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关于10kV开闭所的设置原则总结,纯分享,不要错过

10kV开闭所是电力系统中一个重要的组成部分,它主要负责对 10kV电压等级的电力进行分配和控制。10kV开闭所通常位于配电网的关键节点,通过开关设备和保护装置,实现对电力的开闭和切换,以确保配电网的安全、稳定和高效运行。10kV 开闭所一般会配备各种开关柜、断路器、互感器等设备,这些设备可以对电力进行监测、控制和保护。开关柜用于连接和断开不同的电力线路,断路器则可以在发生故障时迅速切断电流,保护设备和线路的安全。互感器则可以对电流和电压进行测量和变换,为保护装置和监控系统提供准确的信号。

所以说10kV开闭所的作用不仅仅是简单地开闭电力,它还承担着优化配电网结构、提高供电可靠性和灵活性的重要任务。通过合理的布局和运行方式,10kV开闭所可以有效地分配电力资源,减少线路损耗,提高电力质量。同时,它还可以根据负荷变化及时调整运行方式,实现配电网的经济运行。下面小编就给大家分享10kV开闭所的电气设计。

▷ 10kV开闭所的功能

10kV开闭所是变电所10kV母线的延伸,负责接收大容量馈线并重新分配至用户,减少变电所出线间隔和走廊,作为联络枢纽提供双电源。合理设置可增强配电网控制,提升运行调度灵活性,确保供电可靠。开闭所优化调度支持设备检修不停电,故障时灵活隔离,缩小停电区域。

▷ 10kV开闭所的保护配置及主要设备

10kV 开闭所是由多种电气设备组成的电力设施,其中包括 10kV 开关柜、母线、控制和保护装置等。一般情况下,10kV 开闭所采用户内布置方式,但也存在一些开闭所采用户外箱式结构的情况。

在电源馈线方面,通常会选用大截面的电缆线路。例如,单根截面为 300mm²的电缆,这种大截面电缆能够满足开闭所对电力传输的高要求,确保供电的稳定性和可靠性。此外,大截面电缆还具有较低的电阻和电抗,有助于减少电能损耗和电压降,提高电力系统的效率。为了保障电力设备的安全运行,10kV 开闭所还配备了先进的控制和保护装置。这些装置可以实时监测电力系统的运行状态,一旦发现异常情况,能够迅速采取措施进行保护,避免故障的扩大和蔓延。

(1)保护配置

10kV 环网开闭所的电源进线间隔通常不会配备任何保护装置,这主要是因为 10kV 环网开闭所一般位于市区,供电半径通常在 5km 以内,线路较短。如果一条 10kV 主干线路连接了 2-4 座 10kV 环网开闭所,就相当于在线路上安装了 4-8 台保护开关。然而,各台保护开关之间难以在动作时间上进行配合。

一旦线路发生短路故障,故障点之前的保护开关以及变电所的出线保护开关都可能跳闸,容易导致越级跳闸现象的出现,从而无法及时隔离故障点。因此,开闭所的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,由上一级变电所的 10kV 出线断路器动作切除故障。对于终端型开闭所,在负荷较小的情况下,电源进线间隔可以配置熔断器保护。

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和过流保护。在配电环网中,对于配电变压器容量小于 1600kV·A 的变压器馈线,往往会选择负荷开关-熔断器组合电器。负荷开关用于完成负荷的分合操作,而熔断器则对短路起到保护作用。如果配电变压器的容量大于或等于 1600kV·A,宜选用断路器进行保护。

(2)环网开关柜

环网开关柜具有结构紧凑、体积小、安装简便等特点,且能够根据实际需求进行扩展,不易受到外部环境的影响,因此在当前 10kV 开闭所的设计中得到了广泛的应用。

环网开关柜由母线、负荷开关单元、变压器保护单元、电缆线路进线或出线单元、计量单元等部分构成,可分为户内型和户外型两种。典型的环网开关柜是三回路单元,由两条线路、负荷开关单元和变压器保护单元组成;也可以根据实际需要由多个回路单元组成。

在线路和负荷开关单元中,负荷开关通常可选用空气、六氟化硫(SF6)、真空负荷开关等类型。其中,空气式负荷开关的技术性能相对较低,目前已基本不被采用。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,且开关触头无需维护,目前已被广泛应用。SF6 负荷开关采用灭弧性能优良的 SF6 气体作为开关的灭弧介质,其额定峰值耐受电流可达 50kA。SF6 负荷开关环网柜具有结构紧凑、配置灵活、安装方便、占地面积小等优点,大大节省了开闭所的用地和空间,已成为目前10 kV开闭所的主要设备之一。

然而,SF6 气体在电气设备中经过电晕、火花及电弧放电等作用,会产生多种有毒气体和固体分解物,这些物质对人体的呼吸系统会造成一定的危害。随着整个社会环保意识的不断增强,SF6 设备在开闭所中的应用也可能会受到一定的限制。

▷ 10kV开闭所的设置原则

配电网是向社会各界供电的重要网络,其稳定性和可靠性直接关系到用户的用电体验和生产生活。10kV 开闭所作为配电网的关键节点,可以对配电网进行有效的控制和管理,实现电力的灵活调度和分配。通过合理设置 10kV 开闭所,可以更好地保障重要用户的电力供应,提高供电的可靠性和稳定性。

在大型住宅小区中,居民对电力的需求较大,尤其是在夏季和冬季等用电高峰期。10kV 开闭所可以为小区提供稳定的电力供应,确保居民的日常生活不受影响。同时,对于高层建筑区来说,电力负荷较大,对供电的可靠性要求较高。10kV 开闭所的设置可以满足高层建筑的用电需求,保障电力设备的正常运行。

商业中心区通常有大量的商业设施和办公场所,对电力的依赖性较强。10kV 开闭所能够为商业中心区提供可靠的电力支持,确保商业活动的顺利进行。而在工业园区,企业的生产过程对电力供应的稳定性和质量有很高的要求。10kV 开闭所的存在可以满足工业园区的用电需求,保证企业的正常生产。

此外,10kV 开闭所的设置还可以提高配电网的运行效率。

由于 10kV 开闭所内的中压设备对环境有较高的要求,为了方便进行管理和维护工作,10kV 开闭所应该设置在通道通畅、便于巡视检修以及电缆进出方便的位置。通常情况下,10kV 开闭所适宜设置在独立的建筑物中,或者附设在建筑物一楼的裙房中,而避免设置在大楼的地下室内。与室内的开闭所相比,室外环网柜或电缆分接箱具有一些明显的优势,例如体积更小、占地面积更小、设置更加灵活等。

它们一般可设置在绿地、绿化带等对行人影响较小的空地上,或者道路人行道侧。但在安装室外环网柜及电缆分接箱时,应采取相应的防护措施,以避免外力碰撞。同时,要注意避免安装在有腐蚀性物质的附近,以免对设备造成损害。

▷ 10kV开闭所的电气主接线

(1)10kV 开闭所的电气主接线方式主要包括单母线接线、单母线分段接线以及双母线接线。对于没有重要负荷的开闭所,通常可以选择单母线接线,配置两路电源进线。这两路进线可以连接到不同的变电所或者同一变电所的不同母线,同时可以设置 6 到 10 路的出线。这种接线方式具有简单明了、投资较少、运行维护方便等优点。

然而,对于为重要用户提供双电源且对供电可靠性要求较高的开闭所,应采用单母线分段接线。这种接线方式有两路进线,每段母线各自连接一路进线,重要用户可以从两段母线分别接出馈线。当某一段母线发生故障或需要检修时,另一段母线能够继续提供正常供电,确保重要用户的电力供应不中断。

在负荷集中且存在重要用户负荷的情况下,开闭所可以采用双母线接线。此时共有四路进线,每段母线各有两路进线。这种接线方式供电可靠性高,并且调度灵活,能够适应 10kV 配电系统中各种运行方式下的调度和潮流变化需求。它可以更好地满足重要用户对电力的稳定供应要求。

(2)10kV 开闭所根据其在电网中的功能,可以分为环网型和终端型。环网型开闭所的每段母线通常有 2 路电源进线间隔,其余则为出线间隔。它的主要作用是进行功率交换和线路分段,以便在城网中实现运行方式的调整。

环网型开闭所常常采用“手拉手”的方式进行环网,这使得开闭所的用户或分支线具有较高的供电可靠性。环网型开闭所还可以进一步分为单母线接线和双母线接线(如图 1 所示)两种类型。

其中,单环运行的开闭所采用单母线接线方式,而双环运行的开闭所则采用双母线接线方式。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。

终端型开闭所的每段母线一般只有一个电源进线间隔,其余均为出线间隔。它的主要功能是为周边用户和公用变压器提供电源。终端型开闭所也可以分为单母线接线、双母线接线(如图 2 所示)和单母线分段接线三种类型。

在实际应用中,选择哪种类型的开闭所需要根据具体的电网结构、负荷需求和供电可靠性要求等因素进行综合考虑。不同类型的开闭所具有不同的特点和优势,能够满足不同场景下的电力供应需求。

▷ 10kV开闭所电气主接线设计需注意的事项

(1)当 10kV 开闭所接入系统时,需要考虑其供电的配电线路是否能够承受接入开闭所后增加的负荷。对于终端型开闭所的供电配电线路,在接入 10kV 开闭所后,配电变压器的总容量一般应控制在 10000-15000kV·A 范围内。

而对于为环网型开闭所供电的配电线路,由于正常运行时两条环网线路是相互独立的,但在事故或其他特殊情况下,需要将部分或全部负荷转移到一条线路上供电。因此,两条环网线路的负荷率应控制在 50%以下。同时,环网内配置的开闭所数量不宜过多,开闭所的设计容量也不宜过大,配电变压器的总容量通常不超过 20000kV·A。

(2)10kV 开闭所的最终建设规模需要综合考虑 10kV 配电网的规划、用户以及负荷增长情况、电网结构等多种因素。通常情况下,10kV 开闭所的规模如下:每座 10kV 开闭所内部设置 1 到 2 段 10kV 母线。

每段 10kV 母线所连接的配电变压器总容量不宜超过 5000kV-A。同时,进出线回路也不宜多于 8 回;对于总容量大于 5000kV·A 的大用户,宜直接从 10kV 主干电缆接入该用户,或采用 10kV 专线供电的方式。

(3)10kV 开闭所主接线应尽量简洁,同时要满足可靠性、灵活性、经济性等多方面的要求。当开关或母线出现故障以及进行母线检修时,能够轻松地停运开关、母线等设备,而不会对 10kV 配电网的运行和对用户的供电产生影响。在扩建时,可以便捷地从初期接线过渡到最终接线,在不影响连续供电或尽量缩短停电时间的前提下,投入新的间隔。

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