10kV开闭所的电气设计

10kV开闭所的电气设计徐力钧..(中建国际设计顾问有限公司，上海市..200235)Elect~calDesjoflOkVSwitchingStationsXuLiuCiaCntutoeinItrainlt．hnhi203，Ciajn(hnosrcinDsgnentoaLd，Saga025hn)AbstatresaecntutofteubnrcLag．closrcinohradistributionnetworkmakesthedesignof10kVswitchingsttosmoeadmoeiotn．..iprdsreainrnrmpratThspaeecibsthefntosetttnrcpe，temancnetoucin，sigpinilhioncinmodeandthechoiceofmainequipmentsfor10kVswitchingstations．..Keywodsordsruinntr1rPweitibtoewok0kVswicngsainnlcraoncinnthittoMaieeticlcnetoRignetworkswitchcabinet摘要城市配电网的大规模建设使得..10kV开闭所的设计越来越重要，本文论述了..l0kV开闭所的功能、设置原则、主接线方式及主要设备的选择。关键词配电网..10kV开闭所电气主接线环网开关柜随着我国大规模城网的建设和改造工程的不断深自动扶梯进行了一天或一个星期不同模式下的用电量..对比跟踪测试，测试结果见表..2。表2不同模式扶梯用电量对比表Tab．2Powerconsumptioncomparisonofescalatorin出frneieetmods运行方向..i模式运行对闽用量uWt节电率站内扶梯非节能..1853(11kW)节能..1843l8．9％..出人口扶梯非节能..130384(18．..5kW、节能..13O23538．8％..站内扶梯非节能..l847(30kW)节能..23．4％..1836注：对扶梯加装三相电度表，非节能..(即取消变频器)模式下，扶梯上行运行..Ⅳ小时，计量用电量；对扶梯加装三相电度表，节能..(即采用变频技术)模式下，扶梯上行运行..Ⅳ小时，计量用电量。入，l0kV开闭所作为..10kV配电网中的重要设施，在具有一定负荷密度的城市中压配电网中的地位越来越重要。高层建筑和大型公共建筑的不断涌现使城市功能越来越趋向完善和复杂化，电力用户对配电网的可靠性及灵活性提出了更高的要求。建好..10kV开闭所．对构建..10kV城镇配电网主网架，提高配电网的供电能力，有着举足轻重的作用。..110kV开闭所的功能..10kV开闭所是变电所..l0kV母线的延伸，由变电所送出较大容量的馈线至开闭所．再由..10kV开闭所按用户需要送出馈线至用户。10kV开闭所接受和重新分配..l0kV出线。减少高压变电所的..10kV出线间隔和出线走廊，可用作配电线路间的联络枢纽，还可为重要用户提供双电源。此外，配电网中..10kV开闭所的合理设置，可以加6结论经过对上述自动扶梯三大节能因素的分析和应用，相对于传统的自动扶梯，广州地铁自动扶梯的系统性节能设计总体节能效果可达..30％～60％。其结果是实现了广州地铁自动扶梯节能效果最大化的设计理念。随着五号线，二、八号线延长线，广佛线等新线线路开通，自动扶梯的数量将会越来越多。到..2010年广州地铁将有..1400余台扶梯投入运营。粗略计算，每年可节省的费用将达到..1100万以上，具有很好的经济效益和社会效益。.._|《盏史信芳．电梯选用指南．广州：华南理工大学出版社，..2003：42—..52．..10kV开闭所的电气设计..(待力钧..15建电老..-·_———_·_—___Bl0{NG2r3口8年第1口期IELECTRICITY强对配电网的控制，提高配电网运行及调度的灵活性，从而大大提高整个配电网供电的可靠性。有了一定数量的开闭所，可实现对配电网的优化调度，部分城网设备检修时，可以进行运行方式的调整，做到设备检修时用户不停电；当设备发生故障时，开闭所可发挥其操作灵活的优势，迅速隔离故障单元，减小停电范围。..210kV开闭所的设置原则由于..lOkV开闭所能加强对配电网的控制，提高配电网供电的灵活性和可靠性，因此在重要用户附近或电网联络部位应设立..10kV开闭所。由于10kV开闭所具有变电所..1OkV母线延伸的功能，对电能进行二次分配，为周边用户提供电源，因此在用户比较集中的地区，如大型住宅小区、高层建筑区、商业中心区、工业园区等地，应设置..10kv开闭所。由于..10kV开闭所内有大量的..10kV开关柜等中压设备，这些设备对环境的要求比较高，为了便于管理，要求..10kV开闭所设置在通道顺畅、巡视检修方便、电缆进出方便的位置。一般情况下要求10kV开闭所设置在单独的建筑物中，或附设在建筑物一楼的裙房中，尽量不要把..10kv开闭所设置在大楼地下室内。室外环网柜或电缆分接箱与室内的开闭所相比，具有体积小、占地面积小、设置比较灵活等优点，一般可设置在绿地或绿化带上。也可设置在对行人影响比较小的空地上或道路人行道侧。室外环网柜及电缆分接箱安装处应有避免外力碰撞措施，同时应避免安装在有腐蚀性物质的附近。..310kV开闭所的主接线..3．11OkV开闭所电气主接线方式可分为单母线接线、单母线分段接线和双母线接线对于无重要负荷的开闭所，一般可采用单母线接线，两路电源进线。两路进线分别接至不同的变电所或同一变电所的不同母线，可有610路的出线。此接线方式简单清晰、投资省、运行维护方便。对于为重要用户提供双电源、供电可靠性要求比较高的开闭所，应采用单母线分段接线，两路进线，每段母线各有一路进线，重要用户可以从两段母线分别接出馈线。当一段母线发生故障或检修时，可由另一段母线提供正常供电。对于负荷集中、且有重要用户负荷时，开闭所可采用双母线接线，四路进线。每段母线各有两路进线。此接线方式供电可靠性高，且调度灵活，能适应..10kV配电系统中各种运行方式下调度和潮流变化的需要。..3．210kV开闭所按其在电网中的功能，可分为环网型和终端型环网型开闭所每段母线有..2路电源进线间隔，其他为出线间隔，其主要功能是功率交换和线路分段，在城网中实施运行方式的调整。环网型开闭所常以..“手拉手”方式进行环网，其开闭所的用户或分支线有较高的供电可靠性。环网型开闭所又可分为单母线接线和双母线接线..(见图1)两种，前者为单环运行的开闭所，后者为双环运行的开闭所。I段Ⅱ段一一＼..————、，——一＼..————、..——一、——..——、，——一..——..——、，——一进线出线出线进线图1环网型双母线接线..Fig．1Ringnetworkdouble—busconnection终端型开闭所每段母线一般只有一路电源进线间隔，其他为出线间隔。其主要功能是向周边用户及公用变压器提供电源。终端型开闭所又可分为单母线接线、双母线接线..(见图2)和单母线分段接线三种。I段Ⅱ段一一＼—..————、，——一＼——..———、，——..———，进线出线出线进线图2终端型双母线接线..Fig．2Terminaldouble—busconnection3．3主接线设计需注意的问题..3．3．110kV开闭所的接入系统方案..10kV开闭所接入系统时，应考虑其供给电源的配电线路能否承担接入开闭所增加的负荷。对于为终16端型开闭所供给电源的配电线路，其..10kV开闭所接人后的配电变压器总容量一般控制在..10000～..15000kV·A：对于为环网型开闭所供给电源的配电线路，由于正常运行时两条环网线路是各自分开的，在事故或其他特殊情况时需要将部分或全部负荷由一条线路供电，所以两条环网线路的负荷率应控制在..50％以下，环网内配置的开闭所数量不宜过多，开闭所的设计容量不宜过大，配电变压器的总容量一般不超过..20000kV·A。..3．3．210kV开闭所的最终建设规模..10kV开闭所的规模应根据..10kV配电网的规划、用户及负荷增长情况、电网结构等因素进行选择。10kV开闭所的规模一般为：每座..10kV开闭所内设置1～2段10kv母线，每段..lOkV母线所接配电变压器总容量不宜大于..5000kV·A，进出线回路不宜大于8回；总容量大于5000kV·A的大用户，宜从..10kV主干电缆直接接入该用户或采用..10kV专线供电。..3．3．3l0kV主接线要求..10kV开闭所主接线应力求简单，并应满足可靠性、灵活性、经济性等要求。开关或母线故障及母线检修时，可以方便地停运开关、母线等设备。而不致影响..10kV配电网的运行和对用户的供电。扩建时可以方便地从初期接线过渡到最终接线，在不影响连续供电或停电时间最短的情况下，投入新的间隔。..410kV开闭所的主要设备..10kV开闭所由..10kV开关柜、母线、控制和保护装置等电气设备组成，通常为户内布置，但也有开闭所采用户外箱式结构。电源馈线一般采用大截面的电缆线路，如单根截面为300mm的电缆。..4．1保护配置..10kV环网开闭所电源进线间隔一般不配置任何保护，因为10kV环网开闭所一般都是在市区，供电半径一般在5km以内，线路很短，一条..10kV主干线路如果接有2～4座..10kV环网开闭所，相当于线路上安装了4～8台保护开关，各台保护开关之间无法进行动作时间上的配合，一旦线路发生短路故障。故障点之前的保护开关及变电所的出线保护开关都可能跳闸，易出现越级跳闸现象，从而不能及时隔离故障点。开闭所进线间隔宜采用负荷开关，当电源进线主干线发生短路故障时，由上一级变电所..10kV出线断路器动作切除故障。对于终端型开闭所，当负荷比较小时，电源进线间隔可配置熔断器保护。..10kV开闭所的出线间隔，一般配置熔断器作为出线柜的过负荷及过流保护。在配电环网中，对配电变压器容量小于..1600kV·A的变压器馈线往往都选用负荷开关一熔断器组合电器，以负荷开关完成负荷的分合操作，以熔断器对短路起保护作用。如果配电变压器容量大于等于..1600kV·A时，宜选用断路器保护。..4．2环网开关柜环网开关柜结构紧凑、体积小、安装方便，可以根据需要扩展，不受外部环境的影响，在目前..10kV开闭所的设计中得到了广泛的应用。环网开关柜是由包括母线、负荷开关单元、变压器保护单元、电缆线路进线或出线单元、计量单元等构成的组合配电装置．有户内型和户外型两种。典型的环网开关柜是三回路单元，即由两条线路、负荷开关单元和变压器保护单元组成：也可以根据需要由多回路单元组成。线路、负荷开关单元中的负荷开关，通常可采用空气、..’六氟化硫..(S)、真空负荷开关。空气式负荷开关技术性能比较低，目前已基本不选用。真空负荷开关是在真空断路器的基础上开发的，具有较高的技术性能和可靠性，开关触头免维护，目前已被广泛使用。..S负荷开关用灭弧性能优良的..SF6气体作为开关的灭弧介质，额定峰值耐受电流可达..50kA。..SF6负荷开关环网柜结构紧凑、配置灵活、安装方便、占地面积小．大大地节省了开闭所的用地和空间，已成为目前..10kv开闭所的主要设备之一。但是..SF气体在电气设备中经电晕、火花及电弧放电作用，会产生多种有毒气体及固体分解物，对人体的呼吸系统有一定的危害，随着整个社会环保意识的加强，..SF6设备在开闭所中的应用也将会受到一定的限制。5结束语..10kV开闭所是配电网环网接线的桥梁，其配置数量、设计容量、接线方式及管理运行对城市配电网的建设起着非常重要的作用，在设计时应综合考虑，才能设计出合理、适用的..10kV开闭所。..17lOkV开闭所的电气设计..(精卉揖..