前言
为了规范南方电网电力客户业扩受电工程建设,加强客户用电工程安全管理,缩短业扩受电工程设计时间,提高业扩受电业务办理效率,本着“统一标准、规范管理、方便客户”的原则,南方电网在2014年编制和推广实施了《10kV及以下业扩受电工程典型设计》(2014版)。该典设在各相关单位的推广和应用下,对提高南网五省的10kV及以下业扩受电工程建设标准、加快进度等方面起到了积极作用。南方电网为了进一步提高典设的通用性和先进性,现根据对典设的应用情祝和征求各相关单位的意见,特修编制定了《10kV及以下业扩受电工程典型设计》(2018版)(以下简称典设)《典设》包括两个部分:《10kV及以下业扩受电工程技术导则》(2018版)(以下简称导则)和《10kV及以下业扩受电工程典型设计图集》(2018版)(以下简称图集)。《导则》规定了编制原则、负荷性质、技术参数、工程方案、设备选择等基本要求,是业扩工程技术规范。《图集》共有九个部分:高、低压系统接入方式图、典型电气主接线图、高压系统接线配置图、低压系统接线配置图、室内配电设备安装图、组合式变电站、预装式变电站、景观地埋式变电站、柱上变压器,是《典设》的具体运用。《典设》适用于南方电网所属广东、广西、云南、贵州和海南五省,作为客户在业扩受电工程建设中的设计用书,为广大用电客户工程设计提供帮助:《典设》可作为供电部门业扩工作人员的工具用书,为制定供电方案、选择受电装置等工作提供技术指导:《典设》可作为业扩受电工程设计部门的指导用书,为供电方案、受电装置等设计提供技术指导。《典设》在实际应用中,除客户专用变压器外,与配网通用的部分采用基建配网工程的典型设计图集方案。
2018年
1设计依据
1.1主要设计标准、规程规范:GB/T12325《电能质量供电电压偏差?GB/T12326《电能质量电压波动和闪变?GB/T13955《利余电流动作保护装置安装和运行》GB/T14549《电能质量公用电网谐波》GB/T15543《电能质量三相电压不平衡?GB/Z29328《重要电力用户供电电源及自备应急电源配置技术GB/T36040《居民住宅小区电力配置规范?GB50052《供配电系统设计规范》GB50053《20kV及以下变电站设计规范?GB50054《低压配电设计规范。GB50057《建筑物防雷设计规范》GB50060《3一110kV高压配电裴设计规范GB/T50062《电力装置的继电保护和自动装置设计规范》GB/T50063《电力装置电测量仪表装置设计规范”GB50227《并联电容器裴置设计规范JGJ 16《民用建筑电气设计规范》DL/T5222《导体和电器选择设计技术规定?DL/T 620《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》DL/T 621交流电气裘置的接地。DL/T5044《电力工程直流系统设计技术规定》DL/T5725《35kV及以下电力用户变电所建设规范3《中国南方电网公司110kV及以下配电网规划指导原则》《中国南方电网城市配电网技术导则》 《中国南方电网公司标准设计和典型造价V2.1》《中国南方电网有限责任公司10kV及以下业扩受电工程技术导则》《中国南方电网有限责任公司配电网安健环设施标准《南方电网公司电能计量装置典型设计》电监安全【2008】43号文
2设计范围
包括高、低压系统接入方式图、系统主接线图、系统配置图、箱变、台式变配电系统图、配电设备安装图、土建大样图。业工程的外电源接入系统部分、配电网设备部分的设计,琴照《中国南方电网公司标准设计和典型造价V2.1》或其有效版本。
3主要内容
本典设图纸分为九部分。第一部分:高、低压系统接入方式图第二部分:典型电气主接线图第三部分:高压系统接线配置图第四部分:低压系统接线配置图第五部分:室内配电设备安装图第六部分:组合式变电站第七部分:预装式变电站第八部分:景观地埋式变电站第九部分:柱上变压器
4主要技术原则
41配电站、开关站选址原则
4.1.1深入或接近负荷中心:
4.1.2进、出线方便:4.1.3接近电源侧:
4.1.4设备吊装、运输方便:
4.1.5不应设在有剧烈振动或有爆炸危险介质的场所:
4.1.6不宜设在多尘、水雾或有腐蚀性气体的场所,当无法远离时,不应设在污染源的下风侧。
4.1.7不应设在厕所、浴室、厨房或其他经常积水场所的正下方,且不宜与上述场所贴邻。如果贴邻,相邻隔墙应做无渗裙、无结摇等防水处理:
4.1.8配电站为独立建筑物时,不应设置在地势低洼和可能积水的场所。
42站址的环境按下列因章考心:
4.2.1周围空气温度:一25℃一十40℃4.2.2最高平均气温:十35℃4.2.3海拔高度:≤1000m海拔超过1000m的地区,配电装置应选择适用于该海拔高度的电器和电瓷产品,其外部绝缘的冲击和工频试险电压,应符合现行国家标准《高压电气设备绝缘试验电压和试险方法》的有关规定。高压电器用于海拔超过1000m的地区时,导体载流量可不计其影响。
4.2.4设计风速:35m/s4.2.5地震烈度:7度
4.2.6污染等级:一般地区:级(户外)Ⅱ级(户内)污秽严重地区:IW级(户外)
43供电电压高压为10kV:低压为0.38/0.22kV。
44短路电流为取得合理的经济效益,配合10kV断路器的开断电流和配电设备的动热稳定电流,10kV配电网的短路电流按20kA考虑。当设备安装地点短路电流大于20kA时,设备的短路电流水平应根据实际情况提高为25kA或31.5kA。
4.5负荷分类及供电方式
4.5.1负荷分类:用电负荷按其负荷性质和重要程度分为:一级负荷、一级负荷中特别重要的负荷、二级负荷和三级负荷。供电方式:一级负荷:一级负荷应由双重电源供电,当一路电源发生故障时,另一路电源不应同时受到损坏。一级负荷中特别重要的负荷:1.除应由双重电原供电外,尚应增设应急电原,并严禁将其它负荷接入应急供电系统:2.设备的供电电源的切换时间,应满足设备允许中断供电的要求。二级负荷:宜由两回线路供电。在负荷较小或地区供电条件困雅时,可由一回6kV及以上专用的架空线路供电。三级负荷:可按约定供电。
4.5.2重要电力用户分为四级:特级、一级、二级重要电力用户和临时重要电力·1用户。供电方式:特级:应具备三路电源供电条件,其中两路电源应来自两个不同的变电站,当任何两路电源发生故障时,第三路电源能保证独立正常供电。一级:按两路电源供电,两路电源应来自两个不同的变电站,当一路电源发生故障时,另一电源能保证独立正常供电。二级:应具备双回线路供电条件,供电电源可以来自同一个变电站的不同母线段。临时重要电力用户按照供电负荷的重要性,在条件允许情况下,可以通过临时架空线等方式具备双回线路供电或两路以上电原供电条件。重要电力用户供电电源的切换时间和切换方式要满足重要电力用户允许中断时间的的要求。重要电力用户自身尚应配备应急电源,并严禁将其他负荷接入应急供电系统。并按照《电监安全【2008】43号文》要求,加强管理、安全规范使用、杜绝和防止不安全行为和因素。46负荷计算初步设计及施工图设计阶段,宜采用需要系数法。47主要设%和元件的选择4.7.1高压开关柜的选择1.10V高压断路器柜应具备五防功能、技术先进、质量可靠的断路器柜系列。2.高压开关柜操作机构可手动/电动操作。采用电动操作时高压柜操作电原宜采用直流电原(DC220N/110V/48V,口口h),当配直流电源装置时可免除进线PT。当采用交流操作电源时,需要安装进线PT。3.断路器高压柜的微机综保的装置电源可采用高压开关柜电动操作机构电源配置的直流电源或交流电源。也可采用自供电继保,采用自供电继保方案时高压柜应加装自供电电流型维电保护器,电流互感器为3绕组,其中1个绕组用于微机保护,1个绕组用于电流测量,1个绕组为保护装置提供电源。4.高压拒的外壳防护等级为P4X5.高压移开式中置断路器柜相母排不应小于80×10mm,高压环网柜相母排截面不应小于360mn2。6.母线PT柜主要实现电源检测、绝缘检测、断线报警等功能,当配电站有该功能需求时应配置母线PT柜。7.本图集高压开关柜以常用的SF6负荷开关柜、真空负荷开关柜、固定式断路器柜、N真空断路器柜、全绝缘断路器自动化成套设备柜、纵旋式开关断路器柜举例,也可选择具备国家生产标准的其它类型高压开关柜。居民住宅小区公用配电站宜根据当地运行习惯统一和减少高压柜的类型。
4.7.2配电变压器选择1.供电系统中,配电变压器宜选用D,yl1接线组别的无励磁调压变压器。短路阻抗:容量在630kVA以下,Uk=4%:容量在630kWA及以上:油变,Uk=4.5%:干变,Uk=6%2.设置在民用建筑中的变压器,应选择干式、气体绝缘或非可燃性液体绝缘的变压器。当单台变压器油量为100kg及以上时,应设置单独的变压器室。3.设置在城市景观道路上的变压器,应选择美化周边环境、节省地表空间、防护等级达到P68的变压器。4.配电站单台变压器容量宜在1250kVA及以下,当用电设备容量较大、负荷集中且运行合理时,可选用较大容量的变压器。油浸式应选用11型及以上变压器,单台容量在630kVA及以下,宜选用密封型S11-系列:独立配电室可按相关要求选取。干式应选用10型及以上变压器,带风机、温显温控系统。
4.7.3低压开关柜的选择1.低压柜选用外壳防护等级达到P30的固定柜或抽屉柜。2.低压柜电气配置琴照附录I。
4.7.4真空断路器额定电流:630A,1250A额定短路开断电流:20kA,25kA,31.5kA持续时间:4s.
4.7.5高压避雷器应选择密封结构良好的无间隙氧化物避雷器。4.7.6低压断路器额定绝缘电压:交流1000V。额定短路接通能力:65kA(峰值)额定短路断开能力:800kVA及以下配变时选用,35kA(有效值):额定短时附受电流:1秒。1000kVA及以上配变时选用,50kA(有效值),额定短时时受电流:1秒。选择断路器时,断路器的额定运行短路分断能力ICS或极端短路分断能力ICU不应小于被保护线路最大三相短路电流的有效值。如有困难雅,至少应保证断路器的额定极限短路分断能力U不小于被保护线路最大三相短路电流的有效值。4.7.7别余电流保护装置设置原则1.末端保护1)属于I类的移动式电气设备及手持式电动工具:2)生产用的电气设备:3)施工工地的电气机械设备:4)安装在户外的电气装置:5)临时用电的电气设备:6)机关、学校、宾馆、饭店、企事业单位和住宅等除壁挂式空调电源插座外的其他电源插座或插座回路:7)游泳池、喷水池、浴池的电气设备:8)安装在水中的供电线路和设备:9)医院中可能直接接触人体的电气医用设备:10)其他需要安装利余电流保护装置的场所。2.线路保护低压配电线路根据具体情况采用二级或三级保护时,在总电源端、分支线首端或线路末端(农村集中安装电能表箱、农业生产设备的电源配电箱)安装利余电流保护装置。4.7.8电涌保护器的设置原则1.电涌保护器的设置原则需满足《建筑物防雷设计规范GB500572010》的相关要求。2.在可能发生对地雷闪击的地区,低压电源线路的总配电箱、配电柜处应装设I级试验的电涌保护器,电涌保护器的电压保护水平值Up应小于或等于2.5kV。每一保护模式的冲击电流值Ii印,当无法确定时,冲击电流应取等于或大于12.5kA。3.电涌保护器配置应与同一线路上游的电涌保护器在能量上互相配合。电涌保护器在能量上配合的资料应由制造商提供。若无此资料,Ⅱ级试险的电涌保护器其标称放电电流I不应小于5kA:Ⅲ级试验的电涌保护器,其标称放电电流I不应小于3kA。4.电涌保护器的最大特续运行电压心不应小于表4.7.8-1所规定的最小值:表
4.7.8-1电涌保护器取决于系统特征所要求的最大持续运行电压最小值注:1标有①的值是故障下最坏的情况,所以不需计及15%的允许误差。2U,是低压系统相线对中性线的标称电压,即相电压220V。3此表基于按现行国家标准《低压配电系统的电涌保护器(SPD)第1部分:性能要求和实险方法GB18802.1标准做过相关试脸的电涌保护器产品。5.电涌保护器的接线形式应符合表4.7.8-2的规定。具体接线图见图1图5。其中TN系统中的SPD的接线形式:在电源进线处,TN-S或TNCS系统的中性导体与PE导体直接相连(连接点与SPD安装位置之间的距离小于0.5m时,或第二级SPD2与前级SPD1的距离小于10m时),可省路中性导体与PE导体之间的SPD.在其后N导体与PE导体分开10m以外,应在其N导体与PE导体间增加一个电涌保护器。
4.7.9其它电气配置本图集以常用的电气组合为例,图集所列成套设备和电气元件的型号规格仅供参考,如安装自动加热除湿器、零序CT、电缆故障指示器、避雷器、低压补偿类型等的实际选用时可根据需要确定,但必须符合《业扩导则》及相关技术规范及标准要求。居民住宅小区公用配电站及相关电气设施的配置宜与基建工程要求相一致。48主接线
4.8.1配电站电压为10kV及0.4kV的母线,宜采用单母线或单母线分段接线形式。
4.8.2配电站10kV进出线开关的应用原则:1)配电站的电源进出线开关宜采用断路器或负荷开关,当有快速保护需求时,应采用断路器。2)用户专用配电站的单台干式变压器容量在800kWA及以下或单台油浸式变压器容量在630kVA及以下,且配电站变压器不超过2台时,用户配电站10kV电源进线开关可采用断路器或负荷开关。当单台变压器容量不在此范围时或配电站变压器超过2台时,用户配电站的10kV电源进线开关应采用断路器。
4.8.3单台干式变压器容量不超过800kVA或单台油浸式变压器容量不超过630kVA时,配变柜可采用带熔断器的负荷开关,单台变压器容量不在上述范围时,配变柜应采用断路器。
4.9继电保护及电气测量
4.9.1电流互感器、电压互感器、指示信号,控制和保护电源配置要求。
4.9.1.1保护装置与测量仪表不宜共用电流互感器的二次线圈。保护用电流互感器(包括中间电流互感器)的稳态比误差不应大于10%。
4.9.1.2在正常运行情况下,当电压互感器二次回路断线或其他故饰能使保护装置误动作时,应装设断线闭锁或采取其他措施,将保护装置解除工作并发出信号:当保护装置不致误动作时,应设有电压回路断线信号。
4.9.1.3在保护装置内应设置由信号继电器或其他元件等构成的指示信号,且应在直流电压消失时不自动复归,或在直流恢复时仍能维持原动作状态,并能分别显示各保护装置的动作情况。
4.9.1.4当用户10kV断路器台数较多、负荷(用户)等级较高时,宜采用直流操作。
4.9.1.5直流系统的电压宜选择为220V、110V或48V,充电装置采用高频开关电源,模块按十1配置,电池容量根据实际情况设计确定。
4.9.1.6当采用交流操作的保护装置时,短路保护可由被保护电力设备或线路的电压互忠器取得操作电源。变压器的瓦斯保护,可由电压互感器或变电站所用变压器取得操作电源。
4.9.2保护配置
4.9.2.1计量柜可采用固定式计量或小车式计量柜,当采用小车式时,计量柜小车应与进线柜开关设有电气及机械联锁装置,防止带负荷拉合小车。
4.9.2.2单电源进线柜装设有定时限过流、限时速断保护。
4.9.2.3出线柜装设定时限过流、速断保护。
4.9.2.4变压器出线相1.装设定时限过流、速断,干变超温跳闸保护,高温发信:油变重瓦斯跳闸,轻瓦斯发信:密闭油变压力过高跳闸,压力偏高发信:跳闸应动作于断开变压器各侧断路器:400kVA及以上的建筑物室内可燃性油浸式变压器均应装设瓦斯保护。当变压器电原侧无断路器时,可作用于信号。2.对于400kVA及以上、线圈为三角一星形联结、低压恻中性点直接接地的变压器,当低压划单相接地短路且灵敏性符合要求时,可利用高压侧的过电流保护,保护装置应带时限动作于跳闻
4.9.2.5分段母线柜装设定时限过流、速断保护。速断保护仅在合闸瞬回投入,并应在合闸后自动解除。
4.9.2.6自动投入装置1.由“一主一备”和“互为主供备用”的等多个电源供电变电站,装设自动投入装置:2.自动投入装置应符合下列要求:)应能保证在工作电原或设备断开后才投入备用电源或设备:2)工作电源或设备上的电压消失时,自动投入装置应延时动作:3)自动投入装置保证只动作一次:4)当备用电源或设备投入到故障上时,自动投入装置应使其保护加速动作:5)手动断开工作电源或设备时,自动投入装置不应启动:6)备用电源自动投入装置中,可设置工作电源的电流闭锁回路。
4.9.2.7保护出口需有压板。各保护需分别设有信号功能。
4.9.2.8备用电源自动投入装置多级设置时,上下级之间的动作应相互配合。
4.9.3电气测量
4.9.3.1仪表的两量范用和电流互感器变比的选择,宜满足当被测量回路以额定值的条件运行时,仪表的指示在满量程的70%。
4.9.4二次回路电气参数二次回路设备元件的电气参数宜按以下标准选择:直流电压220V、110V或48V,交流电压220V:电流互感器二次电流5A或1A:计量精度要求0.2s级,测量精度要求0.5级,保护精度要求5P或10P级:电压互感器的二次电压为100V,计量精度要求0.2级:测量精度要求0.5级。
4.10计量4.10.110kV、315kVA及以上用户专用变压器高压侧配置川类关口计量裴置,采用标准的高压电能计量柜或电能计量箱。
4.10.210kV、315kVA以下用户专用变压器低压侧配置W类关口计量装置,采用标准的低压电能计量柜或电能计量箱。
4.10.3居民住宅、别里小区应按政府有关规定实施“一户一表,按户装表”,消防、水泵、电梯、过道灯、楼梯灯等公用设施应单独装表。
4.10.410kV用户高压计量,采用三相三线或三相四线接线方式。
4.11无必朴偿4.11.110kV及以下无功补偿宜在配电变压器低压侧补偿,且功率因数不宜低于0.9。
4.11.2无功补偿应根据就地平衡的原则进行配置,可采用分散就地补偿和集中补偿相结合的方式,优先考虑分散就地补偿。装设变压器容量在100kVA及以上的变电站,必须进行无功补偿。其中室内变电站和预装箱式变电站宜采取动态无功补偿装置,补偿容量根据负荷的性质确定,一般按变压器容量的20一40%在低压配电室集中补偿。
412控制与操作真空断路器采用快速分、合闸的弹簧储能操动机构,高压隔离开关采用手动操作,低压馈线开关采用手动合闸、自动脱扣机构。电动操作的开关实行就地操作,实施自动化时改为远方控制屏(柜)上控制。为了实现安全可靠的运行和维修,高压设备配置防止误操作的闭锁装置。
4,13防国接地4.13.】10kV配电系统中的配电变压器的高压与低压侧均装设避雷器,避雷器应尽量靠近变压器装设,其接地线应与变压器低压侧中性点以及金属外壳等连接在一起。当配电站的高压配变柜与带外壳变压器相邻安装,且变压器高压侧安装避雷器有困难时,变压器高压侧的避雷器可安装在高压配变柜内。当变压器低压侧安装有电涌保护器保护时,变压器低压侧可不配置低压避雷器。
4.13.2容易遭受雷击且又不在防直击雷保护措施(含建筑物)的保护范围内的变电站,采用在建筑物上的避雷带进行保护,避雷带的每根引下线冲击接地电阻不宜大于30Ω,其接地装置宜与电气设备等接地装置共用。
4.13.3高、低压进出线宜采用电缆埋地敷设方式。与10kV架空线路连接的电缆,当电缆长度大于50m时,应在其两端装设避雷器:当电缆长度不大于50m时,可在线路变换处一端装设。避雷器接地端应与电缆外皮连接,并应与电气设备的接地装置可靠连接。
4.13.4箱式变及室内型变电站的户内电气设备的外壳(支架、电缆外皮、钢框架、钢门窗等较大金属构件和突出屋面的金属物)均要可靠接地,金属屋面和钢筋混凝土屋面的钢筋应与变电站的接地网可靠连接。
4.13.5接地装置本标准设计采用高压电力设备与低压电力设备共用接地装置的方式,接地装置由以水平接地体为主,垂直接地极为辅的方式构成,水平接地体选用中16热镀锌圆钢,垂直接地极选用∠50×50热镀锌角钢或中50,6=5的钢管。其接地电阻不宜超过42:如果仅用于高压电力设备的接地,其接地装置接地电阻以不宜大于102。垂直接地极采用埋深式,水平接地体埋设深度不得少于0.8米:如果地下较深处的土壤电阻率较低,可采用井式或深钻式接地体,尽量利用规程、规范和标准允许利用的自然接地体作为降低接地电阻的辅助措施:利用自然接地体或引外接地装置时,应有不少于两根接地引线与变电站人工接地网的不同地点相连接。如果变电站设在人行道路旁或人员过往比较频繁的场所,应在变电站四周加装散流装置和均压带。
4,14土建设计原则4.14.1原始资料设定配电站的建筑物,按天然地基承载力标准值k≥120ka和7度抗震及防烈度设计:地基处理和变电站地面标高按工程实际计算和处理。
4.14.2配电站采用框架结构,其基础、梁、柱等建构物应选用现浇式构件。
4.14.3配电站的地面按表4.14.3计算荷载:4.14.5配电站的地面应涂防静电地坪漆。防静电漆施工工艺:1、地面处理:依据地面状况做好打磨、修补、除污、除尘:2、防静电底漆:采用渗透性及附着力特强防静电底漆滚涂一道,增强表面附着力:3、铜箔铺设:用导电铜箔全面铺设一道:4、防静电秒浆:将防静电组份加入石英砂,用慢刀将其均匀徐布多道:5、防静电腻子:用防静电组份加入适量腻子粉,用慢刀将其均匀涂布多道:6、防静电面漆:用防静电面漆滚涂或用防静电自流平馒涂:7、地坪投入使用时间:以250C为准,24小时后方可上人,72小时后方可重压。