10kv开闭所设计

10KV开闭所设计一．研究的背景现状和意义背景:我国10KV开闭所的建设起步于20世纪70~80年代，由于改革开放和经济的发展，原有的配电网适应不了经济发展的需要，在一些大城市和经济发达地区，出现了10KV开闭所。

初期的开闭所所用的设备以变电所低压侧所用的设备为主，如开关柜等。

到了80年代后期90年代初期，10KV开闭所在我国大部分大、中城市开始建设，所用的设备逐步由少油断路器柜过渡到空气负荷开关环网柜，开关柜的体积大大减小，操作也简单了很多。

到了 90年代中期，灭弧性能更好的真空负荷开关开始在10KV 配电网中应用，逐步取代空气负荷开关，而成为10KV开闭所的主要设备。

[1]开闭所，就是只有接通断开功能的配电所,没有变压器,一般将一路进线根据需要分几路馈出,并且具有出线保护.开闭所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，位于电力系统中变电站的下一级。

其特征是电源进线侧和出线侧的电压相同。

当然，区域变电站也具有开闭所的功能。

但需明确的是，开闭所是区别于变电站而言的。

开闭所也指用于接受电力并分配电力的供配电设施，高压电网中称为开关站。

中压电网中的开闭所一般用于10kV电力的接受与分配。

现状:城镇配电网的建设是由国民经济的发展与城市建设规模而决定的，自建国以来，我国城市建设规模得到了迅速发展，而配电网建设由于历史原因，普遍存在供电能力不足、可靠性差的问题，影响了人民的生产和生活用电。

随着我国大规模城网的建设和改造工程的不断深入，10 kV 开闭所作为10 kV 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10 kV 开闭所，对构建10 kV 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。

城镇供电网一般是由220 kV 或110 kV 为城市主网架，而10 kV 方为城镇内主配电网络。

10kV 城镇的用电电能的第一次分配是在地处市郊或市区边缘的220 kV 或110 kV 变电站完成的。

早期担负着向市区用户供电的10 kV 配电网络一般架设年代都较早，主要以架空线为主，作为终端用电普通用户的10 kV 用电均以“T”接的方式接在主干线上，由于一条10 kV 供电线路上往往用户较多，普遍都带有上百台10 kV ／0.4 kV 的变压器，时而发生因某一个用户发生故障而导致整条10 kV 线路停电的状况，无法保证供电线路安全、经济、可靠运行，一定程度上制约着城区的经济发展，影响居民的正常生活，尤其是在夜间，事故查找困难，处理时间长，影响了城区的经济、安全、可靠供电；另外，对于重要用户，原来往往采用分别从两个不同的220 kV 或110 kV 变电站拉设2 条10 kV 专线向该用户供电，由于城区用户离高压变电站距离远，需要很长的10 kV 供电电缆或架空线路方能完成对单一重要用户的环网供电，可以想象，若在一个城市中重要用户多的话，需使用许多条10 kV 供电线路，显而易见浪费材料、增加施工量和维护量，而且对整个城市的美化也不利。

随着国民经济的发展，城市负随着国民经济的发展，城市负荷密度不断增加，用户对供电质量和供电可靠性提出了更高要求，因而在城镇供电网络改造中，往往需要这样一种配电站（开闭所）———虽然该变电站内没有变压器，但它以保证供电可靠性为前提，可以优化网络接线、降低电网损耗、减少10 kV 供电电缆或架空线路的使用量并实现电能的第二次合理分配。

在配电所（开闭所）中视开闭所的总供电容量可以真空断路器或SF6 环网箱式金属封闭开关设备为主要设备（由真空断路器或SF6 负荷开关＋熔断器组合来实现对终端用户供电。

对于用电容量小于1 000 kVA 用户出线可采用SF6 负荷开关＋熔断器组合的环网箱式金属封闭开关设备；对于用电容量大于1 000kVA 的用户采用真空断路器为核心的环网箱式金属封闭开关对终端用户进行供电）。

[15]10kv开闭所一般按无人值班配置配电设备：采用环网柜，电源间隔不设保护，配电及分支出线采用熔断器保护。

如今，除了室内形式的开闭所外，还有室外环网箱等。

意义:建设10KV开闭所最早的目的是为了城市变电所10kv出线数量不足、出线走廊受限而采取的措施。

多年来，向城市供电的变电所，10kv出现数量非常有限，而且，在以前建设的变电所中，往往又有许多10kv用户专线。

随着负荷密度的增加，往往需要增加10kv线路的出线回路数，但是，由于受变电所出线数量和出线走廊的限制，即使变电所有剩余容量，也不一定能供出去。

为此，将负荷集中输送到10kv开闭所，再从10kv开闭所把负荷转送出去。

这样，10kv开闭所的母线变成了变电所母线的延伸，即解决了变电所公用线出线不足问题，也解决了开闭所周边用户供电电源问题。

[1]10 kV开闭所是变电所10 kV母线的延伸。

由变电所送出较大容量的馈线至开闭所．再由10 kV开闭所按用户需要送出馈线至用户。

10 kV开闭所接受和重新分配10kV 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。

[3]此外，配电网中10 kV开闭所的合理设置，可以加强对配电网的控制，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。

随着城市的发展,旧城改造的力度不断加大,对道路景观的要求越来越高,在市中心、商业市闹区及城市景观有特殊要求的地段，10kv架空线路“下地”改为电缆线路是必然的发展趋势。

10kv线路电缆化改造时，为了解决分支线路、公用配电变压器和高压用户问题，必须建设一定数量的10kv开闭所，把10kv开闭所作为线路上的一个节点，通过其中的各个出线开关柜把电能输送出去，为周围的用户、分支线路提供电源。

随着社会经济的发展，城网供电可靠率已成为供电企业管理水平的重要标志。

10kv开闭所一般可以同时有来自不同变电所或同一变电所不同10kv母线的两路或多路相互独立的可靠电源，因此，可以解决城市中政府机关、高层建筑、大型商场等重要用户多路电源供电问题，确保重要用户的可靠供电。

另外，配电网中10kv开闭所的合理设置，可以加强对配电网的控制，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，可以灵活进行方式的调整，做到设备检修时用户不停电；当发生设备故障时，开闭所可发挥其操作灵活的优势，迅速隔离故障设备单元，使停电范围减到最小。

[1]10 kV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10 kV开闭所。

二、设计方案（一）、适用范围和主要内容本设计为某某小区10kv开闭所不带变压器，开闭所进、出线回路数为两进十出。

为改善供电质量，提高供电可靠性，在城中某住宅小区内建设一座10KV开闭所。

在认真执行国家技术经济政策和相关国家标准规范的前提下，进行的民用供电设计。

对小区内的电气引入方式，开闭所布置，电气主接线图方式。

住宅和公共设施的照明，车库照明负荷计算。

电缆选择，开闭所主要设备的选择及校验，对土建的要求的说明及防雷和接地的阐述。

（二）、电气一次部分开闭所10kV接线采用单母分段，二进十出户内单排布置，不带变压器，高压环网柜采用进口或合资环网柜进行设计。

开闭所内设置一台站用变，容量为30KVA,D,yn11接线，主要用于开闭所内照明及FTU电源，当开闭所附近有可靠电源时，该站用变可不设置。

[2](1)、10 kV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[8]A、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6—10路的出线。

此接线方式简单清晰、投资省、运行维护方便。

B、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。

C、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10 kV配电系统中各种运行方式下调度和潮流变化的需要[3]当一类负荷或重要用户需高压双电源供电时, 开闭所高压母线应设计为单母分段方式, 电源点分别取自不同的变电站。

操作电源为交流方式的开闭所,主接线可设计为: 进线刀闸柜砷PT , 断路器。

由于客观原因，该开闭所主接线设计采用单母线分段接线接线图如图一。

[4]其优点：A、用开关把母线分段后，对重要用户可以从不同母线段引出两个回路，提供两个供电电源。

B、当一段母线发生故障或检修时，另一段母线可以正常供电，不至是重要用户停电。

引出线（三）、负荷计算本工程包含高层普通住宅、多层住宅、车库等，属于规范规定的二级负荷。

（1）、按单位面积法计算负荷，在一定的面积区有一个标准，面积越大的区其负荷密度越小，其表达式如下：mP Ped sη=⨯⨯式中Pm ——实际最大负荷，kWPed——单位面积计算负荷，W/m2s——小区总面积，m2η——同时系数，用户数量在25～100户的取0.6；用户数量在101～200户的取0.5；用户数量在200户以上的取0.35[11] （2）、其它负荷计算方法：用上面方法求出照明及家用负荷后，结合小区的实际情况，还需考虑其它用电负荷。

比如本小区还包括小区物业公司、车库、自行车棚等用电负荷；另外还有四座小高层，还应考虑电梯负荷；二次加压泵房负荷(供生活及消防用水)，以上诸负荷在计算住宅小区负荷中占比重较大的是照明及家用电负荷，而照明及家用电负荷出现最大值的时段为每天19：00～22：00，因而在计算小区的最大负荷时就以19：00～22：00时段的照明及家用电负荷为基础，然后再叠加其它负荷。

其它负荷计算方法为：a.电梯：D Di D P P η=⨯∑式中 P D ——电梯实际最大总负荷，kWP Di ——单部电梯负荷，kWηD ——多部电梯运行时的同时系数(取值范围见下表) 电梯同时系数一览表[11] 电梯台数 1 2 3 4 5 6 (12)同时系数 1 0.91 0.85 0.8 0.76 0.72 … 0.48 b.物业楼：WM WS W P P η=⨯式中 P WM ——物业楼在照明及家用电最大负荷时段实际最大负荷 P WS ——物业楼设计最大负荷，kWηW ——物业楼负荷、照明及家用电最大负荷的同时系数 c.路灯及公用照明：按照路灯的盏数及每盏灯的瓦数进行累加计算。