如何實(shí)現(xiàn)變配電所的電氣設(shè)計(jì)

變配電所是電力網(wǎng)中的線路連接點(diǎn)，是用以變換電壓、交換功率和匯集、分配電能的設(shè)施。它主要由主變壓器、配電裝置及測(cè)量、控制系統(tǒng)等構(gòu)成，是電網(wǎng)的重要組成部分和電能傳輸?shù)闹匾h(huán)節(jié)，對(duì)保證電網(wǎng)安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行具有舉足輕重的作用。本期專(zhuān)題將對(duì)變配電所的電氣設(shè)計(jì)進(jìn)行詳細(xì)介紹。

變配電所的任務(wù)

變配電所是供配電系統(tǒng)的核心，在供配電系統(tǒng)中占有特殊的重要地位。作為各類(lèi)工廠和民用建筑電能供應(yīng)的中心，變電所擔(dān)負(fù)著從電力系統(tǒng)受電，經(jīng)過(guò)變壓，然后配電的任務(wù)；配電所擔(dān)負(fù)著從電力系統(tǒng)受電，然后直接配電的任務(wù)。

變配電所的配電設(shè)備

變配電所主要由高壓配電室、低壓配電室、變壓器室、電容器室、值班室等組成的。

變配電所布置的主要設(shè)備有：6（10）kV成套配電裝置，配電變壓器，低壓配電裝置，6（10）kV電容補(bǔ)償裝置，低電容補(bǔ)償裝置，直流電源設(shè)備，EPS或UPS電源裝置，電動(dòng)機(jī)軟啟動(dòng)設(shè)備，電動(dòng)機(jī)變頻驅(qū)動(dòng)設(shè)備，低壓電動(dòng)機(jī)群自動(dòng)再啟動(dòng)裝置，同步電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁裝置，微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)子站設(shè)備等。

大型裝置（或聯(lián)合裝置）變配電所或區(qū)域性變電所可能還包括35kV配電裝置和35/6.3（10.5）kV變壓器。

變電所類(lèi)型

根據(jù)變電所在系統(tǒng)中所處的地位分為樞紐變電所、中間變電所、終端變電所。根據(jù)變電所所在電力網(wǎng)的位置分為區(qū)域變電所、地方變電所。變電所還可分為戶(hù)內(nèi)式、戶(hù)外式和組合式等三種基本類(lèi)型。常見(jiàn)變電所有獨(dú)立式、附設(shè)式、露天式、戶(hù)內(nèi)式、地下式、桿上式或高臺(tái)式變電所。

（1）總降壓變電所

總降壓變電所通常是將35~110kV的電源電壓降至6~10kV電壓，再送至附近的車(chē)間變電所或某些6~10kV的高壓用電設(shè)備。用戶(hù)是否要設(shè)置總降壓變電所，是由地區(qū)供電電源的電壓等級(jí)和用戶(hù)負(fù)荷的大小及分布情況而定的。一般來(lái)講，大型用戶(hù)和某些電源進(jìn)線電壓為35kV及以上的中型用戶(hù)，設(shè)總降壓變電所，中小型用戶(hù)不設(shè)總降壓變電所。

（2）車(chē)間變電所

車(chē)間變電所按其變壓器的安裝位置不同，分為以下兩類(lèi)：

1）車(chē)間附設(shè)變電所。 附設(shè)變電所的一面墻或幾面墻與車(chē)間的墻共用，變壓器的大門(mén)朝車(chē)間外開(kāi)，按變壓器室位于車(chē)間的墻內(nèi)或墻外，進(jìn)一步又分為內(nèi)附式和外附式。內(nèi)附式變電所要占用一定的車(chē)間面積，但其在車(chē)間內(nèi)部，故對(duì)車(chē)間外觀沒(méi)有影響。外附式變電所在車(chē)間外部，不占用車(chē)間面積，便于車(chē)間設(shè)備的布局，而且安全性也比內(nèi)附式變電所要高一些。

2）車(chē)間內(nèi)變電所。 變壓器室位于車(chē)間內(nèi)單獨(dú)房間內(nèi)。車(chē)間內(nèi)變電所占用了車(chē)間內(nèi)的面積，但它處于負(fù)荷中心，因而可以減少線路上的電能損耗和有色金屬消耗量。由于設(shè)在車(chē)間內(nèi)其安全性要差一些，故適用于負(fù)荷較大的多跨廠房?jī)?nèi)，在大型冶金企業(yè)中較多見(jiàn)。

（3）露天變電所

變壓器安裝在車(chē)間外面抬高的地面上，變壓器上方?jīng)]有任何遮蔽物的稱(chēng)為露天式變電所；變壓器上方設(shè)有頂板或挑檐的，則稱(chēng)為半露天變電所。該類(lèi)型比較簡(jiǎn)單經(jīng)濟(jì)，通風(fēng)散熱好，但安全可靠性較差。因此只要周?chē)h(huán)境條件允許，無(wú)腐蝕性、爆炸性氣體和粉塵，不靠近易燃易爆的廠房就可以采用，這種形式的變電所在小型用戶(hù)中較為常見(jiàn)。

（4）獨(dú)立變電所

獨(dú)立變電所是相對(duì)車(chē)間附設(shè)變電所而言的，是指整個(gè)變電所設(shè)在與車(chē)間有一定距離的單獨(dú)建筑物內(nèi)。獨(dú)立變電所建筑費(fèi)用較高。設(shè)置獨(dú)立變電所主要是因?yàn)橄噜弾讉€(gè)車(chē)間負(fù)荷大，將變電所建到某一車(chē)間不適宜；或者由于車(chē)間環(huán)境的限制，如制藥車(chē)間、化工車(chē)間之間由于管道較多或有腐蝕性氣體、易燃易爆氣體等環(huán)境，必須建立獨(dú)立變電所；或者中小型企業(yè)負(fù)荷不太大，建立一個(gè)全廠獨(dú)立變電所，向全廠各車(chē)間供電。

（5）桿上變電所

變壓器裝在室外的電桿上，稱(chēng)為桿上變電所。桿上變電所最為簡(jiǎn)單經(jīng)濟(jì)，一般用于容量在315kVA及以下的變壓器，多用于生活區(qū)供電。

（6）地下變電所

整個(gè)變電所設(shè)置在地下，通風(fēng)散熱條件較差，濕度較大，但相對(duì)安全，且不影響美觀。有些高層建筑、地下工程和礦井采用這種類(lèi)型的變電所。

（7）樓上變電所

整個(gè)變電所設(shè)置在樓上，適用于高層，要求結(jié)構(gòu)盡可能輕型、安全。其變壓器通常采用干式變壓器，不少采用成套變電所。

（8）移動(dòng)式變電所

整個(gè)變電所裝設(shè)在可移動(dòng)的車(chē)上，適用于坑道作業(yè)及l(fā)臨時(shí)施工現(xiàn)場(chǎng)的供電。

（9）成套變電所

成套變電所一般也稱(chēng)為箱式變電所，是由電器制造廠按一定接線方案成套制造、現(xiàn)場(chǎng)裝配的變電所，安裝或遷移比較方便。

車(chē)間變電所、獨(dú)立變電所、地下變電所和樓上變電所，均屬室內(nèi)型（戶(hù)內(nèi)式）變電所。露天（半露天）變電所、桿上變電所，則屬室外型（戶(hù)外式）變電所。移動(dòng)式變電所和成套變電所，則有室內(nèi)和室外兩種類(lèi)型。

變配電所選址原則

根據(jù)10kV及以下變電所設(shè)計(jì)規(guī)范的規(guī)定，變配電所所址的選擇應(yīng)綜合考慮以下因素：

1）盡量接近或深入負(fù)荷中心，以降低線路的電能損耗和有色金屬的消耗量，提高電能質(zhì)量。

2）進(jìn)出線方便，盡量靠近電源側(cè)，避免高壓線路跨越其他設(shè)備和建筑物。

3）設(shè)備運(yùn)輸方便，特別是大型設(shè)備，如電力變壓器、高低壓開(kāi)關(guān)柜的運(yùn)輸要方便。

4）不應(yīng)設(shè)在有劇烈振動(dòng)或高溫的場(chǎng)所，不應(yīng)設(shè)在多塵或有腐蝕性氣體的場(chǎng)所，不應(yīng)設(shè)在正常積水場(chǎng)所的正下方，且不宜和浴室、廁所或其他經(jīng)常積水場(chǎng)所相鄰，不應(yīng)設(shè)在有爆炸危險(xiǎn)環(huán)境的正上方或正下方。

5）高層建筑的變配電所，宜設(shè)置在地下層或首層。設(shè)在地下層時(shí)，宜選擇在通風(fēng)、散熱條件較好的場(chǎng)所。

6）10kV配電所可與臨近的10/0.38kV變電所合建為10/0.38kV變配電所。

7）在無(wú)特殊防火要求的多層建筑中，裝有可燃性油的電氣設(shè)備的變配電所，可設(shè)置在底層靠外墻部位，但不應(yīng)設(shè)在人員密集場(chǎng)所的上方、下方、貼鄰或疏散出口的兩旁。

8）不應(yīng)妨礙工廠或車(chē)間的發(fā)展，并應(yīng)適當(dāng)考慮今后擴(kuò)建的可能。

變配電所的設(shè)置要求

1）便于運(yùn)行維護(hù)與檢修。有人值班的變配電所，應(yīng)設(shè)單獨(dú)的值班室，值班室應(yīng)盡量靠近高低壓配電室，且有門(mén)直通。晝夜值班的變配電所，宜設(shè)休息室，并有廁所和給水排水設(shè)施。變壓器、高低壓開(kāi)關(guān)柜等電氣裝置要留有足夠的安全凈距離和操作維護(hù)通道 。

2）便于進(jìn)出線。如果是高壓架空進(jìn)線，則高壓配電室宜位于進(jìn)線側(cè)。變壓器低壓出線電流較大，一般采用矩形裸母線，因此變壓器的安裝位置宜靠近低壓配電室。低壓配電宜位于出線側(cè)。

3）保證運(yùn)行安全。高低壓配電室和電容器的門(mén)應(yīng)朝值班室開(kāi)，或朝外開(kāi)。變電所采用雙層布置時(shí)，變壓器應(yīng)設(shè)在底層。高壓電容器組較多時(shí)應(yīng)裝設(shè)在單獨(dú)的房間內(nèi)。所有帶電部分離墻和離地的尺寸以及各室維護(hù)操作通道的寬度等，均應(yīng)符合有關(guān)規(guī)程的要求，以確保運(yùn)行安全。變配電所應(yīng)設(shè)置防止雨、雪和蛇鼠類(lèi)小動(dòng)物從采光窗（通風(fēng)窗、門(mén)、電纜溝等）進(jìn)入室內(nèi)的設(shè)施。另外，變配電所還應(yīng)考慮防火、通風(fēng)等要求。

4）節(jié)約土地與建筑費(fèi)用 。當(dāng)干式變壓器具有不低于IP2X的防護(hù)外殼時(shí)，就可和高低壓配電裝置設(shè)置在同一房間內(nèi)，而三相油浸式變壓器油量超過(guò)100kg時(shí)應(yīng)裝設(shè)在單獨(dú)的變壓器室內(nèi)?，F(xiàn)代高壓開(kāi)關(guān)柜和低壓配電屏均為封閉外殼，防護(hù)等級(jí)不低于IP3X級(jí)，兩者可以靠近布置。高壓開(kāi)關(guān)柜不多于6臺(tái)時(shí)，可與低壓配電屏設(shè)置在同一房間內(nèi)，但高壓柜與低壓屏的間距不得小于2m。周?chē)h(huán)境正常的變電所，可采用露天或半露天式，即變壓器安裝在戶(hù)外。高壓配電所應(yīng)盡量與鄰近的車(chē)間變電所合建 。

5）適應(yīng)發(fā)展要求。高低壓配電室內(nèi)均應(yīng)留有適當(dāng)數(shù)量開(kāi)關(guān)柜（屏）的備用位置。變壓器室應(yīng)考慮到擴(kuò)建時(shí)有更換大一級(jí)容量變壓器的可能 。

變配電所的建筑要求

建造變壓器室時(shí)應(yīng)考慮以下因素：

1）變壓器的外廊與變壓器室墻壁和門(mén)的凈距離分別不小于0.6和0.8米；變壓器室的大門(mén)盡可能避免朝西，以防日曬，使室內(nèi)溫度增高。

2）變壓器室內(nèi)地面應(yīng)高室外地面0.6米，下面要做集中溝和擋油墻，以防熱油擴(kuò)散。變配電所的屋面要根據(jù)當(dāng)?shù)貧夂驐l件設(shè)置保溫層或隔熱層。屋面應(yīng)有不小于5%的坡度和可靠的防水排水措施。

3）當(dāng)配電裝置的長(zhǎng)度大于7米時(shí)，這種配電室就要設(shè)兩個(gè)出口。出口應(yīng)布置在配電裝置的兩端，當(dāng)配電室在二樓時(shí)，其中的一個(gè)出口可通向室外樓梯的平臺(tái)。窗戶(hù)宜設(shè)置不能開(kāi)啟的采光窗，窗戶(hù)下沿距室外地面的高度應(yīng)不小于1.8米。

民用建筑變配電所設(shè)計(jì)要求

1）配變電所位置的選擇，應(yīng)符合下列要求： ①宜接近用電負(fù)荷中心；②應(yīng)方便進(jìn)出線；③應(yīng)方便設(shè)備吊裝運(yùn)輸；④不應(yīng)設(shè)在廁所、浴室或其他經(jīng)常積水場(chǎng)所的正下方，且不宜與上述場(chǎng)所相貼鄰；裝有可燃油電氣設(shè)備的變配電室，不應(yīng)設(shè)在人員密集場(chǎng)所的正上方、正下方、貼鄰和疏散出口的兩旁；⑤當(dāng)配變電所的正上方、正下方為住宅、客房、辦公室等場(chǎng)所時(shí)，配變電所應(yīng)作屏蔽處理。

2）安裝可燃油油浸電力變壓器總?cè)萘坎怀^(guò)1260kVA、單臺(tái)容量不超過(guò)630kVA的變配電室可布置在建筑主體內(nèi)首層或地下一層靠外墻部位，并應(yīng)設(shè)直接對(duì)外的安全出口，變壓器室的門(mén)應(yīng)為甲級(jí)防火門(mén)； 外墻開(kāi)口部位上方，應(yīng)設(shè)置寬度不小于1m不燃燒體的防火挑檐。

3）可燃油油浸電力變壓器室的耐火等級(jí)應(yīng)為一級(jí)，高壓配電室的耐火等級(jí)不應(yīng)低于二級(jí)，低壓配電室的耐火等級(jí)不應(yīng)低于三級(jí)，屋頂承重構(gòu)件的耐火等級(jí)不應(yīng)低于二級(jí)。

4）不帶可燃油的高、低壓配電裝置和非油浸的電力變壓器，可設(shè)置在同一房間內(nèi)。

5）高壓配電室宜設(shè)不能開(kāi)啟的距室外地坪不低于1．80m的自然采光窗，低壓配電室可設(shè)能開(kāi)啟的不臨街的自然采光窗、

6）長(zhǎng)度大于7m的配電室應(yīng)在配電室的兩端各設(shè)一個(gè)出口，長(zhǎng)度大于60m時(shí)，應(yīng)增加一個(gè)出口。

7）變壓器室、配電室的進(jìn)出口門(mén)應(yīng)向外開(kāi)啟。

8）變壓器室、配電室等應(yīng)設(shè)置防雨雪和小動(dòng)物從采光窗、通風(fēng)窗、門(mén)、電纜溝等進(jìn)入室內(nèi)的設(shè)施。

9）變配電室的電纜夾層、電纜溝和電纜室應(yīng)采取防水、排水措施。

10）變配電室不應(yīng)有與其無(wú)關(guān)的管道和線路通過(guò)。

11）變配電室、控制室、樓層配電室宜做等電位聯(lián)結(jié)。

12）變配電室重地應(yīng)設(shè)與外界聯(lián)絡(luò)的通信接口、宜設(shè)出入口控制。

變配電所防火門(mén)的級(jí)別要求

1）設(shè)在高層建筑內(nèi)的配變電所，應(yīng)采用耐火極限不低于2h的隔墻、耐火極限不低于1．50h的樓板和甲級(jí)防火門(mén)與其他部位隔開(kāi)。

2）可燃油油浸變壓器室通向配電室或變壓器室之間的門(mén)應(yīng)為甲級(jí)防火門(mén)。

3）配變電所內(nèi)部相通的門(mén)，宜為丙級(jí)的防火門(mén)。

4）配變電所直接通向室外的門(mén)，應(yīng)為丙級(jí)防火門(mén)。

柴油發(fā)電機(jī)房的設(shè)計(jì)要求

1）柴油發(fā)電機(jī)房宜設(shè)有發(fā)電機(jī)間、控制及配電室、儲(chǔ)油間、備件貯藏間等；設(shè)計(jì)時(shí)可根據(jù)具體情況對(duì)上述房間進(jìn)行合并或增減。

2）發(fā)電機(jī)間應(yīng)有兩個(gè)出入口，其中一個(gè)出口的大小應(yīng)滿足運(yùn)輸機(jī)組的需要，否則應(yīng)預(yù)留吊裝孔。

3）發(fā)電機(jī)間與控制室或配電室之間的門(mén)和觀察窗應(yīng)采取防火措施，門(mén)開(kāi)向發(fā)電機(jī)間。

4）柴油發(fā)電機(jī)組宜靠近一級(jí)負(fù)荷或變配電至設(shè)置。

5）柴油發(fā)電機(jī)房可布置在高層建筑裙房的首層或地下一層，并應(yīng)符合下列要求： ①柴油發(fā)電機(jī)房應(yīng)采用耐火極限不低于2h或3h的隔墻和1．50h的樓板、甲級(jí)防火門(mén)與其他部位隔開(kāi)；②柴油發(fā)電機(jī)房?jī)?nèi)應(yīng)設(shè)置儲(chǔ)油間，其總儲(chǔ)存量不應(yīng)超過(guò)8h的需要量，儲(chǔ)油間應(yīng)采用防火墻與發(fā)電機(jī)間隔開(kāi)；當(dāng)必須在防火墻上開(kāi)門(mén)時(shí)，應(yīng)設(shè)置能自行關(guān)閉的甲級(jí)防火門(mén)；③應(yīng)設(shè)置火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)和自動(dòng)滅火系統(tǒng)；④柴油發(fā)電機(jī)房設(shè)置在地下一層時(shí)，至少應(yīng)有一側(cè)靠外墻，熱風(fēng)和排煙管道應(yīng)伸出室外。

6）柴油發(fā)電機(jī)房進(jìn)風(fēng)口宜設(shè)在正對(duì)發(fā)電機(jī)端或發(fā)電機(jī)端兩側(cè)。

7）柴油發(fā)電機(jī)房應(yīng)采取機(jī)組消聲及機(jī)房隔聲綜合治理措施。