摘要：本文从变配电站的电压等级出发，对工业与民用建筑终端变配电站一次系统主接线方式加以分析，然后对高压开关柜、计量柜、电流互感器、电压互感器等主要设备的选型进行了分析探讨，为以后的工程设计提供参考。
关键词：电压等级；主接线；高压柜；计量柜；电流互感器；电压互感器
1.电压等级
国家标准GB/T 156－2007《标准电压》中规定了3kV及以上变配电系统的标称电压为3、6、10、20、35、66、110、220、330、500及750kV，低压配电系统的标称电压为220/380V与380/660V（用于矿山）。
我国电力网各级标称电压为：
输电网： 500kV，220kV，110kV 高压配电网：110kV，66KV，35kV
中压配电网：20kV，10kV，6KV 低压配电网： 0.38 kV，0.22 kV
工业与民用建筑中小型变配电站一般为10/0.4kV，大中型工厂与特大型民用建筑变配电站有35/10kV与110/10kV，再增加一级10/0.4kV。东北等地区电网中有66kV，新建电网一般都选用110kV。6KV主要用于有高压电动机或自备电厂的工业用户厂内配电网。10kV高压电动机已经普遍采用，所以新设计可以不再选用高压电动机与6KV电压等级。
各级电压等级架空线的传输能力：.png)
2． 一次系统主接线方式
工业与民用建筑变配电站一般均为终端站，一次系统主接线比较简单。35kV及以上进线的变配电站主接线为线路变压器组、桥形接线与单母线或单母线分段。10kV变配电站主接线为单母线或单母线分段比较普遍，有些也采用环网式接线。
只有一路电源进线与一台变压器应选用线路变压器组，平面布置应按桥形接线或单母线设计，以便将来扩建。两路进线两台变压器可选用桥形接线或单母线，两路进线两台以上变压器应选用单母线或单母线分段。
选用桥形接线时，不经常切换或线路较长而故障率较高的情况宜选用外桥（对电网而言）。变压器频繁切换或线路较短而故障率较小、线路有穿越功率的情况下宜选用内桥接线。
10kV变配电站只有一路10kV进线，备用电源为220/380V时可选用单母线。有两路10kV进线时，运行方式为一供一备，可选用单母线，也可选用单母线分段，有利于开关柜检修。分段采用隔离刀闸或隔离柜，需要安装两台电压互感器柜。如果采用母联断路器分段，继电保护选择性配合比较困难，母联合闸后速断保护要退出（充电保护）。如果两路同时供电应选用单母线分段，通过分段断路器进行互投。对一般用户供电部门很少同意两路10KV进线同时供电的运行方式。
对特别重要的用户，有三路进线时，两路主供电源同时，一路备用，选用单母线分段。一路备用进线通过两台断路器分别接到两段母线上，并代替母线分段断路器。如果有分段断路器备用电源互投较为复杂。
现在城市都推广环网式接线，但目前只能用于二、三级负荷的供电系统。环网室直接放在用户变配电站，设计时应与当地供电部门作好协调。工厂或住宅小区有多个10kV分变配电所时，也可以采用环网式接线。
220/380V低压配电系统，当变压器数量超过一台时，均选用单母线分段，每台变压器分别接到每段母线上，分段数超过三段时，备用电源互投与连锁比较复杂。
3. 高压开关柜选型
开关柜高压有移开式（手车柜）与固定式两种。移开式（手车柜）开关柜五防功能好，体积小，但价格高，固定式开关柜价格低，但体积大。设计是应根据变配电站的投资情况与配电室面积大小来选择。
设计规范规定变配电站进线应有一个明显断开点。固定式开关柜的下隔离开关可以满足这一要求。电源由进线柜引入后，通过计量柜引下，再选用一台带电压互感器的隔离柜引到母线上，两路进线需要６面柜，加上分段及引上的隔离柜，共计８面柜。
对于移开式（手车柜）开关柜电源进线先由隔离柜引入，隔离柜除作为明显断开点之外，还可以作为计量，但设计前应得到当地供电部门的认可。电源经隔离柜引入后再经进线柜引出，然后再由计量柜或带电压互感器的隔离柜向上引到一段母线上。两路进线需要6面高压柜，加上分段及引上的隔离柜，也需要８面柜。
对于只有两台变压器的小型变配电站，公用部分所占用的投资比例就比较大，设计时要尽量想办法减少公用部分的开关柜数量。
4. 计量柜设计
每路电源进线均应设计一台计量柜。计量柜由供电部门单独管理。设计时，一次回路选好电流与电压互感器就可以了，二次图方案可直接选用国家标准图，也可由当地供电部门自行设计与安装计量表计。由于计量电能表、最大需量表及分时计费电度表一般为三相三线制，所以电流互感器可以只设计A，C两相，电压互感器选用V／V型。
5. 电流互感器选型
我国当前10KV供电系统还为不接地，发生单相接地后只报警不跳闸，设计A，C两相电流互感器就可满足相间短路保护的要求。但随着10kV电网规模的不断增大，接地电容电流越来越大，发生单相接地后故障会迅速扩大，对地故障电压比较高，此时就需要跳闸。为了提高单相接地后故障跳闸的可靠性，接地方式就要改变为串联大电阻接地，电流互感器应设计三相电流互感器。国家建设部二次接线标准图设计已全部设计为A，B，C三相电流互感器，为将来10kV接地方式改变作好准备，也可用于低压侧单相接地保护的后备保护。10kV供电系统电能表仍选用三相三线制。
需要单相接地保护的变配电站，电缆出线可设计零序电流互感器；架空出线可设计A，B，C三相电流互感器，采用由A，B，C三相电流互感器二次侧中性线接到变配电站综合自动化装置的零序电流输入端子，组成零序滤序器方案，实现单相接地保护，动作于报警或跳闸。
6. 电压互感器选型
电压互感器一般选用V／V型。需要单相接地保护时，应选用Y/Y/△（开口三角形）型，利用开口三角形电压进行单相接地报警，或作为零序过电流保护的第二判据。对于单母线可以只设计一台电压互感器，对于单母线分段每段母线设计一台电压互感器。Y/Y/△（开口三角形）型应选用三相五柱式，或三台带辅助绕组的单相电压互感器。电压互感器一二次中性点均应接地。由于电压互感器阻抗比较大，影响对单相接地保护影响不会太大。
对于小型变配电站，10kV进出回路比较少，两路进线运行方式为一供一备时，对于单母线分段也可以只设计一台电压互感器，安装在母线隔离柜内，为内部计量提供测量电压。因为无论主电源送电或备用电源送电，母联都处于合闸位置，两段母线均带用。只有在检修一段母线时，电压互感器才断开。两段母线设计两台电压互感器，如果再设计母线电压自动切换时，二次侧必须设计自动断开的断电保护点，否则母线电压自动切换后，100V电压通过电压互感器会使一次侧出现10kV电压。两路电源需要备自投，而且要求来电自恢复时，应设计线路电压互感器，或将电压互感器安装在电源进线柜之前，这两点都需要当地供电部门同意。
7.结束语
变配电站的设计需要根据外部电源、负荷性质、当地电业部门要求等进行综合考虑，以便制定出经济合理的设计方案。
参考文献：
[1]林家玲. 城市10kV配电网接线方式探讨. 广东电力. 2009.22（03）：80-83
[2]朱国谦. 浅谈高压开关柜的设计. 电气传动自动化. 2009.31（5）：31-34
论文作者:林少华
论文发表刊物:《基层建设》2016年15期
论文发表时间:2016/11/15
标签：母线论文; 电压互感器论文; 接线论文; 电压论文; 开关柜论文; 单相论文; 变配电论文; 《基层建设》2016年15期论文;