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摘要：随着人们生活质量在不断提高，对于用电的需求在不断加大，为适应当前城网改造的需要，结合设计与生产施工经验，本文提出一系列10kV箱式变电站设计应该注意的几个方面，从结构、基础、内部设计等诸多方面分别进行分析。
关键词：10KV;箱变;设计
引言
随着市场经济的发展，国家在城乡电网建设和改造中，要求高压直接进人负荷中心，形成高压受电一变压器降压一低压配电的供电格局，所以供配电要向节地、节电、紧凑型、小型化、低损耗、低噪音、安全、无污染、无人值守的方向发展。箱式变电站亦称组合式变电站，简称箱变是一种能深人负荷中心作为受电和配电的新型成套设备，是由高压开关设备、变压器、低压开关设备和功率补偿装置等组成在一个或几个箱体内构成紧凑型的变配电成套装置，在城乡电网中得到广泛应用。
1、10kV箱式变电站的基本结构
1）基本结构10kV箱式变电站通常分为高压部分、低压部分与变压器，分布方式一般选择品字型分布或目字型分布。2）设计要求在对10kV箱式变电站进行设计时，除了参考标准的电力工程设计规范以外，还需要注意变电站承载上限、接地网络的设置、变电站设备的安全防护措施、变电站防水措施、检修孔设置、电源线路的铺设等。
2、10KV箱式变电站设计浅议
2.1 10KV高压室
1）进线和计量室设备的进口刀闸电压10KV，容量在400KVA及以下的变压器可选用额定电流为200A的刀闸;容量在500～630KVA及以上至2000KVA的变压器，可选用额定电流为400A的进线刀闸。进线电源的避雷器和带电显示装置均可安装在刀闸和计量设备之前的同电位位置上。2）计量设备电压互感器电压10/0.1KV，标准等级为0.2;电流互感器电压10KV变比为变压器额定电流的85%～95%的电流且选较靠近的标准变比，标准等级为0.2S。CT和PT以及二次线部分，必须装在计量室内，由供电部门掌握钥匙，室内设备排列按电源前、负荷后的顺序，CT在前，PT在后。3）受总室①高压开关选VS1型，安装一般为固定式;②保护与测量使用CT采用两相式，准确等级为0.5级，保护10P级，变比按变压器额定电流选择或稍高些。③保护方式一般采用反时限继电保护两相式，交流故障电流可以用来做操作电源。此外，考虑到安装上的方便，受总室还要考虑开关与出线联结的反排位置，故其宽度应在350mm～400mm。4）高压出线室①高压只有单独一路变压器时，可由高压受总室直接进入变压器，容量小于630KVA时可使用负荷开关。②若高压有多路分支，则必须设定相应的受总开关和继电保护。各分支路应考虑采用负荷开关，带电显示和变压器保护的避雷器与地刀设在开关下侧的等电位点上。5）变压器室高压部分从进线到变压器高压套管的高压母线，过去一般分两段，开关之前采用铜排，开关之后采用10KV绝缘铜线或10KV绝缘铝绞线;随着现代对电力系统日益规范的要求下，这段高压母线已经逐步被铜排或高载流量的优质电缆所替代。在这里，为了电力系统的安全和稳定，母线绝缘支撑点距离最好应不大于1米，母线进入变压器室至变压器套管间应考虑绝缘支撑点，低压母线进入低压计量室或受总室前，应考虑绝缘支撑点。
2.2低压部分的设计
1）低压计量室的设计将低压套管的母线引入低压计量室，在计量室内以电度表的电压为参考安装CT设备，保证电度表的正常运行。2）低压出线的设计①低压出线的测量通常使用三相电流测量方法或者单相电流测量法。②低压出线室的宽度一般为1m左右，每个出线室可以安装最多两台大容量设备或者三台小容量设备。出线室的深度通常都是0.6m，如果开关电流较大，超过了3200A，那么出线室的深度可适当加深，大约为0.8-1.0m。出线室正面内侧为母线室，外侧为仪表室。③无功补偿设计箱式变电站的无功补偿通常是按照变压器最大容量的30%进行补偿。由于电容器是按三相电流模式制作的，所以每个电容器的容量应小于变压器最大容量的十分之一。无功补偿控制方式通常使用手动/自动控制方式。
2.3变压器室
1）变压器选择箱变内的变压器一般选用配电变压器。配电变压器的长期工作负载率不宜大于85%;设置在民用建筑中的变压器，应选用干式或非可燃液体绝缘变压器;预装式变电站变压器，单台容量不宜大于800kVA;箱变内尽量选用D，yn11接线组别的三相配电变压器。油浸式变压器有硅钢片叠铁芯：S11-M、S13-M，有硅钢片卷铁芯：S11-R、S13-R，有非晶合金：SH15-M。800kVA及以上油浸变压器都装设气体继电器，它可以反映油箱内的一切故障，包括：油箱内三相短路、绕组匝间短路、绕组与铁心或与外壳短路、铁心故障、油面下降或漏油等。干式变压器有硅钢片环氧树脂浇注：SCB10、SCB11、SCB13，有非晶合金环氧树脂浇注：SCBH15。选择变压器时，除满足国家标准和规范要求，还应综合考虑节能和价格因素，达到最佳经济效果。2）变压器接线方式选择配电变压器的连接组别主要有两种D，yn11、Y，yn0。常用的是D，yn11，它不仅有很好的防雷效果，还有效解决了中性点漂移问题，最主要的是能抑制3次谐波。谐波对电网以及配电设备有很大的破坏性，其中3次谐波特别明显、突出，它会对电子、通讯一类的弱电元器件以及弱电线路形成干扰，也会降低配电变压器的工作效率，降低变压器和配电设备的使用寿命，甚至降低供电系统的运行效率和质量。因原边绕组为“D”形连接，励磁电流中的3次谐波分量，可在原边绕组三相线圈中产生环流。每一相绕组中的励磁电流相互叠加后，呈现尖顶波形，铁芯中的磁通因铁芯饱和呈现正弦波形，感应相电势在原边、副边绕组中保持正弦波形，3次谐波分量被大量消除，有效抑制了3次谐波。D，yn11接线方式在抑制谐波方面比Y，yn0接线具有很大优势。
4、箱式变电站的应用前景
目前许多用户及供电部门对箱式变电站表示了极大的兴趣，特别是农网改造工程、城市低变落地启动后，箱式变电站的科研开发、制造技术及规模等都进人了高速发展，被广泛应用于城区、农村一中小型变配电站、厂矿及流动作业用变电站的建设与改造，它替代了原有的土建配电房，配电站，成为新型的成套变配电装置。在市区，箱式变电站可装在人行道旁、绿化区、道路交叉口、生活小区、生产厂地、高层建筑等人群密集地，因其易于深人负荷中心，减少供电半径，提高末端电压质量，特别适用于电网改造，被誉为“世纪变电站建设的目标模式”。
结语
箱变高压侧设备采用负荷开关+熔断器组合，能够满足大多数用户使用要求，箱变实现配网自动化、智能化是今后的发展方向。箱变内宜选用Dyn11连接方式的变压器。箱变低压侧设备宜选用改进型GGD开关柜。设计箱变时，特别要注意用户负荷有无谐波，正确计算修正补偿容量。正常情况下，箱变不宜超宽，超高。
参考文献
[1]胡贤德，吴环红，张弘，周浩，戈镇全，孙可，张全明，潘弘，方淦林，封东良.10kV配电变压器和箱式变电站升压改造至20kV电压等级的研究[J].电力自动化设备，2012，32（12）：118-126.
[2]王燦，罗隆福，陈跃辉，周冠东，李晓芳.一种具有滤波功能的磁集成式10kV箱式变电站[J].电工技术学报，2016，31（10）：222-230.
[3]戴和毅，唐云峰，张枞生.箱式变电站10kV侧多功能防窃电控制器的设计[J].华东电力，2011，39（8）：1281-1284.
[4]鞠佳.中压配电网设计相关问题的讨论工程师与制造商伙伴们的观点[J].电气应用，2011，30（9）：18-21.
关键词：10KV;箱变;设计
引言
随着市场经济的发展，国家在城乡电网建设和改造中，要求高压直接进人负荷中心，形成高压受电一变压器降压一低压配电的供电格局，所以供配电要向节地、节电、紧凑型、小型化、低损耗、低噪音、安全、无污染、无人值守的方向发展。箱式变电站亦称组合式变电站，简称箱变是一种能深人负荷中心作为受电和配电的新型成套设备，是由高压开关设备、变压器、低压开关设备和功率补偿装置等组成在一个或几个箱体内构成紧凑型的变配电成套装置，在城乡电网中得到广泛应用。
1、10kV箱式变电站的基本结构
1）基本结构10kV箱式变电站通常分为高压部分、低压部分与变压器，分布方式一般选择品字型分布或目字型分布。2）设计要求在对10kV箱式变电站进行设计时，除了参考标准的电力工程设计规范以外，还需要注意变电站承载上限、接地网络的设置、变电站设备的安全防护措施、变电站防水措施、检修孔设置、电源线路的铺设等。
2、10KV箱式变电站设计浅议
2.1 10KV高压室
1）进线和计量室设备的进口刀闸电压10KV，容量在400KVA及以下的变压器可选用额定电流为200A的刀闸;容量在500～630KVA及以上至2000KVA的变压器，可选用额定电流为400A的进线刀闸。进线电源的避雷器和带电显示装置均可安装在刀闸和计量设备之前的同电位位置上。2）计量设备电压互感器电压10/0.1KV，标准等级为0.2;电流互感器电压10KV变比为变压器额定电流的85%～95%的电流且选较靠近的标准变比，标准等级为0.2S。CT和PT以及二次线部分，必须装在计量室内，由供电部门掌握钥匙，室内设备排列按电源前、负荷后的顺序，CT在前，PT在后。3）受总室①高压开关选VS1型，安装一般为固定式;②保护与测量使用CT采用两相式，准确等级为0.5级，保护10P级，变比按变压器额定电流选择或稍高些。③保护方式一般采用反时限继电保护两相式，交流故障电流可以用来做操作电源。此外，考虑到安装上的方便，受总室还要考虑开关与出线联结的反排位置，故其宽度应在350mm～400mm。4）高压出线室①高压只有单独一路变压器时，可由高压受总室直接进入变压器，容量小于630KVA时可使用负荷开关。②若高压有多路分支，则必须设定相应的受总开关和继电保护。各分支路应考虑采用负荷开关，带电显示和变压器保护的避雷器与地刀设在开关下侧的等电位点上。5）变压器室高压部分从进线到变压器高压套管的高压母线，过去一般分两段，开关之前采用铜排，开关之后采用10KV绝缘铜线或10KV绝缘铝绞线;随着现代对电力系统日益规范的要求下，这段高压母线已经逐步被铜排或高载流量的优质电缆所替代。在这里，为了电力系统的安全和稳定，母线绝缘支撑点距离最好应不大于1米，母线进入变压器室至变压器套管间应考虑绝缘支撑点，低压母线进入低压计量室或受总室前，应考虑绝缘支撑点。
2.2低压部分的设计
1）低压计量室的设计将低压套管的母线引入低压计量室，在计量室内以电度表的电压为参考安装CT设备，保证电度表的正常运行。2）低压出线的设计①低压出线的测量通常使用三相电流测量方法或者单相电流测量法。②低压出线室的宽度一般为1m左右，每个出线室可以安装最多两台大容量设备或者三台小容量设备。出线室的深度通常都是0.6m，如果开关电流较大，超过了3200A，那么出线室的深度可适当加深，大约为0.8-1.0m。出线室正面内侧为母线室，外侧为仪表室。③无功补偿设计箱式变电站的无功补偿通常是按照变压器最大容量的30%进行补偿。由于电容器是按三相电流模式制作的，所以每个电容器的容量应小于变压器最大容量的十分之一。无功补偿控制方式通常使用手动/自动控制方式。
2.3变压器室
1）变压器选择箱变内的变压器一般选用配电变压器。配电变压器的长期工作负载率不宜大于85%;设置在民用建筑中的变压器，应选用干式或非可燃液体绝缘变压器;预装式变电站变压器，单台容量不宜大于800kVA;箱变内尽量选用D，yn11接线组别的三相配电变压器。油浸式变压器有硅钢片叠铁芯：S11-M、S13-M，有硅钢片卷铁芯：S11-R、S13-R，有非晶合金：SH15-M。800kVA及以上油浸变压器都装设气体继电器，它可以反映油箱内的一切故障，包括：油箱内三相短路、绕组匝间短路、绕组与铁心或与外壳短路、铁心故障、油面下降或漏油等。干式变压器有硅钢片环氧树脂浇注：SCB10、SCB11、SCB13，有非晶合金环氧树脂浇注：SCBH15。选择变压器时，除满足国家标准和规范要求，还应综合考虑节能和价格因素，达到最佳经济效果。2）变压器接线方式选择配电变压器的连接组别主要有两种D，yn11、Y，yn0。常用的是D，yn11，它不仅有很好的防雷效果，还有效解决了中性点漂移问题，最主要的是能抑制3次谐波。谐波对电网以及配电设备有很大的破坏性，其中3次谐波特别明显、突出，它会对电子、通讯一类的弱电元器件以及弱电线路形成干扰，也会降低配电变压器的工作效率，降低变压器和配电设备的使用寿命，甚至降低供电系统的运行效率和质量。因原边绕组为“D”形连接，励磁电流中的3次谐波分量，可在原边绕组三相线圈中产生环流。每一相绕组中的励磁电流相互叠加后，呈现尖顶波形，铁芯中的磁通因铁芯饱和呈现正弦波形，感应相电势在原边、副边绕组中保持正弦波形，3次谐波分量被大量消除，有效抑制了3次谐波。D，yn11接线方式在抑制谐波方面比Y，yn0接线具有很大优势。
4、箱式变电站的应用前景
目前许多用户及供电部门对箱式变电站表示了极大的兴趣，特别是农网改造工程、城市低变落地启动后，箱式变电站的科研开发、制造技术及规模等都进人了高速发展，被广泛应用于城区、农村一中小型变配电站、厂矿及流动作业用变电站的建设与改造，它替代了原有的土建配电房，配电站，成为新型的成套变配电装置。在市区，箱式变电站可装在人行道旁、绿化区、道路交叉口、生活小区、生产厂地、高层建筑等人群密集地，因其易于深人负荷中心，减少供电半径，提高末端电压质量，特别适用于电网改造，被誉为“世纪变电站建设的目标模式”。
结语
箱变高压侧设备采用负荷开关+熔断器组合，能够满足大多数用户使用要求，箱变实现配网自动化、智能化是今后的发展方向。箱变内宜选用Dyn11连接方式的变压器。箱变低压侧设备宜选用改进型GGD开关柜。设计箱变时，特别要注意用户负荷有无谐波，正确计算修正补偿容量。正常情况下，箱变不宜超宽，超高。
参考文献
[1]胡贤德，吴环红，张弘，周浩，戈镇全，孙可，张全明，潘弘，方淦林，封东良.10kV配电变压器和箱式变电站升压改造至20kV电压等级的研究[J].电力自动化设备，2012，32（12）：118-126.
[2]王燦，罗隆福，陈跃辉，周冠东，李晓芳.一种具有滤波功能的磁集成式10kV箱式变电站[J].电工技术学报，2016，31（10）：222-230.
[3]戴和毅，唐云峰，张枞生.箱式变电站10kV侧多功能防窃电控制器的设计[J].华东电力，2011，39（8）：1281-1284.
[4]鞠佳.中压配电网设计相关问题的讨论工程师与制造商伙伴们的观点[J].电气应用，2011，30（9）：18-21.