【功能】

10kV開閉所是電力系統(tǒng)中一個重要的組成部分，它主要負責對 10kV電壓等級的電力進行分配和控制。

10kV開閉所通常位于配電網(wǎng)的關(guān)鍵節(jié)點，通過開關(guān)設(shè)備和保護裝置，實現(xiàn)對電力的開閉和切換，以確保配電網(wǎng)的安全、穩(wěn)定和高效運行。

【配套設(shè)備】

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

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)生故障時迅速切斷電流，保護設(shè)備和線路的安全。

互感器則可以對電流和電壓進行測量和變換，為保護裝置和監(jiān)控系統(tǒng)提供準確的信號。

【作用】

所以說10kV開閉所的作用不僅僅是簡單地開閉電力，它還承擔著優(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，它還可以根據(jù)負荷變化及時調(diào)整運行方式，實現(xiàn)配電網(wǎng)的經(jīng)濟運行。下面小編就給大家分享10kV開閉所的電氣設(shè)計。

【10kV開閉所的功能】

10kV開閉所是變電所10kV母線的延伸，負責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)置可增強配電網(wǎng)控制，提升運行調(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，故障時靈活隔離，縮小停電區(qū)域。

【10kV開閉所的保護配置及主要設(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)備的安全運行，10kV 開閉所還配備了先進的控制和保護裝置。這些裝置可以實時監(jiān)測電力系統(tǒng)的運行狀態(tài)，一旦發(fā)現(xiàn)異常情況，能夠迅速采取措施進行保護，避免故障的擴大和蔓延。

（1）保護配置

10kV 環(huán)網(wǎng)開閉所的電源進線間隔通常不會配備任何保護裝置，這主要是因為 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，就相當于在線路上安裝了 4-8 臺保護開關(guān)。然而，各臺保護開關(guān)之間難以在動作時間上進行配合。

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

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

（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、安裝簡便等特點，且能夠根據(jù)實際需求進行擴展，不易受到外部環(huán)境的影響，因此在當前 10kV 開閉所的設(shè)計中得到了廣泛的應(yīng)用。

環(huán)網(wǎng)開關(guān)柜由母線、負荷開關(guān)單元、變壓器保護單元、電纜線路進線或出線單元、計量單元等部分構(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、負荷開關(guān)單元和變壓器保護單元組成；也可以根據(jù)實際需要由多個回路單元組成。

在線路和負荷開關(guān)單元中，負荷開關(guān)通常可選用空氣、六氟化硫（SF6）、真空負荷開關(guān)等類型。其中，空氣式負荷開關(guān)的技術(shù)性能相對較低，目前已基本不被采用。真空負荷開關(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，目前已被廣泛應(yīng)用。SF6 負荷開關(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 50kA。SF6 負荷開關(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，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，會產(chǎn)生多種有毒氣體和固體分解物，這些物質(zhì)對人體的呼吸系統(tǒng)會造成一定的危害。隨著整個社會環(huán)保意識的不斷增強，SF6 設(shè)備在開閉所中的應(yīng)用也可能會受到一定的限制。

【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和生產(chǎn)生活。10kV 開閉所作為配電網(wǎng)的關(guān)鍵節(jié)點，可以對配電網(wǎng)進行有效的控制和管理，實現(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，對于高層建筑區(qū)來說，電力負荷較大，對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)備的正常運行。

商業(yè)中心區(qū)通常有大量的商業(yè)設(shè)施和辦公場所，對電力的依賴性較強。10kV 開閉所能夠為商業(yè)中心區(qū)提供可靠的電力支持，確保商業(yè)活動的順利進行。而在工業(yè)園區(qū)，企業(yè)的生產(chǎn)過程對電力供應(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)的運行效率。

由于 10kV 開閉所內(nèi)的中壓設(shè)備對環(huán)境有較高的要求，為了方便進行管理和維護工作，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出方便的位置。通常情況下，10kV 開閉所適宜設(shè)置在獨立的建筑物中，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，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，應(yīng)采取相應(yīng)的防護措施，以避免外力碰撞。同時，要注意避免安裝在有腐蝕性物質(zhì)的附近，以免對設(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。對于沒有重要負荷的開閉所，通常可以選擇單母線接線，配置兩路電源進線。這兩路進線可以連接到不同的變電所或者同一變電所的不同母線，同時可以設(shè)置 6 到 10 路的出線。這種接線方式具有簡單明了、投資較少、運行維護方便等優(yōu)點。

然而，對于為重要用戶提供雙電源且對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線，每段母線各自連接一路進線，重要用戶可以從兩段母線分別接出饋線。當某一段母線發(fā)生故障或需要檢修時，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。

在負荷集中且存在重要用戶負荷的情況下，開閉所可以采用雙母線接線。此時共有四路進線，每段母線各有兩路進線。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 路電源進線間隔，其余則為出線間隔。它的主要作用是進行功率交換和線路分段，以便在城網(wǎng)中實現(xiàn)運行方式的調(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)運行的開閉所采用單母線接線方式，而雙環(huán)運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電源進線間隔，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)、負荷需求和供電可靠性要求等因素進行綜合考慮。不同類型的開閉所具有不同的特點和優(yōu)勢，能夠滿足不同場景下的電力供應(yīng)需求。

【10kV開閉所電氣主接線設(shè)計需注意的事項】

（1）當 10kV 開閉所接入系統(tǒng)時，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荷。對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)。

而對于為環(huán)網(wǎng)型開閉所供電的配電線路，由于正常運行時兩條環(huán)網(wǎng)線路是相互獨立的，但在事故或其他特殊情況下，需要將部分或全部負荷轉(zhuǎn)移到一條線路上供電。因此，兩條環(huán)網(wǎng)線路的負荷率應(yīng)控制在 50%以下。同時，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、用戶以及負荷增長情況、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，進出線回路也不宜多于 8 回；對于總?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)盡量簡潔，同時要滿足可靠性、靈活性、經(jīng)濟性等多方面的要求。當開關(guān)或母線出現(xiàn)故障以及進行母線檢修時，能夠輕松地停運開關(guān)、母線等設(shè)備，而不會對 10kV 配電網(wǎng)的運行和對用戶的供電產(chǎn)生影響。在擴建時，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間的前提下，投入新的間隔。

【配套產(chǎn)品】

審核編輯 黃宇