10kV开闭所配置规划研究

10kV开闭所配置规划研究

高鑫

国网山西省电力公司太原供电公司 山西省太原市 030012

摘要：10kV公用开闭所是区别于变电站的一种电力设备，其主要作用是将高压电力分别向周围的几个用电单位供电的电力设施，它是110kV变电站10kV母线的延伸。本文通过查看对国内和一些公司的10kV的开闭所相关配置和研究，提出一种合理的开闭所配置规划，减少用地量，减少经济成本。

关键词：10kV开闭所配置；规划；经济成本

10kV开闭所作为配电网中十分重要组成部分，它作为传统变压器的和母线的延伸。10kV开闭所能够用于电力的接受和分配，同时能够解决用于转换负荷，并且可以用于解决变电站中线路输电而出现的其他方面的问题，比如：出线过长带来的电量损失和经济成本的增加等。开闭所在配电网中的主要功能就是用于区域配电网的分配和支撑的作用。目前开闭所的分类可有几种，一般按照功能可分为缩小事故的开闭所，增加供电可靠性的开闭所，增加馈电用的开闭所等等。随着供电容量的增加，以及供电可靠性的要求越来越高，对新的开闭所的要求也越来越高。

一、110kV开闭所的发展现状

目前，国内有着各种各样的开闭所装置设备，它们的运行情况各不相同。上个世纪所运行的10kV开闭所装置存在各种各样的运行问题，比如设备的老化，设备损坏严重，保护装置误动作比较多，具有十分低的自动化程度。同时其运行环境较差，在有的地方的开闭所不仅仅漏水，而且环境潮湿，通风效果差，短路问题突出，站内臭氧浓度高，绝缘破坏严重。这些问题对开闭所的使用有着极大的影响，破坏电器设备的绝缘性能和使用寿命。控制系统主要采用一次设备的触点，继电器、各种相关的测量仪表、以及其他各类控制开关、相应的信号灯、报警装置等通过导线构成开闭所的二次回路，这些设备和装置主要可以用来实现开闭所的相应功能，比如监视功能、测量功能、预警功能和相应的控制功能。我们的值班人员定时进行查看相应的仪表仪器并做好相应的记录，一旦出现预警以及各类突发情况，及时用电话告知远方调度值班及管理人员，并做好相应的解决措施。随着我们的现代科学技术的快速发展，以及通信网络的广泛应用，如计算机技术、现代控制技术以及现代控制技术三大技术的迅猛发展，迫切要求我们的新型开闭所能够实现实时监控、测量和控制。而我们的传统的开闭所设备已经不能满足和实现新的技术的发展需求。目前10kV开闭所领域应用比较广泛的方式就是通过在开闭所装置中增加一套终端设备装置。这套装置能够自动采集相应的测量值，并且通过后台的终端系统进行数据处理。虽然该装置功能简单，价格也比较低廉，但其缺点也十分的突出，比如扩展性能差，高级应用能力较弱。

二、电气一次系统布局设计

电气一次系统是开闭所系统中设计的重要部分，也是电力系统中的主要环节。一次系统的主要设备包括以下几部分：母线、开关电器、测量装置、继电保护设备、输电线路的相关电气设备。

2.1一次系统设计原则

首先而言，一次设备中的电气主接线图必须满足三项基本原则：可靠性、灵活性和经济性。可靠性一般应该从以下情况分析：①断路器检修时不能影响其他用户的供电。②故障时或者检修设备的时候，停电时间应尽可能的短和停电范围应该尽可能的小。③减少全部用户停电的可能性。灵活性方面不仅要求正常工作时候可以灵活的改变运行方式，同时在故障检修的时候，要求停电时间短，同时应该考虑到以后的扩建时方便快速，不能影响原来的系统运行。经济性能要求在保障可靠性前提下，整体布局科学合理，选择合理的电气型号和设备，降低损耗，同时占地面积小。

2.2电气系统的基本接线形式

现在常用的电气母线主接线包括单母线接线方式、单母线分段接线方式以及双母线接线方式。这三种接线方式有不同的优缺点以及相应的适用场景。

2.2.1单母线接线方式

单母线接线方式接线简单，线路清晰，设备较少，当某一段母线发生故障，分段断路器能够快速将切除故障段，同时能够保证其他的正常段母线不间断供电和使重要用户能够正常用电。但是该接线方式灵活性比较差，系统可靠性比较低，当出现故障检修的时候，需要整体停电，当出现双回路的时候，长使架空线路出现交叉的现象，一般而言，当对供电要求不高的时候可以采用这种供电方式。

2.2.2单母线分段接线单母分段接线方式

相对于单母接线方式而言，极大的提高了系统供电的可靠性以及灵活性。单母线通过断路器把单母线供电分成两段，一般情况下，这两段母线同时发生故障的几率很小。当任一路线发生短路故障情况下，在我们的断电短路保护装置下就自动分闸，这时非故障母线就可以继续投入到运行中。当任一电源故障时，电源回路就可以通过电源回路断路器自动断开，极大的减小故障情况下带来的经济损失。但是该母线接线方式缺点也比较明显。如任何一条出线断路器故障的时候，该回路必须停电，造成局部区域的停电。其次，当其中任一段母线现短路情况或者故障检修的时候，必须断开该回路上的所有的电线和设备，导致发电量减少的同时，也会造成该段回路的用户停电。

2.2.3双母线接线

在十分重要的场合，不能够停电或者停电后必须马上恢复供电的场合的时候就必须要采用双母线供电方式，以便减少停电带来的巨大损失。双母线供电方式采用每一台回路就必须安装一台断路器设备，同时采用两台隔离开关装置连接到两条母线、电源和断路器装置上。当其中一条母线回路需要接通隔离开关的时候，另外一条母线上的隔离开关就需要断开，不需要两条回路都要接通，采用母联断路器用来连接两条母线。两组母线并联运行的时候就可以极大的提升灵活性和可靠性。当出现故障检修的时候，就只需要按照相应的断电顺序断开相应的一小部分线路，同时备用线路就会立即投入到工作中，不会造成对用户的停电。同时双母线回路在以后的扩建改造当中扩建方便，不会影响原来供电的分配。但是双母线供电操作麻烦，投资大，费用高，工作母线停电是会导致该母线全部的工作线路停电。

三、10kV开闭所选址原则

为了合理的建造开闭所装置，尽量按照可靠性、灵活性以及经济性三个原则进行选址，因此10kV开闭所在选址上必须遵循以下相应的原则：1）10kV公用开闭所的选址必须按照城市配网相应的规划和准则以及城市用地规划进行统一建设。2）在进行前期规划考察的时候，开闭所设置应该减少用地，同时结合工业、商业以及办公类建筑的具体位置进行合理规划。3）开闭所位置应该沿着市政道路布置，原则上按照每公里距离就应该预留一座开闭所进出线路路径，并且不能对原来的供电设备设施产生影响，而且需要合理衔接。4）开闭所一般采用独立两层设置，按照实际情况的需要也可以进行单层设计。当采用的方式是单层设置的时候，单层每一座开闭所基地面积为375m2，其大小尺寸是15mx25m；而采用双层布置的时候，基座面积为149m2，尺寸大小为8.5mx17.5m。5）在进行建造开闭所的时候，应该考虑设备是否运输方便，同时应该建造消防通道，以便在发生险情的时候，工作人员能够快速采取相应的措施。另外应该考虑该设施能够防火、防进水、防潮湿，防一定等级的地震，以及防尘防雷措施，同时还要防止小动物等，同时要修建排水沟，预防雨季的排水问题。对于装置在其他性质的用户设备，还要必须修建防火墙设施进行隔离，并且需要具有独立的门户。6）对于地下开闭所其上方不能为居民住宅，用以保证居民安全。同时开闭所上下的净高必须高于4.5m，并且需要良好的通风设施，电缆在进入地下环境中的时候，必须要有良好的排水系统，同时方便工作人员进出。

四、结论

开闭所是现代电力设备的重要部分，作为一种只有电压，没有变压器的10kV设备，具有十分重要的作用。我们在进行新的开闭所建造的时候不仅要考虑可靠性、灵活性以及经济性。同时要合理进行用地规划，在保障安全有效运营的情况下，降低其经济成本，形成一套安全，高效的建造方案。

参考文献：

[1]郭衡,吕信岳,王菲.10kV配网开闭所自动化的设计与实现[J].中国电力教育.2013(36).

[2]郭勤忠.阐述10kV配电网建设的问题[J].广东科技.2009(18).