国家电网公司配电网工程典型设计 配电分册
第二篇10kV开关站典型设计
第5章 10kV开关站典型设计总体说明
5.1 技术原则概述
5.1.1设计对象
10kV开关站典型设计的设计对象为国家电网公司系统内10kV开关站。 5.1.2运行管理模式
10kV开关站典型设计按无人值班设计。 5.1.3设计范围
10kV开关站典型设计的设计范围是开关站内的电气设备、平面布置及建筑物基础结构；与开关站相关的防火、通风、防洪、防潮、防尘、防毒、防小动物和低噪声等设施。
本典型设计不涉及系统继电保护专业、系统通信专业、系统远动专业的具体内容，在实际工程中，需要根据开关站系统情况具体设计，可预留扩展接口。 5.1.4设计深度
10kV开关站典型设计的设计深度是电气一次专业施工图深度、土建专业初步设计深度，可用于实际工程可行性研究、初步设计、施工图设计阶段。 5.1.5假定条件
海拔高度： ≤1000 m； 环境温度：-30℃～+40℃；
最热月平均最高温度：35℃； 污秽等级： Ⅲ 级；
日照强度（风速0.5m/s）：0.1 W/cm2
；
地震烈度：按7度设计，地震加速度为0.1g，地震特征周期为0.35s； 洪涝水位：站址标高高于50年一遇洪水水位和历史最高内涝水位，不考虑防洪措施；
设计土壤电阻率：不大于100Ωm；
相对湿度：在25℃时，空气相对湿度不超过95％，月平均不超过90％。 地基：地基承载力特征值取fak=150kPa，无地下水影响. 腐蚀：地基土及地下水对钢材、混凝土无腐蚀作用。
5.2 技术条件和设计分工
10kV开关站一般适用于A+、A、B、C类供区，宜建于负荷中心区。典型设计共11个方案，，技术方案组合见下表。国家电网公司10kV开关站典型设计各方案技术条件和设计分工见表5-1。
表5-1 10kV 开关站典型设计技术方案组合
方案 电气主接线 10kV进出线回路数 设备选型 布置方式 户内KB-1 单母线分段 2进，6～8回出线 金属铠装移开式开关柜 单列布置 12
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户内双列布置 户内双列布置 户内单列布置 户内双列布置 户内双列布置 5.2.1.4电气平面布置方式
（1）10kV开关站典型设计的布置方式可分为：户内和地下开关站两类。地下开关站指布置在地下建筑物内的开关站，其电气主接线、进出线回路数、设备布置等与户内站相同，仅设备选择、防洪、防潮、通风、排水等方面有区别，所以将户内站和地下站方案合并，在使用说明中明确如开关站布置在地下时应采取的措施。
（2）地下开关站的特殊要求
1）地下开关站如采用SF6充气绝缘，应设置浓度报警仪，底部应加装强制排风装置，并抽排至室外地面。确保工作人员及周边人员的安全，留有备用电源接入的装置。
2）10kV地下开关站的净高度一般不小于3.6米；若有管道通风设备或电缆沟，还需增加通风管道或电缆沟的高度。
3）10kV地下及半地下开关站没有无线信号覆盖时，应考虑有线通信方式。 5.2.2 10kV开关站典型设计模块划分原则
10kV开关站可分为10kV配电装置模块、二次设备模块两类“基本模块”。以各种功能的出线间隔、站用电装置等为“子模块”，按照不同的规模和功能配置进行拼接。
例：KB-1方案中，10kV系统配置图（KB-1-D1-01）为基本模块，10kV出线间隔为子模块。
5.2.3 10kV开关站典型设计模块的基本使用原则 5.2.3.1 模块的拼接
使用者可根据实际工程适用条件、前期工作确定的原则，从各典型设计方
KB-2 2进，6～12回出线 金属铠装移开式开关柜 KB-3 KB-4 KB-5 KB-6 KB-7 KB-8 KB-9 KB-10 KB-11 单母线三分段 4进，6～12回出线 金属铠装移开式开关柜 全断路器 全负荷开关 进线负荷开关 出线断路器 全断路器 全负荷开关 进线负荷开关出线断路器 全断路器 全负荷开关 单母线分段 两个独立单母线（单母线分段） 单母线三分段 2进，6～8回出线 4进，6～12回出线 （2进，6～12回出线） 4进，6～12回出线 5.2.1 开关站方案划分说明
10kV开关站典型设计方案分类按电气主接线、进出线回路数、主要设备选择、设备布置形式进行划分。 5.2.1.1电气主接线
10kV母线可分为单母线分段、单母线三分段和两个独立的单母线。 5.2.1.2进出线回路数
10kV每段母线一般设2回进线（终端开关站可预留出线）、3～6回出线。 5.2.1.3主要设备选择
中压侧可选用环网柜和金属铠装移开式开关柜。环网柜可分为负荷开关柜和断路器柜，根据绝缘介质，负荷开关柜可选用气体绝缘负荷开关柜、空气绝缘负荷开关柜、固体绝缘负荷开关柜；断路器柜可选用气体绝缘断路器柜、空气绝缘断路器柜、固体绝缘断路器柜。
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案中选择适合的方案作为开关站本体设计。
如参考典型设计方案不能满足实际工程要求，使用者可从参考方案中选取相应子模块重新组合拼接成合适的开关站设计方案。
如仅采用参考典型设计方案中的拼接模块不能满足实际要求，使用者可将其他开关站或开关站的典型设计方案中的相应模块与参考方案模块组合拼接成合适的开关站设计方案。
模块组合拼接成完整的开关站本体设计后，再加入因实际工程条件不同、典型设计中未包括的基础处理、站外设施等部分以完成整体设计。 5.2.3.2 模块的调整
使用者在参考典型设计方案时，要了解到典型设计方案的基础是模块，参考典型设计方案仅提供一种模块使用和组合的思路，在参考典型设计进行实际工程设计时，一定要对典型设计方案进行全面了解，这样才能把握住所有模块，根据工程特性合理选用。
实际工程中，使用者要深入了解模块的构成和特性，如果实际方案与典型设计方案有差异，应根据模块的形成特点、技术条件、规模差异等进行调整，并应满足各部分的设计规范要求。 5.2.3.3拼接接口部分注意事项
工程设计中要结合站址周围的实际情况，在不影响功能和投资的情况下优化调整总平面布置。
典型设计虽然统一了许多因人而异的因素，但诸多因地制宜的因素在方案中不可能统一概括，也无必要以更多的方案来适应，为此典型设计的构成采用了单元模块标准化、外部条件虚拟化、总体布局组合化的方法，以适应典型化
和个性化相结合的要求。使用者要想在实际工程设计中使用好本典设方案，必须遵守以下使用步骤：
（1）根据批复的站址位置提出勘测任务书。
（2）根据具体工程可研批复规定的开关站规模、型式，结合各工程外部特性在子方案中找到最为接近的作为基本模板。
（3）明确基本模板后，根据站址区域地形、出线方向、进所道路及周围环境等外部条件寻找相应模块，对不适应部分进行修正后再拼接。
（4）根据配电网规划及负荷发展进行短路计算。 （5）根据线路最大输送容量，核对假定的设备额定电流。 （6）根据地区配电网络现状及规划，补充通信及继电保护设计。 （7）根据站址区域污秽等级调整设备外绝缘爬距。
（8）根据勘测水文气象资料补充竖向布置、给排水、地基及基础设计。 （9）根据所有外部条件调整图纸、设备清册完善典设中未涉及或假定的技术条件，完成工程设计。
具体工程还应注意补充以下典型设计未包括内容：电力系统要求、站址地理、地质情况，电缆进出线走廊规划、防洪排水及当地交通供水等公共服务设施情况。
5.3电气一次部分
5.3.1电气主接线
5.3.1.1开关站的功能划分
开关站按其在配电网中的功能，可分为环网型开关站和终端型开关站二类。
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5.3.1.2环网型开关站
（1）电气主接线可分为单母线分段、单母三分段和两个独立的单母线三种。每段母线2进（1回进线1回环出）用于环网，出线回路数一般为3～6回。
（2）电源进线开关采用负荷开关或断路器。当出线负荷不大于1250kVA时，出线开关一般采用负荷开关，可加熔断器保护；当出线负荷大于1250kVA时，出线开关可采用断路器，可加继电保护。 5.3.1.3终端型开关站
（1）电气主接线采用单母线分段。每段母线1～2回电源进线，出线回路数3～6回。
（2）电源进线开关选用负荷开关或断路器。出线开关一般选用负荷开关，可采用熔断器保护，当出线负荷大于1250kVA时，可选用断路器配置继电保护。 5.3.2 主要设备选择
（1）中压侧可选用用环网柜和金属铠装移开式开关柜。环网柜可分为负荷开关柜和断路器柜，根据绝缘介质，负荷开关柜可选用气体绝缘负荷开关柜、空气绝缘负荷开关柜、固体绝缘负荷开关柜；断路器柜可选用气体绝缘断路器柜、空气绝缘断路器柜、固体绝缘断路器柜。在高寒、高海拔、沿海及污秽地区等特殊环境的配电网供电系统，宜采用固体绝缘柜。
（2）环网柜短路电流水平应不小于20kA，金属铠装移开式开关柜短路电流水平应不小于25kA。
（3）开关柜柜门关闭时防护等级应在IP4X或以上，柜门打开时防护等级达到IP2X或以上。
（4）开关柜应具备“五防”闭锁功能。
（5）气体绝缘负荷开关柜
1）气体绝缘负荷开关柜可分为单元式（分体式）和共箱式（全绝缘）二种；开关站宜采用单元式（分体式）柜。
2）共箱式（全绝缘）开关箱分为可扩展和不可扩展两种形式，可以根据使用要求向左或右扩展。在选择全绝缘可扩展开关箱的组合型式时，应按照使用母线扩展接头数量最少的原则进行选择。
3）气体绝缘负荷开关宜使用三工位开关，机构一般采用电动操作机构。 4）开关柜应满足防污秽、防凝露的要求，二次仪表小室内可安装温湿度控制器及加热装置。
5）熔断器熔管额定电流根据负荷容量选取。 6）开关柜进出线宜配置电缆故障指示器。
7）所有开关柜体都应安装带电显示器，按要求配置二次核相孔。 8）电缆头选择630A及以下电缆头，并应满足热稳定要求。 9）气体绝缘负荷开关柜应配置压力指示表或气体密度继电器。 （6）空气绝缘负荷开关柜
1）空气绝缘负荷开关柜应选用优质真空负荷开关或SF6单元式负荷开关，操动机构一般采用电动操作机构。
2）熔断器熔管的额定电流根据负荷容量选取。
3）所有开关柜体都应安装带电显示器，要求带二次核相孔。 4）电缆头选择630A及以下电缆头，并应满足热稳定要求。 5）开关柜进出线应配置电缆故障指示器。 （7）固体绝缘负荷开关柜
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1）固体绝缘负荷开关柜应选用优质真空负荷开关，操动机构一般采用弹簧储能机构。
2）熔断器熔管的额定电流根据负荷容量选取。
3）所有开关柜体都应安装带电显示器，要求带二次核相孔。 4）电缆头选择630A及以下电缆头，并应满足热稳定要求。 5）开关柜进出线应配置电缆故障指示器。 （8）气体绝缘断路器柜
1）气体绝缘断路器柜内选用优质断路器，操动机构一般采用弹簧储能机构。
2）所有开关柜体都应安装带电显示器，要求带二次核相孔。 3）气体绝缘断路器柜宜采用独立单元式（分体式）柜型。
4）每个充气单元宜设置气压指示表或气体密度继电器和过气压保护（泄放）装置，气体绝缘开关柜应配置SF6气体监测设备。
5）电缆头选择630A及以下电缆头，并应满足热稳定要求。 （9）空气绝缘断路器柜
1）空气绝缘断路器柜内宜选用优质断路器，操动机构一般采用弹簧储能机构。
2）所有开关柜体都应安装带电显示器。
3）电缆头选择630A及以下电缆头，并应满足热稳定要求。 （10）固体绝缘断路器柜
1）固体绝缘断路器柜内选用优质真空断路器，操动机构一般采用弹簧储能机构。
2）所有开关柜体都应安装带电显示器，要求带二次核相孔。 3）固体绝缘断路器柜宜采用独立单元式（分体式）柜型。 4）电缆头选择630A及以下电缆头，并应满足热稳定要求。 （11）金属铠装移开式开关柜
1）金属铠装移开式开关柜内选用优质真空断路器，操动机构一般采用弹簧储能机构，具备手动和电动操作功能，满足综合自动化接口要求。
2）金属铠装移开式开关柜额定电流选用1250A，断路器额定短路电流水平不小于25kA。
3）所有开关柜体都应安装带电显示器，要求带二次核相孔。 4）电缆头选择630A及以下电缆头，并应满足热稳定要求。 5）开关柜进出线应配置电缆故障指示器。 5.3.3电气设备布置
两个独立的单母线和单母三分段采用双列布置，单母线分段根据现场条件可分为单列或双列布置。 5.3.4防雷、接地及过电压保护
（1）防雷设计应满足GB 50057-2010《建筑物防雷设计规范》的要求。 （2）进出线开关柜或母线根据实际情况安装金属氧化物避雷器，采用交流无间隙金属氧化物避雷器进行过电压保护。
（3）开关站交流电气装置的接地应符合DL/T 621-1997《交流电气装置的接地》要求。开关站采用水平和垂直接地的混合接地网。接地体的截面和材料选择应考虑热稳定和腐蚀的要求。开关站接地电阻、跨步电压和接触电压应满足有关GB 50065-2011《交流电气装置的接地设计规范》要求。具体工程中如
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