（新乡化工研究所河南新乡453000）
摘要：对10KV电站电气系统的设计，主要目的是增加电站的工作效率。在设计的时候应该全面考虑各种因素，及时发现问题并维修，注意电站自身存在的问题。要根据电站情况来进行设计，要节省资源，提高电站的工作效率。
关键词：10KV配电站；电气系统设计
110KV配电站电气系统的设计意义
随着社会的发展，各地对电力的需求缺口也越来越大，在这样的背景下，我国开始大力建设配电站。小型配电站由于其建设时间短、成本相对较低，占建设数量的很大一部分，本文主要探讨10KV配电站。
对配电站电气系统的设计主要是结合配电站输变电的等级要求，对相关电气系统进行功率设计，保证在安全稳定运行的前提下实现配电站效益的最大化。随着电力电子技术的快速发展，以及计算机网络通信技术的发展，现在配电站越来越倾向于对电气系统实现远程监测和控制。
人们对电的需求因此要设计配电站电气系统，提高电站的工作效率。进一步完善配电站内的工作情况，使配电站电气系统设备可以正常工作，维护好配电站的日常变电工作。在增加配电站的同时要保证系统安全运行，在电输送和配电的过程中10KV配电站起到非常大的作用。因此要更加认真对10KV配电站电气系统进行设计。
210KV配电站电气系统设备的选择
10KV配电站电气系统设备开关站建设布置方法的选择有两种。第一种，敞开式中型布置方案。它的占地面积由10KV开关站的大小来确定，如果想要节省空间，可以选择架空出线或电缆出线两种方法。如果选择电缆出现的话，可以把10KV开关站建在地面上，这样可以确保与发电机的高度保持一致，便于以后维修。若要选择架空出线的话，根据10KV开关站与厂方的距离来确定所需要的电缆长度，除了电缆以外还需要建多个铁塔来支撑电缆，这种方法花费比较大。所以要根据实际情况来确定哪种方法更合适；第二种，GIS设置布置方案，同时可以选择架空出线或电缆出现两种方法。GIS布置方案费用非常高，设备和设备之间必须用电缆连接，中间还得安装一些感性负载电气设备。例如：电压互感器、过滤器、避雷器。但GIS设备可以使开关站更加安全、更加稳定地运行，可以降低外部绝缘事故的发生。而电缆出线和敞开式中型布置方案电缆出线是一样的，便于以后的维修和检查。若场地比较特殊的话，也可以架空出线和电缆出线两种方法同时使用[1]。
变压器对于配电站来说有着重要作用，变换网络电压进行电力传送工作都是靠变压器来进行工作的。在节约能源的基础上要保证送电的安全可靠。因此在选择变压器的时候要根据变压器的台数、容量、连接等进行选择。配电站的安全供电和经济运行都是靠变压器的容量来保证的。
310KV配电站电气系统设计
3.1配电站电气一次系统设计
为了使本文所探讨的配电站电气系统的设计更加具有针对性，这里以电压等级为10KV为例进行电气系统设计的分析。对于一次电气系统的设计，主要需要确定进线回路和出线回路的数量，确定主接线方式，10KV配电站对于电气系统的负载负荷量相对较小，因此可做如下设计：
电压等级是110KV设置2回进线，而10KV则设置16回进线，变压器使用三角星型接线方式，在进线端使用内桥接线方式，在出线端使用母线分段连接的接线方式。对于电气一次系统，主要从变电站层和间隔层两个角度入手设计，实现主接线电气设计。10K配电站电气系统设计可以由以下几个层次构成，具体分析如下：
第一，变电站层。变电站层硬件可分为这几个部分：监控终端主机、工程师站、通信管理机、网络设备及网络电缆。监控终端主机就是上位机，可以对来自底层的设备传感器采集的状态数据进行处理和分析，主要完成对电网电力数据的采集，还有对电网和主要电气设备运行过程的实时监测，并把需要保存的运行数据加以显示、存储、打印、图形化分析和超限报警等任务；工程师站为每一个配电站网络节点配备工程师站节点，利用工程师站的节点电脑实现对日常维护工作的统一和协调；通信管理机的主要功能是实现对网络中的不同通信终端与主机之间的通信转换，包括通信规约转换、通信格式转换等。简单地说，通信管理机就是一个远程通信的调度管理器，把来自不同终端的网络设备彼此之间的通信，以及与主机之间的通信按照事先设计好的调度权重值进行通信调度和转换，从而实现整个配电网络通信的顺利和通畅；光纤网络设备主要是指完成相关数据传输传送的网络中间件，比如路由器、收发中转站等。网络层设备及其网络电缆的通信可靠性直接影响到配电站运行的稳定可靠。
第二，间隔层。间隔层就是把配电站电气一次系统的各个电气设备分别布置好以后，设立间隔隔断装置实现各个电气设备彼此之间的隔断，链路断而信号不断，很好地确保了电气设备的稳定可靠运行，也防止了输变电网络上的污染和干扰。
间隔层从硬件角度来实现，主要依赖于最小单片机系统，使用16位的PIC系列单片机作为间隔层的CPU，通过配置片外ROM和片外RAM，以及必要的输入通道器件和输出通道器件，实现由最小单片机系统对各电气设备之间的隔离和信号传输，同时最小单片机系统还承担着对变压器、继电保护器、进线、出线等前期设备的工作状态参数的实时监测和保护等功能。
3.2电气系统设计的重点
第一，分布式母线保护。分布式母线保护对于一次电气系统来说具有多重保护作用，主要负责保证主接线母线的正常工作，避免误跳闸。分布式母线保护主要由隔离保护模块和中央保护模块两个功能模块构成。间隔保护模块主要由光电隔离器实现对电信号传输链路的切断，从而阻隔了干扰的传输，而中央保护模块主要完成主接线母线负责的各子单元之间的同步协调和跳闸判断等。若不采用分布式母线保护装置，一旦断路器保护装置失灵，就会有大量的干扰信号被引入到主接线母线中，造成电气一次系统无法正常运行。
第二，旁路保护。因为10KV主接线采用双母线带旁路母线设计方案，因此需要对旁路进行保护，否则旁路容易因为受到被隔离在双母线之外的干扰信号的干扰而无法正常工作。在设计保护电路的时候，主要是通过隔离保护器和自动切换装置实现对旁路的保护。隔离保护器主要实现对干扰信号的隔离，而自动切换装置需要实时监测双母线的工作状态。一旦双母线出现故障，要能够自动切换到旁路通道进行无缝连接工作，从而有效保障了整个电气一次系统的正常温度，使其正常工作。
第三，直流电源保护。配电站一次电气系统中必须要对直流电源进行保护，若采用传统的直流电源滤波器，则会由于滤波需求而引入新的谐波干扰。因此尽量采用直流稳压开关电源对电气系统进行直流稳压供电。这样能够在实现供电的同时避免将纹波电流引入到电气系统中而造成新的干扰。
结语：对于10KV配电站电气系统的设计，开关站和主站线损抑制是电气系统设计的重点。本文只是对配电站电气系统设计的一次粗浅探讨，对于配电站电气系统设计的更多实践性问题，还有待于广大电气工程师在设计中总结和创新，才能最终实现我国配电站，特别是10KV配电站的电气系统设计及其应用水平的不断提高。
参考文献：
[1]李秀珍，孙志城.谐波干扰下建筑电气10kV低压配电系统设计与实现[J].现代电子技术，2017.
[2]佟静.关于10kV配电站电气设计的探讨[J].科技创新与应用，2015.
[3]陈建平.南京南站及相关工程电气系统设计[J].铁道标准设计，2013.
作者简介：朱振尧，电气自控高级工程师