第23章10kV配电站典型设计方案PB1.docx
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第23章10kV配电站典型设计方案PB1
山东电力集团公司农村中低压配电工程改造升级典型设计
（中压配电工程）
《山东电力集团公司农村中低压配电工程改造升级典型设计》编委会
主编：
×××
副主编：
赵宝光刘国生郑西乾
成员：
李强商峰常建张立新吕尊堂孙振海王占超范宣彪×××××
山东电力集团公司配电室部分典型设计工作组
牵头单位：
潍坊供电公司
成员单位：
山东青州格鲁科电力咨询设计有限公司
成员：
张吉春李伟李东王海滨
山东电力集团公司变压器台架部分典型设计工作组
牵头单位：
泰安供电公司
成员单位：
东平县供电公司新泰市供电公司
成员：
张勇陈莉崔庆波
山东电力集团公司箱变部分典型设计工作组
牵头单位：
青岛供电公司
成员单位：
胶州市供电公司胶南市供电公司
成员：
王宏德赵鹏王焕军郭章迅
序
1998年开始，全国范围内对农村电网进行了第一、二期农网改造。
在实施农网建设改造过程中，严把设计关，统筹规划，精心设计，经过实践，形成了适合本地特点的设计模式，但是建设标准不统一。
12年过去了，国内外形势发生了很大变化，现代农业迅速发展，家用电器全面进入农村，农村用电量快速增加。
农网改造还有死角，并且部分已改造的电网又出现了不适应问题。
为加快农网改造升级工程的启动和实施，集团公司农电工作部组织有关技术人员，在全面调研的基础上，结合山东农网实际，研究制订了《山东电力集团公司农村中低压配电设施改造升级技术原则（试行）》，明确了我省本次农村中低压配电设施改造升级的总体要求和设计思路，从高压配电线路、高压配电设施、低压配电线路、低压户表、无功优化补偿等方面提出了具体的技术要求和标准，为农村中低压配电网改造升级工程的实施提供了强有力的技术支撑。
按照国网公司在新一轮农网改造升级工作中积极采用“三通一标”的要求，为了及时总结各地的先进设计成果，进一步做好我省农网改造升级工作，统一建设标准，规范工程管理，确保工程质量，以规范指导我省农网改造升级中低压项目的建设工作，我部组织编写了这套《山东电力集团公司农村中低压配电设施改造升级典型设计》，并且在改造工作中推广应用。
为了使典型设计的内容具有经济性、可靠性、先进性和规范性，我部集中各地设计模式的优点，参照《国网公司典型设计》，组织有关人员编写了适合山东电网中低压项目的典型设计，并且组织多次设计审查会，反复修订和完善，以确保编写质量。
这本书的作用不仅在于为当前的农网改造升级提供较为先进的设计方案，节省设计时间，加快工程进度，而且也为今后的农网改造中低压工程逐步走向标准化、规范化，最大限度的缩短设计周期，降低建设成本和统一建设标准和模式，提供了设计范本。
我们希望这本典型设计的推广，能对今后更好的规范农网建设改造模式，提高农村电网的设计水平起到较好的促进作用。
山东电力集团公司农电工作部
2010年9月28日
前言
为了落实国家电网公司通用设计、通用设备、通用造价、标准工艺的要求，在国网公司典型设计的基础上，省电力集团公司农电工作部会同有关市县级电力设计院，周密组织，加强协调，在最短的时间内完成了山东电力集团公司农村中低压配电设施改造升级典型设计。
开展典型设计的目的是：
统一建设标准，统一设备规范；方便运行维护、方便设备招标；提高工作效率，降低建设和运行成本。
开展典型设计的原则是：
安全可靠、自主创新、技术先进；标准统一、覆盖面广、提高效率；注重环保、节约资源、降低造价；努力做到统一性与可靠性、灵活性、适应性、先进性和经济型的协调统一。
编制典型设计的原则是：
①统一性：
典型设计的基本方案统一，适用标准统一；②可靠性：
技术方案安全可靠；③适应性：
要在改造升级工程中具有广泛的适用性；④先进性：
推广应用电网新技术，鼓励设计创新；典型设计经济技术指标先进；⑤经济性：
考虑工程初级投资与长期运行费用，追求工程寿命期内最佳的企业经济效益；⑥灵活性：
典型设计方案合理，多种可供选择方案，便于方便使用。
典型设计共包括3个方面，具体如下：
10kV配电室部分、10kV柱上变压器台部分、10kV箱变部分。
典型设计实施方案的设计依据
《国家电网公司输变电工程—典型设计—10kV配电工程分册》
《国家电网公司输变电工程—典型设计—电缆敷设分册》
《工厂用电设计手册》
《工厂常用电器设备手册》
GB50052-95供配电系统设计规范
GB50053-9410kV及以下变电所设计规范
GB50054-95低压配电设计规范
GB50057—1994《建筑物防雷设计规范（2000年版）》
GB50260-1996《电力设施抗震设计规范》；
GB50060-923～110kV高压配电装置设计规范
GB50227-95并联电容器装置设计规范
JGJ/T16-92民用建筑电气设计规范
DL/T620—1997《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》
DL/T621—1997《交流电气装置的接地》
GB4623-1994环形预应力混凝土电杆
DL/T5131-2001农村电网建设与改造技术导则
DL/T599-2005城市中低压配电网改造技术导则
DL/572-1995《电力变压器运行规范》；
DL493-2001《农村安全用电规范》；
DL5118-2000《农村电力网规划设计导则》；
DL736-2000《剩余电流动作保护器农村安装运行规程》。
第一篇农村10kV配电站典型设计
第二篇10kV柱上变压器台典型设计
第三篇农村10kV箱式变电站典型设计
第一篇农村10kV配电站典型设计
第一章农村10kV配电站典型设计总体说明
1.1技术原则概述
1.1.1设计对象
农村10kV配电站典型设计适用于农村中低压配电设施改造升级。
1.1.2运行管理模式
10kV配电站典型设计按无人值班设计。
1.1.3设计范围
10kV配电站典型设计的设计范围是由10kV下线侧至配电站以内的电气及土建部分，与配电站相关的防火、通风、防洪、防潮、防尘、防毒、防小动物和降噪等设施。
本典型设计不涉及系统继电保护专业、系统通信专业、系统远动专业的具体内容，在实际工程中，需要根据配电系统情况具体设计。
可预留扩展接口。
1.1.4设计深度
10kV配电站典型设计的设计深度是初步设计深度，可用于实际工程可行性研究、初步设计阶段。
1.1.5假定条件
海拔高度：
≤1000m；
环境温度：
－30～＋400C；
最热月平均最高温度：
350C；
污秽等级：
Ⅲ级；
地震烈度：
按7度设计，地震动峰值加速度0.1g,地震特征周期为0.35s；
洪涝水位：
站址标高高于50年一遇洪水水位和历史最高内涝水位，不考虑防洪措施；
地基承载力特征值：
fak=150kPa，无地下水影响；
腐蚀：
地基土及地下水对钢材，混凝土无腐蚀作用。
1.2技术条件
10kV配电站典型设计各方案技术条件见表1-1。
表1-110kV配电站典型设计方案技术条件
方案
变压器（kVA）
电气主接线
主要设备选择
进出线回路数
PB-1
80kVA及以下（油浸式变压器）
高压侧：
单母线
低压侧：
单母线
低压侧：
固定式开关柜
高压侧进线：
1回
低压侧出线：
2回
PB-2
100～400kVA（油浸式变压器）
高压侧：
单母线
低压侧：
单母线
低压侧：
固定式开关柜
高压侧进线：
1回
低压侧出线：
4回
PB-3
500～800kVA（油浸式变压器）
高压侧：
单母线
低压侧：
单母线
高压侧：
真空断路器开关柜
低压侧：
固定式开关柜
高压侧进线：
1回，出线1回
低压侧出线：
8回
1.2.1关于配电站分类的说明
10kV配电站典型设计方案分类按10kV进线方式、主变压器容量进行划分。
1.2.1.110kV进线方式
按10kV进线方式，可分为架空进线、电缆进线两种。
1.2.1.2主变压器容量
本设计根据变压器容量分为：
80kVA及以下、100～400kVA、500～800kVA三种基本形式。
1.2.210kV配电站典型设计基本应用步骤
工程设计中要结合站址周围的实际情况，在不影响功能和投资的情况下优化调整总平面布置。
使用者要想在实际工程设计中使用好本典设方案，宜遵守以下使用步骤：
①根据批复的站址位置提出勘测任务书。
②根据具体工程可研批复规定的配电站规模、型式，结合各工程外部特性在典型设计中找到最为接近的做为基本方案。
③明确基本方案后，根据站址区域地形、出线方向、进站道路及周围环境等外部条件寻找相应部分，对不适应部分进行修正后再拼接。
④根据电网规划及负荷发展进行短路计算。
⑤根据线路最大输送容量，核对假定的设备额定电流。
⑥根据地区电力网络现状及规划，补充通信及继电保护设计。
⑦根据站址区域污秽等级调整设备外绝缘爬距。
⑧根据勘测水文气象资料补充竖向布置、给排水、地基及基础设计。
⑨根据所有外部条件调整图纸、设备清册，完善典设中未涉及或假定的技术条件，完成工程设计。
具体工程还应注意补充以下典型设计未包括内容：
电力系统要求、站址地理、地质情况，进出线走廊规划、防洪排水以及当地交通供水等公共服务设施情况等。
1.3电气一次部分
1.3.1基本参数
额定电压：
高压侧为10kV；低压侧为0.4kV。
高压侧设备最高电压为12kV。
1.3.2主变压器容量
本典型设计采用的变压器容量为800kVA及以下，具体分为80kVA及以下、100～400kVA、500～800kVA三种基本形式。
1.3.3电气主接线
1.3.3.110kV配电站的电气主接线应根据配电站的规划容量，线路、变压器连接元件总数，设备选型等条件确定。
1.3.3.210kV采用单母线。
1.3.3.30.4kV采用单母线。
1.3.3.410kV设备短路电流水平：
25kA/2s。
1.3.4进出线规模
10kV进线1回。
0.4kV出线可根据实际情况设置。
1.3.5设备短路电流水平
10kV电压等级设备短路电流水平为16～25kA/2s。
10kV真空断路器额定短路电流≥20kA。
0.4kV电压等级设备短路电流水平根据实际系统情况计算选择。
1.3.6主要电气设备选择
1.3.6.110kV开关柜
本典设10kV开关柜选用真空断路器开关柜，具体技术要求如下：
①真空断路器开关柜选用优质真空断路器开关，操动机构一般采用弹簧储能机构。
②开关柜根据环境条件不同可配置温湿度控制器。
③进线柜、出线柜额定电流为630A及以下。
④进线开关柜应配置电缆故障指示器。
⑤所有开关柜体都应安装带电显示器，要求带二次对相孔。
⑥进线开关柜都应安装氧化物避雷器。
⑦电缆头选择630A及以下电缆头，并应满足热稳定要求。
⑧开关柜应具备“五防”闭锁功能。
⑨真空断路器开关机构可为手动或电动。
1.3.6.2主变压器
①变压器应选用节能环保型（低损耗、低噪声）产品，接线组别采用Dyn11。
②独立户内式配电站采用油浸式变压器，大楼建筑物非独立式站或地下式配电站内变压器应采用干式变压器，本设计以油浸式变压器为例，施工时应结合具体情况。
③单台油浸式变压器容量不宜超过800kVA。
④本设计考虑乡镇供电半径较小地区，变压器额定变比采用10.5
2×2.5%/0.4kV。
1.3.6.3低压开关柜
①低压开关柜选用固定式低压成套柜。
②低压开关柜的进线开关宜采用框架式断路器，要求有瞬时脱扣、短延时脱扣、长延时脱扣三段保护，宜采用分励脱扣器，不设置失压脱扣。
出线开关采用具有短路、过流、过电压、缺相、剩余电流动作等保护功能的多功能塑壳断路器。
1.3.6.4无功补偿电容器柜
①无功补偿电容器柜应采用无功自动补偿方式，具有三相、单相混合补偿方式。
②补偿容量按单台变压器容量20%～40%配置，可按三相、单相混合补偿方式，保证用电高峰时功率因数达到0.95以上。
③低压电力电容器采用自愈式电容器，要求免维护、无污染、环保；过电流
1.3IN，浪涌电流
200IN。
1.3.6.5电气平面布置
10kV单母线接线、0.4kV单母线接线，按单列布置。
1.3.6.6导体选择
短路电流水平为25kA/2s，按发热及动稳定条件校验，10kV主母线及进线间隔导体选630A及以下。
10kV开关柜与变压器高压侧连接电缆须按发热及稳定条件校验选用。
低压母线最大工作电流按变压器容量、发热及动热稳定条件计算选择。
1.3.7防雷、接地及过电压保护
1.3.7.1防雷设计应满足GB50057-1994《建筑物防雷设计规范（2000年版）》的要求。
1.3.7.2采用交流无间隙金属氧化物避雷器进行过电压保护。
1.3.7.3配电站交流电气装置的接地应符合DL/T621-1997《交流电气装置的接地》要求。
配电站采用水平和垂直接地的混合接地网。
接地体的截面和材料选择应考虑热稳定和腐蚀的要求。
配电站接地电阻、跨步电压和接触电压应满足有关规程要求。
接地网建成后接地电阻实测值应不大于4Ω，具体工程中如接地电阻不能满足要求，则需要采取降阻措施，使之能达到规程要求。
配电站内所有电气设备外壳、电缆支架、预埋件均应与接地网可靠连接，凡焊接处均应作防腐处理。
接地体采用热镀锌材料。
1.3.7.4电气装置过电压保护应满足DL/T620—1997《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》要求。
1.4电气二次部分
1.4.1二次设备布置方案
每台变压器低压侧装设配电检测仪或多功能电能表。
所有二次设备布置在各自开关柜内。
1.4.2保护及自动装置配置
元件保护配置原则如下：
1.4.2.1400kVA及以下变压器10kV进线侧装设跌落式熔断器，用于变压器保护。
1.4.2.2500～800kVA变压器10kV高压进线柜内不设保护，出线柜内装设真空断路器，配备直流电源，采用微机保护装置，用于保护变压器。
1.4.2.3低压侧短路和过载保护利用断路器自身具有的保护特性来实现。
1.4.2.4变压器0.4kV低压侧配置能记录电气运行数据和控制无功投切功能的配变终端装置。
1.4.3电能计量
1.4.3.1配电站内根据实际需要配置电能计量装置，电能计量装置的选用及配置满足DL/T448—2000《电能计量装置技术管理规程》规定。
1.4.3.2计量方式依据系统中性点接地方式确定：
①中性点绝缘系统采用三相三线计量方式。
②中性点非绝缘系统采用三相四线计量方式。
1.4.3.3选用电子式多功能计量表，就地安装在开关柜二次仪表室内。
1.4.3.4计量柜或互感器柜的设置根据一次主接线选择。
1.4.3.5计量二次回路不得接入与计量无关的设备。
1.5土建部分
1.5.1概述
1.5.1.1站址场地
①站址应接近负荷中心，满足低压供电半径要求。
②站址宜按正方向布置，采用建筑坐标系。
③土建按最终规模设计。
④设定场地设计为同一标高。
⑤洪涝水位：
站址标高高于50年一遇洪水水位和历史最高内涝水位，不考虑防护措施。
1.5.1.2设计原始资料
站区地震动峰值加速度按0.1g考虑，设计风速30m/s，地震作用按7度抗震设防烈度进行设计，地震特征周期为0.35s，地基承载特征值fak=150kPa；地基土及地下水对钢材、混凝土无腐蚀作用，海拔1000m以下。
1.5.2标识板
国家电网公司制定的“标识板”设计方案，在具体工程设计时必须采用。
1.5.3主体建筑
1.5.3.1独立主体建筑
主体建筑设计要具有现代建筑气息，建筑造型和立面色调要与周边人文地理环境协调统一，外观设计应简洁、稳重、实用。
对于建筑物外立面，应避免使用较为特殊的装饰，如玻璃雨篷、通体玻璃幕墙、装饰性栏栅、半圆形房间等。
1.5.3.2非独立主体建筑
建筑设计要满足现代建筑要求，外观设计应简洁、稳重、实用。
应注意设备运输、进出线通道、防雷、外观等与主体建筑的配合与协调。
1.5.4总平面布置
1.5.4.1独立主体建筑
工程的总平面布置，其布置应满足生产工艺、运输、防火、防爆、环境保护和施工等方面的要求，进行统筹安排，合理布置，考虑机械作业通道和空间，检修维护方便，有利于施工。
同时要考虑有效的防水、排水、通风、防潮与隔声等措施。
1.5.4.2非独立主体建筑
除满足1.5.4.1条外还应满足以下要求：
对于设在建筑本体内的，宜设在地上层面，并应留有设备运输通道；当条件限制且有地下多层时，应优先考虑地下负一层，不应设在地下最底层；不宜设置在卫生间、浴室或其他经常性积水场所的下方；同时要考虑有效的防水、排水、通风、防潮与隔声等措施；配电站不宜设置在有人居住房间的正下方。
1.5.5排水、消防、通风、环境保护及其他
1.5.5.1排水
宜采用自流式有组织排水，设置集水井汇集雨水，经地下设置的排水暗管，有组织地将水排至市政雨水管网中。
1.5.5.2消防
采用化学灭火方式。
1.5.5.3环保
配电站噪声对周围环境影响应符合GB3096-1993《城市区域环境噪声标准》的规定和要求。
1.5.5.4通风及其他
10kV配电站宜采用自然通风，应设事故排风装置，土建基础设计应充分考虑防潮措施；装有SF6设备的配电装置室应装设强力通风装置，风口设置在室内底部，宜设置独立的排气通风装置，其装置可由运行人员自主控制，并应充分考虑防潮、防洪、排水等措施。
第二章10kV配电典型设计（方案PB-1）
2.1设计说明
2.1.1总的部分
本设计为10kV配电站典型设计户内部分，方案编号为PB-1。
方案PB-1对应于80kVA及以下变压器，10kV进线方式采用电缆进线或架空进线；本方案变压器选用油浸式变压器，容量为1×80kVA；0.4kV采用固定式开关柜，0.4kV出线开关选用多功能塑壳断路器；无功补偿采用自动补偿电容器组，补偿容量可根据实际情况按变压器容量的20%～40%配置。
2.1.1.1本设计的适用场合
①乡镇农田、街道两旁。
②10kV进线方式为电缆或架空进线的项目。
2.1.1.2方案技术条件
本方案根据“10kV配电站典型设计总体说明”确定的预定条件开展设计。
技术条件见表2-1。
表2-110kV配电典型设计方案PB-1技术条件
序号
项目名称
内容
1
变压器
变压器选用节能型全密封三相双绕组无载调压油浸式变压器，容量为1×80kVA
2
0.4kV出线回路数
0.4kV出线2回，采用电缆出线
3
电气主接线
0.4kV采用单母线接线
4
无功补偿
0.4kV电容器容量可根据实际情况按变压器容量的20%～40%作调整，采用动态自动补偿方式，按三相、单相混合补偿方式
续表2-1
序号
项目名称
内容
5
主要设备选型
变压器选用S11型及以上的节能、环保型配变，变压器容量为80kVA；
0.4kV低压开关柜选用固定式开关柜，出线柜开关采用多功能塑壳断路器
6
布置方式
0.4kV开关柜采用户内单列布置，变压器至低压开关柜采用铜芯电缆连接
7
土建部分
配电站建筑面积为26.4m2
8
通风
配电站采用自然通风
9
消防
采用化学灭火器装置
10
站址基本条件
按地震动峰值加速度0.1g，设计风速30m/s，地基承载力特征值fak=150kPa，地下水无影响，非采暖区设计，假设场地为同一标高。
按海拔1000m以下的，按国标III级污秽区设计。
当海拔超过1000m时，按国家有关规定进行修正
2.1.2电力系统部分
本设计按照给定的规模进行设计，在实际工程中，需要根据配电站所处系统情况具体设计。
本设计不涉及系统继电保护专业、系统通信专业、系统远动专业的具体内容，在实际工程中，需要根据配电站系统情况具体设计。
2.1.3电气一次部分
2.1.3.1电气主接线
10kV电缆进线。
由10kV下线杆侧敷设ZR-YJLV22-8.7/15kV（ZR-YJV22-8.7/15kV）型高压电缆引至10kV配电站，电缆应加护管保护。
10kV架空进线。
由10kV下线杆侧架设JKLGYJ-10/95绝缘导线引至10kV配电站。
2.1.3.2主要电气设备及导体选择
①主要电气设备选择。
a变压器。
变压器采用节能、环保型（低损耗、低噪音）全密封油浸变压器。
规范如下：
容量：
80kVA；
接线组别：
Dyn11；
电压额定变比：
10.5
2×2.5%/0.4kV；
阻抗电压：
Uk%=4
b0.4kV开关柜。
开关柜选用固定式开关柜，本方案出线采用2回。
c无功补偿电容器。
无功补偿采用自动补偿电容器组，低压电力电容器采用自愈式、免维护、无污染、环保型。
补偿容量为变压器容量的20%～40%，实际工程中可根据实际情况计算选用，保证用电高峰时功率因数达到0.95以上即可。
②导体选择。
10kV主进线选用ZR-YJLV22-8.7/15kV（ZR-YJV22-8.7/15kV）型高压电缆或JKLGYJ-10/95绝缘导线。
变压器0.4kV侧与低压开关柜间连接电缆，应根系统短路电流，按动热稳定要求选择校验，本设计电缆选用VV-4×70型。
2.1.3.3绝缘配合及过电压保护
电气设备的绝缘配合，参照DL/T620-1997《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》确定的原则进行。
①氧化物避雷器按GB11032-2000《交流无间隙金属氧化物避雷器》中的规定进行选择。
②雷电过电压保护。
10kV配电装置雷电过压保护，可根据具体情况，在10kV进线、0.4kV低压侧可各装设1组氧化物避雷器。
③接地。
用于独立建筑物时，本类型配电站接地按有关技术规程的要求设计，接地装置由水平接地体与垂直接地体组成，水平接地体采用-40mm×4mm镀锌扁钢，垂直接地体采用L50mm×5mm×2500mm镀锌角钢，接地网电阻不超过4Ω。
接地网应符合DL/T621-1997《交流电气装置的接地》的规定。
本类配电站布置于独立建筑物，配电站的电气设备应与原有建筑物接地装置可靠连接，并满足DL/T621-1997《交流电气装置的接地》的规定。
2.1.3.4电气平面布置
0.4kV配电装置采用单列布置；油浸式变压器布置于独立的变压器室内。
2.1.3.5配电站照明
配电站工作照明采用荧光灯或节能灯，事故照明采用应急灯。
2.1.3.6电缆设施
考虑到本站设计规模较小，10kV电力电缆采用穿管敷设；低压电缆考虑到电缆的弯曲半径，低压电缆沟断面一般为0.8m、1.0m深。
室内电缆敷设采用沟内敷设，并满足防火要求。
2.1.4电气二次部分
2.1.4.1二次设备布置方案
每台主变压器低压侧装设配电检测仪或多功能电能表。
所有二次设备布置在各自开关柜内。
2.1.4.2元件保护及自动装置配置
元件保护配置原则如下：
低压侧短路和过载保护利用低压断路器自身具有的保护特性来实现。
变压器低压侧装设智能配变终端装置。
2.1.4.3电能计量
本方案10kV侧未考虑设置电能计量装置，若10kV高压侧设置电能计量装置，需按如下原则调整：
①电能计量装置的选用及配置应满足DL/T448-2000《电能计量装置技术管理规程》规定。
②根据需要增加专用计量柜或母线电压互感器柜，用于电能计量。
③电流
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