宿舍楼10kV配电工程设计
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【摘要】本文介绍了新建宿舍楼配套10kv变电站的配电工程设计，设计的主要内容为进线电缆、高压开关柜、变压器、低压开关柜、低压电缆、防雷措施及功率补偿等。
【关键词】10kV变电站；配电；设计
我单位新建一栋四层集体宿舍楼，宿舍楼用电设计从本单位35kv电站引一路10kv电源到10kv变电站，经变电站降压为380v/220v送到各楼层，现做一下10kv配电工程的设计。变电站建筑为盖楼时已设计好的配套设施，土建已完成，所以设计的主要内容为10kv变电站的的进线电缆、高压开关柜、变压器、低压开关柜、低压电缆、防雷措施和功率补偿等。宿舍楼每层16个房间，每个房间的大功率电器主要是空调和热水器，再加上其他电器和照明最大用电量为3kw，四层所有房间用电量合计3x16x4=192kw。楼内配套设施用电为：楼道照明、消防报警、监控装置及其他附属设施，总之整栋楼的用电量大约200kw，所有用电负荷为三级负荷。楼道安装应急逃生指示和应急灯，当出现火灾和断电时进行指示和照明。
10kv变电站距离35kv电站800米，高压母线的选择有两种：架空线路和电缆线路，架空线路具有投资省、施工维护方便、易于发现和排除故障、受地形影响小等优点；而电缆线路具有运行可靠、不易受外界影响、美观等优点。电力线路的选择，必须满足用电设备对供电安全可靠和电能质量的要求，尽量节省投资，降低年运行费，布局合理，维修方便。综上所述和考虑到以后的扩容最终选择了单母线铠装地埋电缆，型号为YJV22-8.7/10KV 3×50。高压电缆应进行耐压试验，绝缘电阻不应小于10兆欧姆。埋电缆应按规定埋设标志桩。电缆线路的长度不超制造长度时，应使用整条电缆，尽量避免接头，如有电缆中间接头，应设在电缆沟或隧道人孔、手孔处，并做明显标志，中间接头还应采用防爆钢保护盒保护。电缆沟及隧道中敷设的电缆应在引出端、终端及中间接头和走向有变化处挂标示牌，注明电缆规格、型号、回路号、用途及电缆路由。电缆头施工完毕，应进行耐压或摇测试验，金属外壳应可靠接地。
高压电缆穿墙经过室内电缆沟接到高压开关柜，高压开关柜由柜体和断路器两大部分组成，柜体由壳体、电器元件（包括绝缘件）、各种机构、二次端子及连线等组成。综合各种型号、功能、造价等，最终选择了XGN2-10型箱式开关柜。本开关柜符合国家GB3960《3-35kv交流金属封闭开关设备》及国际标准IEC298的要求，并具有一套完善的性能可靠、功能齐全、结构简单、操作方便的机械式防误闭锁装置，简便而有效的达到两部提出的“五防”闭锁功能。开关柜的主开关采用SN10-10型系列少油断路器及ZN28A-10型系列真空断路器，断路器配用CD10系列电磁动机构或CT8弹簧操作机构；真空断路器也可配用CD17系列电磁操动机构，隔离开关采用GN30-10旋转式隔离开关系列产品。
高压开关柜出线端子通过电缆接到10kv/380v变压器上，在变压器的的选择上要充分考虑到损耗和容量。近年来，国家新开发的新型节能型变压器有S8和S9及S11三大类。从性价比来考虑，新建或改造变压器时，一般应选择使用S9型低损耗变压器。变压器容量的选择是根据计算负荷定的，单位KW；计算负荷/0.9得出计算容量KVA；计算容量/0.85得出变压器容量配置，变压器容量选择大于等于容量配置（0.9为功率因数，0.85为变压器负载率），最终选择了S9―250/10油浸式变压器。将变压器安装在封闭的变压器隔室内。为防日照辐射使室温升高，采用四周壁添加隔热材料、双层夹板结构，顶盖设计成带空气垫或隔热材料的气楼结构，内设通风道，装有人工强迫排气通风装置（轴流风机或幅面风机），装置的开启和停止，由变压器室的温度人工控制，其温度的整定值按允许温度的80%～90%设定；室内正常温度下，靠自然通风来散热。为防止灰尘对绝缘的影响，在变压器连接处加上绝缘防护罩。室内温度不正常的情况下采用机械强迫通风，以变压器油温不超过95℃作为开启标准。
低压开关柜的位置已经预先设定，它和变压器次级通过铝排母线桥连接。综合考虑占地面积以及运行后检修和处理故障方便选定GCK型低压抽出式开关柜。GCK低压抽出式开关柜由动力配电中心（PC）柜和电动机控制中心（MCC）两部分组成。该开关柜适用于工矿企业，高层民用建筑，交流50HZ，电压380V，三相三线或三相四线制系统中，作为低压配电系统的受电、馈电或电动机专用。本产品符合IEC439国际标准，美国电气制造商协会NEMA标准及BK36001-89国家专业标准。GCK型开关柜为全拼装式组合结构，柜架所有结构均以螺钉紧固连接而咸，避免了焊接变形和应力，提高了精度，标准化程度高。且具有分断能力高、动热稳定性好、结构先进合理、电气方案灵活、系列性、通用性强、各种方案单元任意组合、一台柜体，所容纳的回路数较多、节省占地面积、防护等级高、安全可靠、维修方便等优点。
在低压开关柜选用四组抽屉开关分别引四路低压电缆到宿舍楼各楼层配电箱。每层楼16个房间和附属设备按功率大致平均分成三组接到配电箱的的三相火线和零线分出的各个空开上，每个空开对应一个房间或一组附属设备，使得每路输出电压为220V，每一个房间和附属设备一旦过流，空开自动跳起到保护和隔离作用。低压电缆采用四芯铜质电缆，铜芯电缆的截面积越大，载流量随之减少，通常铜芯电缆安全截流量是每m5-8A。每层楼的负荷功率大约为50Kw，三相火线每一相上的电流为75A左右，所以选择16平方毫米的电缆。
变电站的防雷措施：
①雷击的来源。一是雷直击于变电所的设备上；二是架空线路的雷电感应过电压和直击雷过电压形成的雷电波沿线路侵入变电所。
②变电所对于直击雷的保护一般采取装设避雷针或采用沿变电所进线段一定距离内架设避雷线的方法解决。
③架空线路的雷电感应过电压和直击雷过电压形成的雷电波沿线路侵入变电所，是导致变电所雷害的主要原因，若不采取防雷措施，势必造成变电所电气设备绝缘损坏，引发事故。在变电所内装设避雷器的目的在于限制入侵雷电波的幅值，使电气设备的过电压不致于超过其冲击耐压值，而变电所的进线段上装设保护段的主要目的，在于限制流经避雷器的雷电流幅值及入侵雷电波的陡度。功率补偿采用在低压开关柜总开关出线的母线铝排加装型号为JKWF无功功率自动补偿器。JKWF系列无功功率自动补偿控制器，以高速高性能的微处理器为核心器件同时取样三相电压三相电流信号，并提供6种分补+共补补偿方案，12种投切编码方案，用户可通过修改控制参数任意选择，控制参数一经修改永久保存，掉电不丢失，采用基波功率数和基波无功功率复合控制电容器组电力系统无功补偿的自动控制。
参考文献
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