10kV柱上三相变压器台典型设计方案.docx
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10kV柱上三相变压器台典型设计方案
10kV柱上三相变压器台典型设计方案
1设计说明
1.1总的部分
本典型设计为“国家电网公司配电网工程典型设计配电分册”中对应的“10kV柱上变压器台典型设计”部分，方案编号为“ZA-1”，由一个标准化台架和4个组件模块组合成3个子方案。
变压器侧装、电缆侧面引下对应的子方案编号为“ZA-1-CL”,变压器侧装、架空绝缘线侧面引下对应的子方案编号为“ZA-1-CX”，变压器正装、架空绝缘线正面引下对应的子方案编号为“ZA-1-ZX”。
方案ZA-1主要技术原则：
10kV侧采用电缆或架空绝缘线引下，低压综合配电箱采用悬挂式安装，进线采用架空绝缘导线或低压单芯电缆，出线采用架空绝缘导线或电缆引出。
1.1.1适用围
一般宜选用柱上式变压器和低压综合配电箱方式，ZA-1-CL、ZA-1-CX、ZA-1-ZX子方案适用于各类供电区域。
本设计方案为单回路线路，如果采用双回路，可根据实际情况作相应的调整。
1.1.2方案技术条件
本方案根据“10kV柱上变压器台典型设计总体说明”确定的预定条件开展设计，方案组合说明见表1-1。
表1-110kV柱上变压器台ZA-1典型方案技术条件表
序号
项目名称
容
1
10kV变压器
变压器采用低损耗、全密封、油浸式变压器，容量为400kVA及以下。
2
低压综合配电箱
外形尺寸选用1350mm×700mm×1200mm，空间满足400kVA及以下容量配变的1回进线、3回馈线、计量、无功补偿、配电智能终端等功能模块安装要求。
箱体外壳优先选用304不锈钢材料（厚度为2mm），也可选用纤维增强型不饱和聚脂树脂材料（SMC）。
低压综合配电箱按变压器容量分2档：
200kVA以下变压器按200kVA容量配置低压综合配电箱，200kVA～400kVA变压器按400kVA容量配置低压综合配电箱。
对于选用10m等高杆的偏远农村、山区，低压综合配电箱尺寸选用800mm×650mm×1200mm，空间满足200kVA及以下容量配变的1回进线、2回馈线、计量、无功补偿、配电智能终端等功能模块安装要求。
3
主要设备型式
10kV选用跌落式熔断器或封闭型熔断器。
0.4kV进线选用熔断式隔离开关，出线采用断路器。
熔断器短路电流水平按8/12.5kA考虑，其他10kV设备短路电流水平均按20kA考虑。
4
防雷接地
10kV小电流接地系统接地电阻不大于4Ω，当采用大电流接地系统时，保护接地和工作接地需分开设置，若保护接地与工作接地共用接地系统时，需结合工程实际情况，考虑土壤条件等因素进行校验。
变压器高压侧须安装避雷器，多雷区低压侧宜安装避雷器，避雷器应尽量靠近被保护设备，且连接引线尽可能短而直；接地体一般采用镀锌钢材，腐蚀性高的地区宜采用铜镀钢；接地电阻、跨步电压和接触电压应满足有关规程要求。
1.2电力系统部分
1.2.1本典设按照给定的变压器进行设计，在实际工程中，需要根据实地情况具体设计选择变压器容量。
1.2.2熔断器短路电流水平按8/12.5kA考虑，其他10kV设备短路电流水平均按20kA考虑。
1.2.3高压侧采用跌落式熔断器或封闭型熔断器，低压侧进线选择熔断器式隔离开关，出线开关选用断路器。
1.3电气一次部分
1.3.1短路电流及主要电气设备、导体选择
（1）变压器。
型式：
选用高效节能型变压器，宜采用油浸式、全密封、低损耗油浸式变压器；
容量：
400kVA及以下；
阻抗电压：
Uk%=4；
额定电压：
10（10.5）±5（2×2.5）%/0.4kV；
接线组别：
Dyn11；
冷却方式：
自冷式。
（2）10kV侧选用跌落式熔断器或封闭型熔断器，10kV避雷器采用金属氧化物避雷器。
（3）低压综合配电箱
1）低压综合配电箱外形尺寸按照1350mm×700mm×1200mm设计，空间满足400kVA及以下容量配变的1回进线、3回馈线、计量、无功补偿、配电智能终端等功能模块安装要求。
对于选用10m等高杆的偏远农村、山区，低压综合配电箱尺寸选用800mm×650mm×1200mm，空间满足200kVA及以下容量配变的1回进线、2回馈线、计量、无功补偿、配电智能终端等功能模块安装要求。
箱体外壳优先选用304不锈钢材料（厚度为2mm），也可选用纤维增强型不饱和聚脂树脂材料（SMC）。
2）低压综合配电箱采用适度以大代小原则配置，200kVA～400kVA变压器按400kVA容量配置，无功补偿不配置或按120kVar配置，配置方式为共补3x10+3x20kVar，分补10+20kVar；200kVA以下变压器按200kVA容量配置，无功补偿不配置或按60kVar配置，配置方式为共补5+2x10+20kVar，分补5+10kVar。
实现无功需量自动投切，按需配置配电智能终端。
3）电气主接线采用单母线接线，出线1～3回。
进线选择熔断器式隔离开关，出线开关选用断路器，并按需配置带通讯接口的配电智能终端和T1级电涌保护器。
TT系统的剩余电流动作保护器应根据Q/GDW11020-2013《农村低压电网剩余电流工作保护器配置导则》要求进行安装，综合配电箱外壳单独接地。
4）低压综合配电箱采取悬挂式安装，下沿距离地面不低于2.0m，有防汛需求可适当加高。
低压进线采用交联聚乙烯绝缘软铜导线或相应载流量的单芯电缆，由配电箱侧面进线；低压出线可采用电缆（铜芯、铝芯或稀土高铁铝合金芯）或交联聚乙烯绝缘软铜导线，由配电箱侧面出线，电杆外侧敷设，低压出线优先选择副杆，使用电缆卡抱固定；若采用电缆入地敷设时，由配电箱底部出线。
（4）导体选择
变压器10kV引下线一般选择：
YJV-8.7/15-3×35mm2电缆或JKTRYJ-10/35mm2导线，应根据实际情况对短路电流和热稳定进行校验；变压器至低压综合配电箱出线选择：
200kVA及以下选用JKTRYJ-1-1×150mm2架空绝缘导线或ZC-YJV-0.6/1kV-1×150mm2单芯电缆，400kVA及以下选用JKTRYJ-1-1×300mm2架空绝缘导线或ZC-YJV-0.6/1kV-1×300mm2单芯电缆，低压综合配电箱出线根据负荷情况设计选定。
（5）柱上变压器台架采用等高杆方式，电杆采用非预应力混凝土杆，杆高原则上为12m、15m两种。
（6）在部分用电负荷和变压器容量需求小且增长速度较慢的偏远农村、山区，12m及15m杆型运输不便。
按照资产全寿命管理的要求，柱上变压器台可选择容量200kVA及以下配变，等高架设10m高的非预应力混凝土杆。
（7）线路金具按“节能型、绝缘型”原则选用。
（8）变压器台架承重力按照400kVA变压器及配套低压综合配电箱重量考虑设计。
1.3.2基础
方案中所有混凝土杆的埋深及底盘的规格均按预定条件选定，若土质与设计条件差别较大可根据实际情况作适当调整。
1.3.3防雷、接地及过电压保护
交流电气装置的接地应符合GB/T50065-2011《交流电气装置的接地设计规》要求。
电气装置过电压保护应满足GB/T50064-2014《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合设计规》要求。
（1）采用交流无间隙金属氧化物避雷器进行过电压保护，金属氧化物避雷器按GB11032－2010《交流无间隙金属氧化物避雷器》中的规定进行选择，设备绝缘水平按国标要求执行。
（2）配电变压器均装设避雷器，并应尽量靠近变压器，其接地引下线应与变压器二次侧中性点及变压器的金属外壳相连接。
在多雷区宜在变压器二次侧装设避雷器，避雷器应尽量靠近被保护设备，连接引线尽可能短而直。
柱上变压器台高压侧须安装金属氧化物避雷器，方案中采用应用较多的普通避雷器和可装卸式避雷器两种型式。
（3）中性点直接接地的低压绝缘线零线，应在电源点接地，TN-C系统在干线和分支线的终端处，应将零线重复接地，且接地点不应少于三处；TT系统的剩余电流动作保护器应根据Q/GDW11020-2013《农村低压电网剩余电流工作保护器配置导则》要求进行安装，综合配电箱外壳单独接地。
接地体敷设成围绕变压器的闭合环形，设2根及以上垂直接地极，接地体的埋深不应小于0.6m，且不应接近煤气管道及输水管道。
接地线与杆上需接地的部件必须接触良好。
（4）低压综合配电箱防雷采用T1级浪涌保护器，壳体、浪涌保护器及避雷器应接地，接地引线与接地网可靠连接。
（5）设水平和垂直接地的复合接地网。
接地体一般采用镀锌钢材，腐蚀性高的地区宜采用铜镀钢。
接地电阻、跨步电压和接触电压应满足有关规程要求。
考虑防盗要求接地极汇合点设置在主杆2.8m处，分别与避雷器接地、变压器中性点接地、变压器外壳接地和低压综合配电箱外壳进行有效连接。
综合配电箱外壳接地端口留在箱体上部。
2其他
（1）标志标识
在台架两侧电杆上安装“禁止攀登，高压危险”警示牌，尺寸为300*240，禁止标志牌长方形衬底色为白色，带斜杠的圆边框为红色，标志符号为黑色，辅助标志为红底白字、黑体字，字号根据标志牌尺寸、字数调整；在台架正面变压器托担中央变压器命名牌，命名牌尺寸为300*240（不带框），白底红色黑体字，字号根据标志牌尺寸、字数调整；安装上沿与变压器托担上沿对齐，并用钢带固定在托担上。
（2）设备外观颜色
柱上变压器、低压综合配电箱（SMC材质）外观颜色采用海灰B05，低压综合配电箱（304不锈钢材质）采用亚光处理，热镀锌支架不再喷涂颜色。
（3）电杆选用非预应力混凝土杆，应符合GB/T4623-2006《环形钢筋混凝土电杆》，电杆基础及埋深是根据国标，仅为参考，具体使用必须根据实际的地质情况进行调整。
（4）铁附件选用原则
1）物料库中应采用统一的名称、规格，禁止同物不同名。
2）设计选择时应写明详细的型号代码，确保唯一性。
（5）绝缘子金具串选用原则
综合考虑强度、耐冲击性、耐用性、紧密性和转动灵活性选择绝缘子金具串，具体要求如下：
1）线路运行时，不应损坏导线，并应能起到保护导、地线的作用；
2）能承受安装、维修和运行时产生的各种机械载荷，并能经受设计工作电流（包括短路电流）、运行温度以及周围环境条件等各种情况的考验；
3）装配式金具的各部件应能有效锁紧，在运行中不松脱；
4）带电检修时，应考虑检修的安全性和操作的方便性；
5）与导线和地线表面直接接触的压接金具，其压缩面在安装前应保护好，防止污染，采用合适的材料及制造工艺防止产品脆变；
6）金具选材时应考虑材料的机械强度、耐磨性和耐腐蚀性等。
应选择满足设计要求、经济合理、性能优良、环保节能的常用材料；为了减少线路运行中产生的磁滞损耗和涡流损耗，与导线直接接触的金具部件应采用铝质或铝合金材料；
7）金具串连接部位应按面接触进行选择连接金具、在满足转动灵活条件下宜采用数量最少的方案；
8）绝缘子金具串上的螺栓、弹簧销等的穿向按GB50173-2014《电气装置安装工程66kV及以下架空线路施工及验收规》要求安装；
9）架空绝缘线路带电裸露部位均应进行绝缘防水封护。
3主要设备及材料清册
方案主要设备材料清册见表3-1。
表3-1主要设备材料清册
序号
名称
型号及规格
单位
数量
备注
1
油浸式配电变压器
400kVA及以下；Dyn11；Uk%=4
台
1
2
混凝土杆
φ190×12m（非预应力杆）、φ190×15m（非预应力杆），
部分偏远农村、山区可选φ190×10m（非预应力杆）
根
2
双杆等高
3
跌落式熔断器
100A
只
3
高压熔丝按变压器容量选择
4
避雷器
17/50kV
只
3
型式按设计选定
5
低压综合配电箱
1350mm×700mm×1200mm
（10m等高杆型选用800mm×650mm×1200mm）
台
1
6
高压电缆
YJV-8.7/15-3×35mm2
米
8
可按实际尺寸调整
7
高压户外终端头
10-3×35mm2
套
2
8
高压架空绝缘导线
JKLYJ-10-1×50mm2
米
25
可按实际尺寸调整
9
高压架空绝缘导线
JKTRYJ-10-1×35mm2
米
15
可按实际尺寸调整
10
综合箱进线
400kVA：
JKTRYJ-1-1×300mm2或ZC-YJV-0.6/1kV-1×300mm2
200kVA：
JKTRYJ-1-1×150mm2或ZC-YJV-0.6/1kV-1×150mm2
米
20
4使用说明
4.1概述
本方案以1个标准化台架与变压器、熔断器、避雷器、高压引线4个组件模块按最优组合进行拼接，形成3个子方案，以方便使用者在具体工程设计的使用。
4.1.1方案简述及模块的说明
本方案主要对应容为：
10kV侧采用电缆或架空绝缘线引下，低压综合配电箱采用悬挂式安装。
10kV变压器为1台50kVA～400kVA的组合方案。
本说明书为“10kV柱上三相变压器台典型设计”容使用说明，对应方案编号为“ZA-1”，其中变压器侧装、电缆侧面引下对应的子方案编号为“ZA-1-CL”,变压器侧装、架空绝缘线侧面引下对应的子方案编号为“ZA-1-CX”，变压器正装、架空绝缘线正面引下对应的子方案编号为“ZA-1-ZX”。
4.1.2基本方案及模块说明
（1）柱上变压器台采用双杆等高布置方式。
（2）低压综合配电箱采用吊装方式，箱体外壳优先选用304不锈钢材料（厚度为2mm），也可选用纤维增强型不饱和聚脂树脂材料（SMC）。
箱体尺寸为1350m×700mm×1200mm（宽×深×高），部分偏远农村、山区的10m等高杆型选用尺寸为800mm×650mm×1200mm（宽×深×高）箱体，以主杆为基准正面布置，便于运行维护。
其底部距地面不小于2m，变压器台架宜相应抬高。
低压综合配电箱应配置带盖通用挂锁，有防止触电的警告并采取可靠的接地和防盗措施。
（3）低压综合配电箱电气主接线采用单母线接线，出线1～3回。
进线开关选用熔断器式隔离开关，出线开关选择断路器（剩余电流保护器），配置相应的保护。
TT系统的剩余电流动作保护器应根据Q/GDW11020-2013《农村低压电网剩余电流工作保护器配置导则》要求进行安装，综合配电箱外壳单独接地。
并按需配置带通讯接口的配电智能终端和T1级浪涌保护器。
（4）低压综合配电箱采用母排，全绝缘包封，进出线额定电流及无功补偿根据配电箱容量和出线回路数配置。
进线采用软铜芯架空绝缘线或相应载流量的单芯电缆，其中200kVA及以下选用JKTRYJ-1-1×150mm2架空绝缘导线或ZC-YJV-0.6/1kV-1×150mm2单芯电缆，400kVA及以下选用JKTRYJ-1-1×300mm2架空绝缘导线或ZC-YJV-0.6/1kV-1×300mm2单芯电缆。
出线可选用电缆或架空绝缘导线，根据现场实际由设计选定。
4.2其他
4.2.1本方案以海拨高度小于1000m，国标Ⅲ级污秽区设计。
4.2.2本方案以地基承载力特征值fak=150kPa，地下水无影响，非采暖区设计，当具体工程中实际情况有所变化时，应对有关项目作相应调整。
4.2.3当海拔超过1000m时，绝缘子参照线路相应海拔配置。
柱上台变设备及空气间隙参照如下：
（1）海拔H≤2500m时
采用高原型设备，但空气间隙及安装尺寸保持不变。
（2）海拔2500﹤H≤4000m时
采用高原型设备，空气间隙及安装尺寸应按照下表进行修正。
表4-1一次设备要求的最小空气间隙
一次设备要求的最小空气间隙
海拔（m）
相对地（mm）
相间（mm）
3000﹤H≦4000
288
288
表4-2同杆架设线路横担之间的最小垂直距离
类型
距离（m）
10kV与10kV
0.8
10kV与1kV以下
1.2
1kV以下与1kV以下
0.6
4.2.4当海拔超过1000m时，根据《国家电网公司物资采购标准高海拔外绝缘配置技术规（2009年版）》规定，柱式绝缘子选用标准如下所示：
表4-3线路柱式瓷绝缘子配置表
海拔高度
绝缘子型号
污区等级
1000m以下
1000m至2500m
2500m至4000m
a、b、c
R5ET105L
R12.5ET170N
R12.5ET200N
d
R5ET105L
R12.5ET170N
R12.5ET200N
e
R12.5ET170N
R12.5ET170N
R12.5ET200N
说明：
1.绝缘子配置按海拔高度分类围值上限考虑。
表4-4盘形悬式瓷绝缘子选用配置表
海拔高度
绝缘子数量
污区等级
1000m以下
1000m至2500m
2500m至4000m
a、b、c
2片
3片
3片
d
2片
3片
3片
e
2片
3片
3片
说明：
1.图例绝缘子采用球窝型盘形悬式瓷绝缘子（国网物料名称：
盘形悬式瓷绝缘子，U70B/146,255,246,320）,也可采用槽型盘形悬式瓷绝缘子（国网物料名称：
盘形悬式瓷绝缘子，U70C/146，255，146，320）替换。
2.绝缘子配置按海拔高度分类围值上限考虑。
4.2.5本次设计中低压出线方案考虑避免低压线路穿越高压线路问题，在低压线路设计中合理布置低压线路方向，不宜与高压线路同向，或采用电缆入地敷设至低压线路。
附件1:
10kV柱上三相变压器台杆型图及物料清单
图序
图名
图纸编号
成套化采购方案编码
图1（a）
电气主接线图
（一）
ZA-1-D1-01-01
图1（b）
电气主接线图
（二）
ZA-1-D1-01-02
图2（a）
柱上变压器杆型图（15m双杆）
ZA-1-CL-D1-02-01
ZA-1-CL-J15-T1-R1-Y1-B1
ZA-1-CL-J15-T1-R1-Y1-B2
图3（a）
物料清单（15m双杆）
ZA-1-CL-D1-03-01
图2（b）
柱上变压器杆型图（12m双杆）
ZA-1-CL-D1-02-02
ZA-1-CL-J12-T1-R1-Y2-B1
ZA-1-CL-J12-T1-R1-Y2-B2
图3（b）
物料清单（12m双杆）
ZA-1-CL-D1-03-02
图2（c）
柱上变压器杆型图（15m双杆）
ZA-1-CX-D1-02-01
ZA-1-CX-J15-T1-R2-Y3-B3
ZA-1-CX-J15-T1-R2-Y3-B4
图3（c）
物料清单（15m双杆）
ZA-1-CX-D1-03-01
图2（d）
柱上变压器杆型图（12m双杆）
ZA-1-CX-D1-02-02
ZA-1-CX-J12-T1-R3-Y4-B5
ZA-1-CX-J12-T1-R3-Y4-B6
图3（d）
物料清单（12m双杆）
ZA-1-CX-D1-03-02
图2（e）
柱上变压器杆型图（10m双杆）
ZA-1-CX-D1-02-03
ZA-1-CX-J10-T1-R4-Y5-B7
ZA-1-CX-J10-T1-R4-Y5-B8
图3（e）
物料清单（10m双杆）
ZA-1-CX-D1-03-03
图2（f）
柱上变压器杆型图（15m双杆）
ZA-1-ZX-D1-02-01
ZA-1-ZX-J15-T2-R5-Y6-B9
ZA-1-ZX-J15-T2-R5-Y6-B10
图3（f）
物料清单（15m双杆）
ZA-1-ZX-D1-03-01
图2（g）
柱上变压器杆型图（12m双杆）
ZA-1-ZX-D1-02-02
ZA-1-ZX-J12-T3-R6-Y7-B11
ZA-1-ZX-J12-T3-R6-Y7-B12
图3（g）
物料清单（12m双杆）
ZA-1-ZX-D1-03-02
图4
接地体加工图
ZA-1-D1-04
图5（a）
低压综合配电箱电气图
（一）
ZA-1-D1-05-01
图5（b）
低压综合配电箱电气图
（二）
ZA-1-D1-05-02
图5（c）
低压综合配电箱电气图（三）
ZA-1-D1-05-03
图6（a）
低压综合配电箱布置加工图
（一）
ZA-1-D1-06-01
图6（b）
低压综合配电箱布置加工图
（二）
ZA-1-D1-06-02
模块编码
台架或模块名称
子模块名称
代码
标准化台架
标准化台架组装图（15m双杆）
J15
标准化台架组装图（12m双杆）
J12
标准化台架组装图（10m双杆）
J10
变压器模块
变压器侧装子模块
T1
变压器正装子模块（15m）
T2
变压器正装子模块（12m）
T3
熔断器模块
熔断器侧高装子模块
R1
熔断器侧低装子模块（15m）
R2
熔断器侧低装子模块（12m）
R3
熔断器侧低装子模块（10m）
R4
熔断器正装子模块（15m）
R5
熔断器正装子模块（12m）
R6
高压引线模块
高压引线侧装电缆子模块a（15m）
Y1
高压引线侧装电缆子模块b（12m）
Y2
高压引线侧装绝缘导线子模块a（15m）
Y3
高压引线侧装绝缘导线子模块b（12m）
Y4
高压引线侧装绝缘导线子模块c（10m）
Y5
高压引线正装绝缘导线子模块（15m）
Y6
高压引线正装绝缘导线子模块（12m）
Y7
避雷器模块
避雷器侧高装子模块a（普通避雷器）
B1
避雷器侧高装子模块b（可装卸式避雷器）
B2
避雷器侧低装子模块a（普通避雷器，15m）
B3
避雷器侧低装子模块b（可装卸式避雷器，15m）
B4
避雷器侧低装子模块a（普通避雷器，12m）
B5
避雷器侧低装子模块b（可装卸式避雷器，12m）
B6
避雷器侧低装子模块a（普通避雷器，10m）
B7
避雷器侧低装子模块b（可装卸式避雷器，10m）
B8
避雷器正装子模块a（普通避雷器,15m）
B9
避雷器正装子模块b（可装卸式避雷器，15m）
B10
避雷器正装子模块a（普通避雷器,12m）
B11
避雷器正装子模块b（可装卸式避雷器，12m）
B12
组合方案1：
变压器侧装、电缆引线——15m双杆杆型图
组合方案1：
变压器侧装、电缆引线——15m双杆物料清单
组合方案1：
变压器侧装、电缆引线——12m双杆杆型图
组合方案1：
变压器侧装、电缆引线——12m双杆物料清单
组合方案2：
变压器侧装、绝缘导线引线——15m双杆杆型图
组合方案2：
变压器侧装、绝缘导线引线——15m双杆物料清单
组合方案2：
变压器侧装、绝缘导线引线——12m双杆杆型图
组合方案2：
变压器侧装、绝缘导线引线——12m双杆物料清单
组合方案2：
变压器侧装、绝缘导线引线——10m双杆杆型图
组合方案2：
变压器侧装、绝缘导线引线——10m双杆物料清单
组合方案3：
变压器正装、绝缘导线引线——15m双杆杆型图
组合方案3：
变压器正装、绝缘导线引线——15m双杆物料清单
组合方案3：
变压器正装、绝缘导线引线——12m双杆杆型图
组合方案3：
变压器正装、绝缘导线引线——12m双杆物料清单
标准化台架（15m）
标准化台架（12m）
标准化台架（10m）
变压器
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