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Summary:以某10kV变配电房设计工作为研究对象,对其电力线路结构设计优化条件进行分析。在简要介绍10kV变配电房设计问题的基础上,针对供配电系统设计、负荷估算、电气设备设计思路进行了大体分析,并围绕电力主线系统优化、短路电流计算、变配电节能设计三个层面,探讨了有关10kV配电房设计的具体优化措施,以期为供配电设计工作提供参考。
Keys:10kV配电房;配电设计;供配电系统;变压器
:TM727:A
110kV配电房设计内容分析
通常在10kV配电房的配电设计环节,需协调处理好高低压配电系统、配电设备选型与布局、电缆规格选择、敷设方式等多项工作,结合用电规模、用电类型、负荷容量与用电设备特征等因素进行负荷估算、电气设备设计。基于节能目标进行供配电系统设计,首先应尽量减少变配电级数,同一电压下的变配
电级数需控制在两级以内,并针对接线方式进行简化设计;其次应结合用电负荷特点进行变压器选择,合理调节变压器容量,缩短其与负荷中心的距离,依托较短的供电半径实现减小损耗的目标;再次应结合系统负荷变化进行变压器数量的灵活调整,避免因轻载增加损耗;最后可依据系统情况适当增大供电电压,保障收获良好的节能效益[1]。
为减少因线路电阻引发的功率消耗,需注重结合负荷特征进行供电电压设计,尽量缩短供电路径、合理配置导线截面面积、选用铜材质线缆;将配电房布设在靠近负荷中心位置,缩短配电箱与用电负荷间的距离,借此有效缩短供电线路半径,减少功率消耗与运行费用。
以某10kV配电房设计项目为例,该建筑项目计划新建1#、2#、3#共三栋建筑物,、,,结合新增建筑面积与用电需求等参数,。在负荷估算环节,需综合考虑负荷性质与未来负荷增长情况,确保选取的变压器等设备容量能够为未来5~10A的负荷增长留足裕量,并且兼顾建筑物消防、照明等系统的负荷数量、开关数目,综合围绕设备容量、电流等因素做好计算容量、计算电流数值的标注,便于为后续变压器、开关、导线等设备的选择提供参考信息[2]。
在电气设备选取环节,需综合考虑用电环境、电压等级等因素确定变压器的容量与类型,在该项目中计划新增2台1000kVA变压器,结合原配变形式选取干式变压器,为未来阶段用电设备的新增留足裕度,并且易于维护检修。
在高压开关的选择上,该项目选取的新增变压器为干式变压器、容量为1000kVA,因此宜选用负荷开关柜进行配电房进出线的控制,选取组合柜进行变压器的保护,可在变压器短路时自动隔离故障点、起到延时保护作用[3]。
在本工程项目中,高压部分采用单电源进线、环网出线形式设计,低压母线为单母线分段供电,将新增2台1000kVA变压器与原800kVA变压器设为分列运行,利用联络开关完成母线的连接。
210kV配电房设计的具体优化措施探讨
基于《供配电系统设计规范》进行10kV配电房主线系统的优化设计,需结合用电规模、负荷环境等因素进行公变变压器、专变变压设备的合理区分。例如针对以住宅建筑为代表的公变用户,其变压器单台容量往往不大于1250kA,对此可选取环网柜结构进行接线设计,实现接线系统的简化设计。对于个体用户用电量大于100kVA的情况,可结合实际用电量数值进行管理模式的设计,例如针对用电量小于315kVA时,可选用“高供低计”管理模式,以环网柜作为开关;针对用电量大于500kVA的情况,可采用“高供高计”管理模式,选取断路器作为高压开关。而针对双电源线路的情况,需设置2台以上的专变变压器,
选取断路器柜接入单电源主接线结构中,完成配电设计。在电源设计方面,通常需综合考虑电力环境、用电负荷等信息,针对一级负荷应配置2个独立电源系统,针对二级负荷则构建双回路体系,保障利用变压器、电缆等设备的设计满足实际负荷需求[4]。
在10kV配电房设计中,需结合变压器设备、高低压开关等进行短路电流的计算。针对不同容量的变压器,根据变压器结构特点进行组别、短路阻抗的调整,控制好变压器与配电房的距离,优化电缆型号的选取,并合理调节末端变压器的容量。在实际计算过程中,还应关注终端电容量与电源点距离间存在的关系,在电源点距离增大时将短路电流减小,优化配电设计效果。
在配电线路设计环节,通常针对一级负荷、二级负荷的情况宜选用铜材质导线,而针对三类负荷等其他条件下则选取铝芯导线,并采用缩短导线长度、增大导线截面等方式,实现节能目标[5]。
在变压器设备的选取上,通常可选用SCB10、SCB11等节能型变压器,基于供电可靠性、经济负载率指标进行变压器容量的合理设计,确保结合不同电力负荷进行容量的恰当分配,保障变压器在运行过程中可达到70%~80%的最佳负荷率。同时为避免变压器处于过载运行状态,需降低三相不平衡度,例如可将单相用电设备接在三相网络上,针对各供电点分别与不对称负荷连接、起到分
散负荷作用,采用交叉换相方法,增加负荷节点短路容量或增设平衡装置等,以此保障变压器三相负载平衡。
在电缆线设计上,需结合10kV配电房结构、距离等因素进行电缆线型号的合理设计,当前普遍采用YJV22高压电缆、VV、YJV低压电缆,配合PVC材料管提升线路的机械强度、耐磨性能与载流量水平,有效保障电缆线路的安全运行[6]。
为有效降低线路损耗,可选用有补偿电容器提高用电设备的功率因数,调节电机的空载运转,并采用就地补偿、集中补偿等方式进行补偿装置的配置,达成降低线损的目标。
3结语
总而言之,设计问题是影响10kV配电房功能与作用发挥的关键因素。为保障电力设计的合理性,需严格基于设计规范与供配电需求进行用电环境分析,做好负荷估算与变压器、高低压开关等设备的选型,保障电力设计与配网系统间达成匹配关系、优化设备布局,并且运用技术管理手段实现电力线路与设备的技能设计,借此提高电力设计水平,从而增强电力系统运行稳定性、可靠性,更好为人们提供电能供给服务。
Reference:
[1][J].低碳世界,2020,10(05):49-50.
[2][J].建材与装饰,2020(12):226-227.
[3][J].通信电源技术,2020,37(02):140-141+144.
[4][J].通信电源技术,2019,36(06):107+109.
[5]周青山,[J].建筑热能通风空调,2019,38(06):43-45+60.
[6][J].绿色环保建材,2019(02):246.
 
-全文完-