10kV 配电室改造中的电气主接线设计及优化研究

引言

在电力系统的电能分配与转换体系中，10kV 配电室是不容忽视的重要节点，在城市电网建设及工业用电领域承担着关键职能。随着园区用电负荷逐年增加，配电室设备的问题日益突出，导致短路电流过高、设备故障频发，供电可靠性难以满足现代化工业生产的需求。科学合理的电气主接线设计有助于增强电力系统运行的可靠性与灵活性，在提升经济效益的同时，也为设备的日常运维及故障处理提供了便利。由此可见，对 10kV 配电室改造过程中的电气主接线设计优化开展深入探究，具备较为显著的现实价值。

1 10kV 配电室现有电气主接线存在的问题

1.1 接线形式不合理

在早期建设的 10kV 配电室中，部分项目采用单母线不分段接线方式。这种接线形式在母线或电源进线出现异常状况时，可能致使整个配电室供电中断，一定程度上影响了供电可靠性。另有部分采用单母线分段接线的配电室，因分段开关设置不够完善，在负荷调配及故障处置环节存在优化空间，对供电稳定性产生了一定制约。此外，部分配电室的接线方案在规划阶段对用电负荷增长趋势及电力系统发展需求的前瞻性考量有所不足，其适应性和可拓展性有待提升。

1.2 设备老化严重

10kV 配电室长期运行过程中，断路器、隔离开关、互感器等电气设备逐渐显现出使用痕迹。部分设备的绝缘性能出现衰减趋势，存在短路、漏电等潜在风险；机械操作机构存在一定程度损耗，可能影响开关正常分合闸功能。这些运行状态变化不仅导致维护需求增加，也为电力系统的安全稳定运行带来一定挑战。

2 10kV 配电室改造中电气主接线设计原则

2.1 可靠性原则

在 10kV 配电室的电气主接线设计过程中，考虑重要负荷供电连续性是一项关键要素。无论是处于正常运行工况，还是遭遇突发故障的特殊情形，都可通过科学规划接线架构、合理选型设备，对系统的故障抵御能力进行优化，进而实现停电区域的有效控制与停电时长的适度缩减。实践中，诸如双电源接入、单母线分段，或是双母线结构等接线方案，在提升供电稳定性方面均展现出一定的应用价值。

2.2 灵活性原则

主接线设计宜充分考量系统运行的动态需求，在满足电力系统运行方式调整与负荷变化适应性方面，需预留一定的操作弹性空间。通过合理规划设备投切、检修及维护流程，为负荷的科学调配创造有利条件。从长远发展角度来看，可适当设置备用间隔，这将为后续电力系统扩容及设备更新提供有效的缓冲空间。

2.3 经济性原则

在保障供电可靠性与灵活性目标的基础上，电气主接线设计可结合项目预算及全生命周期成本管理需求，对设备选型和材料配置进行系统性评估。建议优先选择技术成熟、运行稳定且维护成本合理的设备方案，在确保功能实现的前提下，避免设备冗余配置带来的资源消耗。同时，通过综合考量设备全生命周期内的维护周期、升级潜力与预期使用寿命，实现项目经济性与技术适用性的平衡优化。

2.4 安全性原则

电气主接线方案设计宜充分参考现行安全规范与标准体系，通过合理配置隔离刀闸、接地保护等设施构建多层次安全防护架构。在方案制定过程中，可着重考虑操作流程的便捷性与容错性设计，使运维人员在执行日常操作或处理突发故障时，能够更为顺畅地开展工作，降低误操作风险。

3 10kV 配电室改造中电气主接线优化方案

3.1 接线形式优化

在选择接线形式时，可结合配电室的负荷性质与供电需求综合考量。对于负荷等级较高、对供电可靠性要求较为严苛的配电室，双电源供电、双母线接线或单母线分段带旁路接线形式或许是值得考虑的选择。双电源供电在提升供电可靠性方面具有显著优势，当其中一个电源发生故障时，另一电源可维持供电；双母线接线在倒闸操作及设备检修方面具备较高灵活性，能够尽量减少对正常供电的影响；单母线分段带旁路接线则为断路器等设备的检修提供了不中断供电的可能性。

对于负荷要求相对常规的配电室，单母线分段接线形式可能较为适宜，通过合理设置分段开关和联络开关，有助于实现负荷的灵活调配与故障隔离。在设计过程中，可适当考虑未来负荷的潜在增长趋势，预留适量的备用间隔，为后续的扩建和改造工作提供便利条件。

3.2 设备选型与更新

考虑到电气设备的更新换代与技术发展趋势，可优先选择兼具节能、环保、智能化特性的新型设备，逐步替代运行年限较长的老旧设备。在断路器选型方面，真空断路器因具备较强的开断性能、紧凑的空间占用、较低的维护需求以及较长的使用周期，或可作为优选方案；而隔离开关的选型，可重点关注带有电动操作与状态监测功能的智能型产品，这类设备在远程操控与运维管理方面具有一定优势。

在互感器配置环节，建议结合测量、保护及计量的实际需求，审慎评估电流互感器与电压互感器的精度等级和额定容量。同时，可引入智能电表等先进计量设备，在一定程度上提升计量数据的准确性与可靠性。另外，从提升功率因数、降低线路损耗、优化电能质量的角度出发，无功补偿装置的合理配置也值得关注。

3.3 继电保护优化配置

在完成电气主接线形式及设备参数分析后，可考虑引入微机保护装置对继电保护配置进行优化。相较于传统电磁式保护装置，微机保护在动作响应、灵敏度、功能集成及可靠性等方面展现出显著优势，能够实现过流保护、速断保护、零序保护等多元化保护功能。

在保护定值设定过程中，宜充分考量继电保护装置间的协同配合，降低越级跳闸风险。同时，建议建立系统化的运维机制，通过定期校验保障装置性能稳定。引入继电保护信息管理系统有助于实现装置运行状态的动态监测与故障信息的高效流转，为故障处置提供有力支持。

3.4 智能化升级

在 10kV 配电室改造进程中，可探索引入智能化技术以推动升级优化。部署局放监测装置、温度监测装置等智能监测设备，构建起对设备运行状态的动态感知体系，从而有效捕捉潜在故障风险。同时，搭建配电自动化系统，为配电室运维管理开拓远程监控与自动化操作的新路径，助力运维效率提升。

智能化升级方案的落地实施，将为运维管理工作带来新的变革。运维人员得以借助远程监控中心，对配电室运行状况进行实时追踪，在设备控制、故障诊断分析等环节实现远程化操作。在故障处理场景下，系统具备故障位置精准定位能力，能够迅速执行故障区段隔离与非故障区段供电恢复操作，有望在一定程度上缩短停电时长，降低故障影响范围。

结束语

10kV 配电室改造中电气主接线的设计优化工作，作为一项较为复杂的系统性工程，在提升配电室供电的可靠性、安全性与经济性方面具备一定的实践价值。通过对既有配电室电气主接线状况的分析可知，存在部分值得关注的情况。在改造过程中，若能遵循可靠性、灵活性、经济性与安全性原则，从接线形式、设备选型更新、继电保护配置以及智能化升级等角度开展综合性优化，或可在一定程度上改善配电室现存问题，推动电力系统运行效能的提升。

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