淺談10kV及以下變電所設(shè)計(jì)

江滿霞 羅純金

摘 要：在工程電氣專業(yè)設(shè)計(jì)中，變電所的設(shè)計(jì)是否合理、規(guī)范，不僅影響到設(shè)備運(yùn)行和檢修，同時(shí)也可能影響整個(gè)電網(wǎng)安全運(yùn)行。針對(duì)多年來在10kV及以下變電所設(shè)計(jì)中發(fā)現(xiàn)的一些問題，依據(jù)國家現(xiàn)行規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行簡(jiǎn)要分析，并提出改進(jìn)意見。

關(guān)鍵詞：變電所存在問題規(guī)范改進(jìn)意見

一、設(shè)計(jì)中存在的問題

1.主變壓器容量，臺(tái)數(shù)及形式選擇

（1）變壓器容量偏小

（2）變壓器數(shù)量不夠

（3）變壓器形式不合理

2.接地系統(tǒng)描述錯(cuò)誤

3.電氣設(shè)備選擇

（1）低壓斷路器分?jǐn)嗄芰ζ?/p>

（2）電源進(jìn)線安全性不合理

（3）電纜選擇不合理

4.變電所布置

（1）變電所位置不合理

（2）變電所安全出口不合理

（3）設(shè)備操作通道尺寸偏小

二、原因分析及解決方案

1.主變壓器容量，臺(tái)數(shù)及形式選擇

（1）主變壓器容量的選擇。為了保證供電可靠性，避免一臺(tái)主變壓器故障或檢修時(shí)影響供電，變電所中一般裝設(shè)兩臺(tái)及以上主變壓器。但在工程設(shè)計(jì)中，變壓器容量選擇偏小，其原因主要是設(shè)計(jì)時(shí)僅考慮兩臺(tái)變壓器各供1/2負(fù)荷。據(jù)GB50053-2013《20kV及以下變電所設(shè)計(jì)規(guī)范》中第3.3.2條規(guī)定：裝有兩臺(tái)及以上變壓器的變電所，當(dāng)任意一臺(tái)變壓器斷開時(shí)，其余變壓器的容量應(yīng)能滿足全部一級(jí)負(fù)荷及二級(jí)負(fù)荷的用電。所以變壓器容量的選擇除應(yīng)滿足總負(fù)荷要求外，還應(yīng)根據(jù)一、二級(jí)負(fù)荷容量較驗(yàn)，否則當(dāng)一、二級(jí)負(fù)荷容量所占比例較大時(shí)，變壓器容量選擇偏小，給運(yùn)行和檢修帶來不便。

（2）變壓器數(shù)量的設(shè)置。在低壓配電室設(shè)計(jì)中，僅安裝一臺(tái)變壓器及一路電源進(jìn)線，其主要原因是設(shè)計(jì)時(shí)僅根據(jù)用電負(fù)荷容量來考慮，覺得負(fù)荷容量不大，一臺(tái)變壓器足以滿足。據(jù)GB50052-2009《供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》中第2.0.6條規(guī)定：二級(jí)負(fù)荷的供電系統(tǒng)，宜由兩回路線路供電。所以為了保證供電可靠性，變壓器數(shù)量的選擇除應(yīng)滿足總負(fù)荷容量要求外，還應(yīng)根據(jù)負(fù)荷性質(zhì)是否含有一、二級(jí)負(fù)荷確定。

（3）變壓器形式的選擇。最近幾年，TN系統(tǒng)已普遍被采用，但在工程設(shè)計(jì)中，仍有選用Y，yn0結(jié)線組別的變壓器，其原因主要是不清楚D，yn11結(jié)線的優(yōu)點(diǎn)。據(jù)GB50052-2009《供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》中第6.0.7條規(guī)定：“在TN及TT系統(tǒng)接地型式的低壓電網(wǎng)中，宜選用D，yn11結(jié)線組別的三相變壓器作為配電變壓器”。因?yàn)镈，yn11結(jié)線比Y，yn0結(jié)線的變壓器具有以下優(yōu)點(diǎn)：1）有利于抑制高次諧波電流。2）有利于單位相接地短路故障的切除。3）能充分利用變壓器的設(shè)備能力。所以應(yīng)優(yōu)先選用D，yn11結(jié)線變壓器。

2、接地系統(tǒng)描述錯(cuò)誤。工程設(shè)計(jì)時(shí)，在設(shè)計(jì)說明中把三相四線制的TN-S系統(tǒng)誤稱為三相五線制。其主要原因是對(duì)接地系統(tǒng)概念混淆不清。據(jù)GB50054-2011《低壓配電設(shè)計(jì)規(guī)范》第37頁“名詞解釋”中已明確指出，“三相四線制是帶電導(dǎo)體配電系統(tǒng)的型式之一，三相指L1、L2、L3三相，四線指通過正常工作電流的三根相線和一根N線，不包括不通過正常工作電流的PE線”。所以TN-S接地型式配電系統(tǒng)屬三相四線制。

3、電氣設(shè)備選擇

（1）低壓斷路器分?jǐn)嗄芰ζ?。目前斷路器已被廣泛用于作配電線路的短路保護(hù)和過載保護(hù)。在低壓配電室設(shè)計(jì)時(shí)，低壓柜較小電流的出線回路選用微型斷路器（如：C65N/H），其主要問題是沒有進(jìn)行短路電流計(jì)算，僅按負(fù)荷額定電流值選用電器。據(jù)GB50054-2011《低壓配電設(shè)計(jì)規(guī)范》第2.1.1條規(guī)定：用于斷開短路電流的電器，應(yīng)滿足短路條件下的通斷能力。低壓配電柜處短路電流值約為30KA～50KA（視系統(tǒng)短路容量、變壓器容量及位置而定，也許有不同值）。微型斷路器（C65N/H）的分?jǐn)嗄芰H分別為6kA、10kA，所以選擇斷路器應(yīng)先計(jì)算其出口端的短路電流，低壓配電柜中不宜選用微型斷路器，改用短路分?jǐn)嗄芰Ω叩乃軞嗦菲鳌?/p>

（2）電源進(jìn)線安全性不合理。工程設(shè)計(jì)時(shí)，電源從建筑外引入，此電源箱的進(jìn)線開關(guān)僅采用普通斷路器，據(jù)GB50054-2011《低壓配電設(shè)計(jì)規(guī)范》第6.0.10條規(guī)定：由建筑物外引入的配電線路，應(yīng)在室內(nèi)靠近進(jìn)線點(diǎn)便于操作的地方裝設(shè)隔離電器。由于市場(chǎng)產(chǎn)品的多樣性，不是所有的斷路器均具有隔離功能，所以工程設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)在電源進(jìn)線開關(guān)前加裝隔離電器，或表明此進(jìn)線斷路器需具有隔離功能。

（3）電纜選擇不合理。

1）電纜選型。YJV型交聯(lián)聚乙烯電纜和VV型聚氯乙烯電纜，是工程建設(shè)中普遍選用的兩種動(dòng)力電纜。YJV型交聯(lián)電纜與VV型電纜相比，雖然價(jià)格略貴（5～10%），但具有外徑小、重量輕、載流量大、壽命長等顯著優(yōu)點(diǎn)，因此在工程設(shè)計(jì)中宜選用YJV型交聯(lián)聚乙烯電纜，在爆炸氣體性環(huán)境內(nèi)采用橋架敷設(shè)時(shí)宜采用阻燃型電纜。

2）電纜截面選擇。電纜作為導(dǎo)體的一種，其截面選擇應(yīng)滿足GB50217-2007《電力工程電纜設(shè)計(jì)規(guī)范》第3.7章要求。其中之一條為：電纜壓降需滿足要求。工程使用中，出現(xiàn)設(shè)備無法正常工作，其相當(dāng)一部分原因是其電源電纜截面選擇時(shí)偏小導(dǎo)致電纜壓降過大，用電設(shè)備端電壓過低。所以電纜截面的選擇除了載流量要滿足計(jì)算電流要求外，還應(yīng)按電壓損失進(jìn)行校驗(yàn)。

4、變電所布置

（1）變電所位置不合理。在工程設(shè)計(jì)中，變電所為多層建筑或其位于地下室時(shí)，配電室正上方為常積水區(qū)域（如：廁所），或變電所與常積水區(qū)域共用隔墻。據(jù)GB50053-2013《20kV及以下變電所設(shè)計(jì)規(guī)范》中第2.0.1條規(guī)定，其中一點(diǎn)要求是所址不應(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。此時(shí)應(yīng)調(diào)整配電室或集水場(chǎng)所的位置，或讓土建專業(yè)在配電室與其上方集水場(chǎng)所間增加一層隔板，或在共用隔墻處增加一面墻。

（2）變電所安全出口不合理。工程設(shè)計(jì)時(shí)，配電柜后通道的出口數(shù)量不滿足規(guī)范要求。作為規(guī)范強(qiáng)制性條文，GB50053-2013《20kV及以下變電所設(shè)計(jì)規(guī)范》第4.2.6條規(guī)定“配電裝置長度大于6m時(shí)，其柜后通道應(yīng)設(shè)兩個(gè)出口，低壓配電裝置兩個(gè)出口間的距離超過15m時(shí)，尚應(yīng)增加出口。”這一條要強(qiáng)制執(zhí)行的理由，是為了當(dāng)高壓柜、低壓柜內(nèi)電氣設(shè)備有突發(fā)性故障時(shí)，在柜后的巡視或維修人員能及時(shí)離開事故點(diǎn)。

（3）設(shè)備操作通道尺寸偏小。低壓配電柜前、柜后通道寬度不滿足規(guī)范要求。如柜后距墻為800mm或靠墻安裝，抽屜式低壓柜雙排面對(duì)面布置時(shí)僅相距1800mm.根據(jù)規(guī)范GB50053-2013《20kV及以下變電所設(shè)計(jì)規(guī)范》第4.2.9條規(guī)定，低壓配電室內(nèi)成排布置配電屏的柜前、柜后的通道最小寬度為：其柜后通道，固定式和抽屜式均為1000mm；其柜前通道，抽屜式雙排面對(duì)面布置為2300mm。只有當(dāng)建筑物墻面遇有柱類局部凸出時(shí)，凸出部分的通道寬度可減少200mm.

三、小結(jié)

綜上所述，在變配電所設(shè)計(jì)中還存在各種各樣的問題。為使我們的設(shè)計(jì)成果能更好的為項(xiàng)目服務(wù)，為項(xiàng)目增值，我們需掌握規(guī)范要求，不斷學(xué)習(xí)相關(guān)知識(shí)，進(jìn)行設(shè)計(jì)工作總結(jié)，及時(shí)分析項(xiàng)目設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)及教訓(xùn)，實(shí)施持續(xù)改進(jìn)。

參考文獻(xiàn)：

[1] GB50053-2013《20kV及以下變電所設(shè)計(jì)規(guī)范》

[2] GB50052-2009《供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》

[3] GB50054-2011《低壓配電設(shè)計(jì)規(guī)范》

[4] GB50217-2007《電力工程電纜設(shè)計(jì)規(guī)范》

[5] GB50058-2014《爆炸和火災(zāi)危險(xiǎn)環(huán)境電力裝置設(shè)計(jì)規(guī)范》