不合理
在一些设计文件当中，变电所的出入口不符合要求，或者设备的通道没有达到规范要求。当变配电设备采用干式时，能够与主体建筑放在一起，而且门要采取防火门。当建筑长度高于7m 的时候，出入口需要设置2个，而且其中一个出入口还要符合搬运设备的要求。当长度高于60m时，需要在中间增设出口。如果是位于高层建筑内时，还要重视设置自动报警的装置以及自动灭火的气体装置。如果本身设备的长度就超过6米时，背后要有两个通道；当长度超过15m 时，中间还要增加通道。在进行布置的时候，要尽可能考虑采取直线形，最好不要采用U形或者L形，未免增加中间的接头。
3.进线电缆和变压器容最的选择不合理
有部分设计人员把100至1000kV·A 的变压器的高压侧统一采用YJV- 8.7/15kV- 3×50 的电缆，从载流量上来看是够，可是从热稳定上来看，可能就不满足要求了。以上述630kV·A 的高压侧为例，C取137，假设切除故障时间为1s，则：
所以，变压器高压侧至少要采用70×3 的电缆。当选用两台变压器时，选择变压器以及电缆的时候要考虑100%一、二级负荷的容量，往往这些会被一些设计人员忽略掉。
4. 电网的安全性无法得到保障
某单位拟采用如以下图所示的高压配电方式。
图：环网柜接地锁
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