【功能】

10kV開閉所是電力系統(tǒng)中一個(gè)重要的組成部分，它主要負(fù)責(zé)對(duì) 10kV電壓等級(jí)的電力進(jìn)行分配和控制。

10kV開閉所通常位于配電網(wǎng)的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，通過開關(guān)設(shè)備和保護(hù)裝置，實(shí)現(xiàn)對(duì)電力的開閉和切換，以確保配電網(wǎng)的安全、穩(wěn)定和高效運(yùn)行。

【配套設(shè)備】

10kV 開閉所一般會(huì)配備各種開關(guān)柜、斷路器、互感器等設(shè)備，這些設(shè)備可以對(duì)電力進(jìn)行監(jiān)測(cè)、控制和保護(hù)。

開關(guān)柜用于連接和斷開不同的電力線路，斷路器則可以在發(fā)生故障時(shí)迅速切斷電流，保護(hù)設(shè)備和線路的安全。

互感器則可以對(duì)電流和電壓進(jìn)行測(cè)量和變換，為保護(hù)裝置和監(jiān)控系統(tǒng)提供準(zhǔn)確的信號(hào)。

【作用】

所以說10kV開閉所的作用不僅僅是簡(jiǎn)單地開閉電力，它還承擔(dān)著優(yōu)化配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)、提高供電可靠性和靈活性的重要任務(wù)。

通過合理的布局和運(yùn)行方式，10kV開閉所可以有效地分配電力資源，減少線路損耗，提高電力質(zhì)量。

同時(shí)，它還可以根據(jù)負(fù)荷變化及時(shí)調(diào)整運(yùn)行方式，實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。下面小編就給大家分享10kV開閉所的電氣設(shè)計(jì)。

【10kV開閉所的功能】

10kV開閉所是變電所10kV母線的延伸，負(fù)責(zé)接收大容量饋線并重新分配至用戶，減少變電所出線間隔和走廊，作為聯(lián)絡(luò)樞紐提供雙電源。合理設(shè)置可增強(qiáng)配電網(wǎng)控制，提升運(yùn)行調(diào)度靈活性，確保供電可靠。開閉所優(yōu)化調(diào)度支持設(shè)備檢修不停電，故障時(shí)靈活隔離，縮小停電區(qū)域。

【10kV開閉所的保護(hù)配置及主要設(shè)備】

10kV 開閉所是由多種電氣設(shè)備組成的電力設(shè)施，其中包括 10kV 開關(guān)柜、母線、控制和保護(hù)裝置等。一般情況下，10kV 開閉所采用戶內(nèi)布置方式，但也存在一些開閉所采用戶外箱式結(jié)構(gòu)的情況。

在電源饋線方面，通常會(huì)選用大截面的電纜線路。例如，單根截面為 300mm2的電纜，這種大截面電纜能夠滿足開閉所對(duì)電力傳輸?shù)母咭螅_保供電的穩(wěn)定性和可靠性。此外，大截面電纜還具有較低的電阻和電抗，有助于減少電能損耗和電壓降，提高電力系統(tǒng)的效率。為了保障電力設(shè)備的安全運(yùn)行，10kV 開閉所還配備了先進(jìn)的控制和保護(hù)裝置。這些裝置可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電力系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，一旦發(fā)現(xiàn)異常情況，能夠迅速采取措施進(jìn)行保護(hù)，避免故障的擴(kuò)大和蔓延。

（1）保護(hù)配置

10kV 環(huán)網(wǎng)開閉所的電源進(jìn)線間隔通常不會(huì)配備任何保護(hù)裝置，這主要是因?yàn)?10kV 環(huán)網(wǎng)開閉所一般位于市區(qū)，供電半徑通常在 5km 以內(nèi)，線路較短。如果一條 10kV 主干線路連接了 2-4 座 10kV 環(huán)網(wǎng)開閉所，就相當(dāng)于在線路上安裝了 4-8 臺(tái)保護(hù)開關(guān)。然而，各臺(tái)保護(hù)開關(guān)之間難以在動(dòng)作時(shí)間上進(jìn)行配合。

一旦線路發(fā)生短路故障，故障點(diǎn)之前的保護(hù)開關(guān)以及變電所的出線保護(hù)開關(guān)都可能跳閘，容易導(dǎo)致越級(jí)跳閘現(xiàn)象的出現(xiàn)，從而無法及時(shí)隔離故障點(diǎn)。因此，開閉所的進(jìn)線間隔宜采用負(fù)荷開關(guān)。當(dāng)電源進(jìn)線主干線發(fā)生短路故障時(shí)，由上一級(jí)變電所的 10kV 出線斷路器動(dòng)作切除故障。對(duì)于終端型開閉所，在負(fù)荷較小的情況下，電源進(jìn)線間隔可以配置熔斷器保護(hù)。

10kV 開閉所的出線間隔一般配置熔斷器，作為出線柜的過負(fù)荷和過流保護(hù)。在配電環(huán)網(wǎng)中，對(duì)于配電變壓器容量小于 1600kV·A 的變壓器饋線，往往會(huì)選擇負(fù)荷開關(guān)-熔斷器組合電器。負(fù)荷開關(guān)用于完成負(fù)荷的分合操作，而熔斷器則對(duì)短路起到保護(hù)作用。如果配電變壓器的容量大于或等于 1600kV·A，宜選用斷路器進(jìn)行保護(hù)。

（2）環(huán)網(wǎng)開關(guān)柜

環(huán)網(wǎng)開關(guān)柜具有結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、安裝簡(jiǎn)便等特點(diǎn)，且能夠根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行擴(kuò)展，不易受到外部環(huán)境的影響，因此在當(dāng)前 10kV 開閉所的設(shè)計(jì)中得到了廣泛的應(yīng)用。

環(huán)網(wǎng)開關(guān)柜由母線、負(fù)荷開關(guān)單元、變壓器保護(hù)單元、電纜線路進(jìn)線或出線單元、計(jì)量單元等部分構(gòu)成，可分為戶內(nèi)型和戶外型兩種。典型的環(huán)網(wǎng)開關(guān)柜是三回路單元，由兩條線路、負(fù)荷開關(guān)單元和變壓器保護(hù)單元組成；也可以根據(jù)實(shí)際需要由多個(gè)回路單元組成。

在線路和負(fù)荷開關(guān)單元中，負(fù)荷開關(guān)通常可選用空氣、六氟化硫（SF6）、真空負(fù)荷開關(guān)等類型。其中，空氣式負(fù)荷開關(guān)的技術(shù)性能相對(duì)較低，目前已基本不被采用。真空負(fù)荷開關(guān)是在真空斷路器的基礎(chǔ)上開發(fā)的，具有較高的技術(shù)性能和可靠性，且開關(guān)觸頭無需維護(hù)，目前已被廣泛應(yīng)用。SF6 負(fù)荷開關(guān)采用滅弧性能優(yōu)良的 SF6 氣體作為開關(guān)的滅弧介質(zhì)，其額定峰值耐受電流可達(dá) 50kA。SF6 負(fù)荷開關(guān)環(huán)網(wǎng)柜具有結(jié)構(gòu)緊湊、配置靈活、安裝方便、占地面積小等優(yōu)點(diǎn)，大大節(jié)省了開閉所的用地和空間，已成為目前10 kV開閉所的主要設(shè)備之一。

然而，SF6 氣體在電氣設(shè)備中經(jīng)過電暈、火花及電弧放電等作用，會(huì)產(chǎn)生多種有毒氣體和固體分解物，這些物質(zhì)對(duì)人體的呼吸系統(tǒng)會(huì)造成一定的危害。隨著整個(gè)社會(huì)環(huán)保意識(shí)的不斷增強(qiáng)，SF6 設(shè)備在開閉所中的應(yīng)用也可能會(huì)受到一定的限制。

【10kV開閉所的設(shè)置原則】

配電網(wǎng)是向社會(huì)各界供電的重要網(wǎng)絡(luò)，其穩(wěn)定性和可靠性直接關(guān)系到用戶的用電體驗(yàn)和生產(chǎn)生活。10kV 開閉所作為配電網(wǎng)的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，可以對(duì)配電網(wǎng)進(jìn)行有效的控制和管理，實(shí)現(xiàn)電力的靈活調(diào)度和分配。通過合理設(shè)置 10kV 開閉所，可以更好地保障重要用戶的電力供應(yīng)，提高供電的可靠性和穩(wěn)定性。

在大型住宅小區(qū)中，居民對(duì)電力的需求較大，尤其是在夏季和冬季等用電高峰期。10kV 開閉所可以為小區(qū)提供穩(wěn)定的電力供應(yīng)，確保居民的日常生活不受影響。同時(shí)，對(duì)于高層建筑區(qū)來說，電力負(fù)荷較大，對(duì)供電的可靠性要求較高。10kV 開閉所的設(shè)置可以滿足高層建筑的用電需求，保障電力設(shè)備的正常運(yùn)行。

商業(yè)中心區(qū)通常有大量的商業(yè)設(shè)施和辦公場(chǎng)所，對(duì)電力的依賴性較強(qiáng)。10kV 開閉所能夠?yàn)樯虡I(yè)中心區(qū)提供可靠的電力支持，確保商業(yè)活動(dòng)的順利進(jìn)行。而在工業(yè)園區(qū)，企業(yè)的生產(chǎn)過程對(duì)電力供應(yīng)的穩(wěn)定性和質(zhì)量有很高的要求。10kV 開閉所的存在可以滿足工業(yè)園區(qū)的用電需求，保證企業(yè)的正常生產(chǎn)。

此外，10kV 開閉所的設(shè)置還可以提高配電網(wǎng)的運(yùn)行效率。

由于 10kV 開閉所內(nèi)的中壓設(shè)備對(duì)環(huán)境有較高的要求，為了方便進(jìn)行管理和維護(hù)工作，10kV 開閉所應(yīng)該設(shè)置在通道通暢、便于巡視檢修以及電纜進(jìn)出方便的位置。通常情況下，10kV 開閉所適宜設(shè)置在獨(dú)立的建筑物中，或者附設(shè)在建筑物一樓的裙房中，而避免設(shè)置在大樓的地下室內(nèi)。與室內(nèi)的開閉所相比，室外環(huán)網(wǎng)柜或電纜分接箱具有一些明顯的優(yōu)勢(shì)，例如體積更小、占地面積更小、設(shè)置更加靈活等。

它們一般可設(shè)置在綠地、綠化帶等對(duì)行人影響較小的空地上，或者道路人行道側(cè)。但在安裝室外環(huán)網(wǎng)柜及電纜分接箱時(shí)，應(yīng)采取相應(yīng)的防護(hù)措施，以避免外力碰撞。同時(shí)，要注意避免安裝在有腐蝕性物質(zhì)的附近，以免對(duì)設(shè)備造成損害。

【10kV開閉所的電氣主接線】

（1）10kV 開閉所的電氣主接線方式主要包括單母線接線、單母線分段接線以及雙母線接線。對(duì)于沒有重要負(fù)荷的開閉所，通常可以選擇單母線接線，配置兩路電源進(jìn)線。這兩路進(jìn)線可以連接到不同的變電所或者同一變電所的不同母線，同時(shí)可以設(shè)置 6 到 10 路的出線。這種接線方式具有簡(jiǎn)單明了、投資較少、運(yùn)行維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)。

然而，對(duì)于為重要用戶提供雙電源且對(duì)供電可靠性要求較高的開閉所，應(yīng)采用單母線分段接線。這種接線方式有兩路進(jìn)線，每段母線各自連接一路進(jìn)線，重要用戶可以從兩段母線分別接出饋線。當(dāng)某一段母線發(fā)生故障或需要檢修時(shí)，另一段母線能夠繼續(xù)提供正常供電，確保重要用戶的電力供應(yīng)不中斷。

在負(fù)荷集中且存在重要用戶負(fù)荷的情況下，開閉所可以采用雙母線接線。此時(shí)共有四路進(jìn)線，每段母線各有兩路進(jìn)線。這種接線方式供電可靠性高，并且調(diào)度靈活，能夠適應(yīng) 10kV 配電系統(tǒng)中各種運(yùn)行方式下的調(diào)度和潮流變化需求。它可以更好地滿足重要用戶對(duì)電力的穩(wěn)定供應(yīng)要求。

（2）10kV 開閉所根據(jù)其在電網(wǎng)中的功能，可以分為環(huán)網(wǎng)型和終端型。環(huán)網(wǎng)型開閉所的每段母線通常有 2 路電源進(jìn)線間隔，其余則為出線間隔。它的主要作用是進(jìn)行功率交換和線路分段，以便在城網(wǎng)中實(shí)現(xiàn)運(yùn)行方式的調(diào)整。

環(huán)網(wǎng)型開閉所常常采用“手拉手”的方式進(jìn)行環(huán)網(wǎng)，這使得開閉所的用戶或分支線具有較高的供電可靠性。環(huán)網(wǎng)型開閉所還可以進(jìn)一步分為單母線接線和雙母線接線（如圖 1 所示）兩種類型。

其中，單環(huán)運(yùn)行的開閉所采用單母線接線方式，而雙環(huán)運(yùn)行的開閉所則采用雙母線接線方式。終端型開閉所每段母線一般只有一路電源進(jìn)線間隔，其他為出線間隔，其主要功能是向周邊用戶及公用變壓器提供電源。終端型開閉所又可分為單母線接線、雙母線接線(見圖2)和單母線分段接線三種。

終端型開閉所的每段母線一般只有一個(gè)電源進(jìn)線間隔，其余均為出線間隔。它的主要功能是為周邊用戶和公用變壓器提供電源。終端型開閉所也可以分為單母線接線、雙母線接線（如圖 2 所示）和單母線分段接線三種類型。

在實(shí)際應(yīng)用中，選擇哪種類型的開閉所需要根據(jù)具體的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)、負(fù)荷需求和供電可靠性要求等因素進(jìn)行綜合考慮。不同類型的開閉所具有不同的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)，能夠滿足不同場(chǎng)景下的電力供應(yīng)需求。

【10kV開閉所電氣主接線設(shè)計(jì)需注意的事項(xiàng)】

（1）當(dāng) 10kV 開閉所接入系統(tǒng)時(shí)，需要考慮其供電的配電線路是否能夠承受接入開閉所后增加的負(fù)荷。對(duì)于終端型開閉所的供電配電線路，在接入 10kV 開閉所后，配電變壓器的總?cè)萘恳话銘?yīng)控制在 10000-15000kV·A 范圍內(nèi)。

而對(duì)于為環(huán)網(wǎng)型開閉所供電的配電線路，由于正常運(yùn)行時(shí)兩條環(huán)網(wǎng)線路是相互獨(dú)立的，但在事故或其他特殊情況下，需要將部分或全部負(fù)荷轉(zhuǎn)移到一條線路上供電。因此，兩條環(huán)網(wǎng)線路的負(fù)荷率應(yīng)控制在 50%以下。同時(shí)，環(huán)網(wǎng)內(nèi)配置的開閉所數(shù)量不宜過多，開閉所的設(shè)計(jì)容量也不宜過大，配電變壓器的總?cè)萘客ǔ２怀^ 20000kV·A。

（2）10kV 開閉所的最終建設(shè)規(guī)模需要綜合考慮 10kV 配電網(wǎng)的規(guī)劃、用戶以及負(fù)荷增長(zhǎng)情況、電網(wǎng)結(jié)構(gòu)等多種因素。通常情況下，10kV 開閉所的規(guī)模如下：每座 10kV 開閉所內(nèi)部設(shè)置 1 到 2 段 10kV 母線。

每段 10kV 母線所連接的配電變壓器總?cè)萘坎灰顺^ 5000kV-A。同時(shí)，進(jìn)出線回路也不宜多于 8 回；對(duì)于總?cè)萘看笥?5000kV·A 的大用戶，宜直接從 10kV 主干電纜接入該用戶，或采用 10kV 專線供電的方式。

（3）10kV 開閉所主接線應(yīng)盡量簡(jiǎn)潔，同時(shí)要滿足可靠性、靈活性、經(jīng)濟(jì)性等多方面的要求。當(dāng)開關(guān)或母線出現(xiàn)故障以及進(jìn)行母線檢修時(shí)，能夠輕松地停運(yùn)開關(guān)、母線等設(shè)備，而不會(huì)對(duì) 10kV 配電網(wǎng)的運(yùn)行和對(duì)用戶的供電產(chǎn)生影響。在擴(kuò)建時(shí)，可以便捷地從初期接線過渡到最終接線，在不影響連續(xù)供電或盡量縮短停電時(shí)間的前提下，投入新的間隔。

【配套產(chǎn)品】

審核編輯 黃宇