深圳城市廣場地下變電所設(shè)計

1、城市地下變電所設(shè)計摘  要  在大城市的建設(shè)發(fā)展中，城市地下變電所是必然要出現(xiàn)的，創(chuàng)造一個良好的工作環(huán)境是地下變電所設(shè)計的關(guān)鍵。本文介紹地下變電所如何與大型公共建筑聯(lián)合設(shè)計，確定淺埋方案用環(huán)形通道解決疏散安全問題。變電所設(shè)計中著重解決消防、通風、防水等問題，城市廣場地下變電所成為深圳市政府有關(guān)部門及公眾所能接收的變電所。一、概  述        深圳社會經(jīng)濟快速發(fā)展電力需求持續(xù)增長，2002年全社會用電量259.9億千瓦時，比2001年增長22.4 %，全社會用電最高負荷4934兆瓦，比上一年

2、增長18.1%。至2001年底深圳市電網(wǎng)已有500千伏變電所2座，220千伏變電所12座，110千伏變電所51座。作為一個新城市用電負荷已經(jīng)發(fā)展到如此之大，大量的變電所建設(shè)在市中心區(qū)，要新建一座變電所選定所址已變得非常困難。深圳市城市規(guī)劃工作做得比較完善，在城市規(guī)劃法定圖原則中劃定了地塊建設(shè)變電所，但實際工程建設(shè)中矛盾仍然很大，尤其在與大型公共建筑聯(lián)合建設(shè)時往往會產(chǎn)生很多困難，從電力系統(tǒng)來講對城市戶內(nèi)變電所地下變電所設(shè)計并沒有專門的設(shè)計規(guī)范，簡單的處理辦法就是獨立建設(shè)，這樣的處理對城市建設(shè)往往會不太理想，因此對設(shè)計者來說怎樣滿足城市規(guī)劃、環(huán)境的要求，設(shè)計出一個滿足電力系統(tǒng)要求又對城市建設(shè)創(chuàng)造一

3、個好環(huán)境的項目是一個一直追求的目標。二、深圳城市廣場地下變電所的提出        城市廣場位于深南中路，面對市政府大樓，占地51000平方米，主要組成部分包括：星光廣場占地面積30000平方米，是深圳市中心面積最大的戶外廣場，供市民休息及舉辦文化藝術(shù)表演之用。廣場周圍有六層建筑面積70000平方米城中城娛樂購物中心及21層公寓式辦公大樓，建筑面積達35000平方米。在星光廣場東側(cè)的地下布置設(shè)計兩座110千伏變電所。一座為深圳地鐵專用變電所，一座為深圳供電公司變電所。星光廣場地下已設(shè)計有車庫，能停放700輛汽車及4000輛摩

4、托車位。        根據(jù)深圳市規(guī)劃國土局要求兩座變電所全部建在城市廣場星光廣場的地下，地面只能露出通風口及人員出入口。為此市政府組織召開專門會議來協(xié)調(diào)，要求我們省電力設(shè)計院提出切實可行的方案。三、目前的地下變電所的狀況（一）全地下變電所往往設(shè)計得比較深一般地下變電所底板標高都達到17.0米19.0米。因為地下變電所按戶內(nèi)變電所一樣設(shè)計成幾層樓,將設(shè)備疊成幾層布置，電氣設(shè)備安放在地下比較深。廣東是沿海軟地基，地下水位比較高的情況下，深基坑施工復雜，投資大、施工周期長，防水防滲費用高，建成之后仍有滲漏現(xiàn)象出現(xiàn)。（二）地下變電

5、所已經(jīng)設(shè)計成綜合自動化控制無人值守，但實際上巡回維護、檢測經(jīng)常要有運行人員去所內(nèi)工作，當一旦出現(xiàn)事故或火災時恰巧運行人員在底層的情況下，靠運行人員通過樓梯走出來是比較危險的，這也是深圳供電公司一直反對深圳市建設(shè)全地下變電所的主要原因，因為人是最寶貴的，怎樣從方案上就達到安全是最主要要解決的問題。（三）地下變電所是幾層布置，電氣設(shè)備的進入、安裝變得特別困難,一般做法是地面上留出幾個安裝口，或者是留出一個安裝口，但地下要留有設(shè)備運輸通道. 變電所中最大的設(shè)備是主變壓器，在不帶油的情況下110千伏變壓器本體一般達80多噸重，要將這么重的設(shè)備吊入地下要采用300噸大型起重機，或者設(shè)專用的龍門吊。. 上

6、海人民廣場220千伏地下變電所內(nèi)為了更換一臺主變化費近一年的時間。所以有的地下變電所將主變留在地面上，其余部分布置在地下，象北京的西大望變電所。（四）南方地區(qū)的深基坑開挖是很困難的工程、上海110千伏萬體館地下變電所設(shè)計了護壁樁內(nèi)再做鋼筋混凝土筒體,室內(nèi)設(shè)計緊湊、空間狹窄、上下樓梯梯段多，上下一次化費不少時間。        另外設(shè)計要考慮在很深的基坑內(nèi)放置了發(fā)熱的電氣設(shè)備,為維持正常運行全靠機械進風及機械出風，會形成很大的進出風道，由于進出風量大，出風口要做消音處理。    

7、0;   變電所內(nèi)放置大量的電氣設(shè)備，消防滅火至關(guān)重要，除全所要設(shè)火災自動報警系統(tǒng)外在許多設(shè)備房間尚應設(shè)置自動滅火設(shè)備。四、地下變電所方案的提出        首先根據(jù)以上的分析地下變電所只能是淺埋,以最大件的設(shè)備主變電壓器來決定深度，110千伏變壓器設(shè)備的高度再加上兩層頂蓋（一層是變壓器房屋頂1.65米。一層是廣場地面結(jié)構(gòu)層0.15米），實際設(shè)計變壓器室地面標高為10.65 米。其它電氣設(shè)備單層布置。樓板標高為9.05米，底下帶一個電纜層，標高為12.15米。   

8、0;    其次為了解決大型變壓器的安裝運入的問題，我們提出了載重汽車直接開下去的方案。滿足大型平板車爬坡的要求將坡道定在7%，與城市廣場地下車庫共用同一車道，進入城市廣場地下室的汽車雙車道從北面南園路進入，直道下坡到達變電所門前標高為9.05米，然后直入變電所。直道側(cè)布置了五臺變壓器房，變壓器可以直接卸貨安裝。進入城市廣場地下車庫的汽車也共用同一道路、只是到變電所門前右轉(zhuǎn)進入地下車庫。原來方案還考慮了變壓器房前直道的上空是敞開8米寬的露天通道，可以解決整個地下變電所的通風進風問題，露天通道在星光廣場的東邊不影響廣場。后來考慮到廣東多雨，一旦遇到暴雨,從敞開口的道

9、路上空太多的雨水進入地下增加了地下泵房的排水流量，因此在施工圖中改為帶蓋的百頁通風窗小室。        兩座變電所設(shè)計在一起會有大量的設(shè)備進出，考慮到安裝運行檢修的方便，設(shè)計了汽車環(huán)形道，卡車可以繞著兩個變電所行走一圈。設(shè)計方案提出馬上得到各方的肯定，兩座地下變電所幾乎相同于地上的全戶內(nèi)變電所。不管人在什么位置都可以直接到達環(huán)形道上, 可以通過三個出口樓梯到達地面，也可以通過寬敞的汽車道直接走出地面，由于埋深淺從地下到地面是比較容易的。深圳供電局一直對地下變電所持反對態(tài)度, 在方案面前也表示認同，不再反對。城市廣場方案拍板

10、定案，仍按最初設(shè)想設(shè)計施工，并于2002年10月1日城市廣場、星光廣場全面開放投入使用，變電所也完成了土建施工等待安裝。五、地下變電所設(shè)計        地下變電所為綜合自動化無人值守變電所。        地下變電所分兩層布置，上層為設(shè)備層，設(shè)計標高除GIS房及主變房為10.65米外，其它設(shè)備房間均為9.15米，下層為電纜層及水池、泵房、事故油池。所內(nèi)道路除北邊、西邊為11.19米外其它均為9.25米。兩層之間有三部樓梯聯(lián)系。  &#

11、160;     本所實際上是兩部分組成，北半部分是深圳市地鐵公司的110千伏變電所，南半部分是深圳供電局的110千伏變電所，中間有一條4米道路分隔，兩個變電所四周有一條4 米寬的環(huán)形消防道路，轉(zhuǎn)彎半徑為12.00米。         兩座變電所共有五臺主變一列布置在進所道路側(cè)，進所道路及5臺主變房頂均設(shè)有通風百頁小間。道路上蓋為防雨頂棚的百頁通風小間，通長設(shè)置為本所的通風進風口。外露廣場面，因為在廣場的一側(cè)邊上，有大型廣告牌遮擋，并沒有破壞廣場的美觀。  

12、;       地下變電所有一條4米寬的道路與地面上馬路相連。載重車可直接從南園路開到地下變電所內(nèi)。所內(nèi)有十字形4米寬道路相通，道路面標高9.25米，變電站設(shè)備層標高為9.15米，因此各設(shè)備房間可以方便出入。城市廣場在入口處設(shè)計堵洪水的提升壩及壩前集水排水井，所內(nèi)在若干地點設(shè)置集水排水井，將滲透水及所內(nèi)排水由排水管道集中之后交由城市廣場排水泵房統(tǒng)一排出。         地下變電所僅是城市廣場地下街區(qū)的一小部分，整個城市廣場地下基坑由中洲房地產(chǎn)公司統(tǒng)一開發(fā)

13、，四周打護壁支護樁，內(nèi)側(cè)設(shè)計500厚鋼筋砼墻。變電所結(jié)構(gòu)為鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，鋼筋混凝土樓板及兩層頂蓋。地面為現(xiàn)澆水磨石地面，鋼質(zhì)防火門及鋼迷宮式百頁通風窗，內(nèi)墻為磚墻填充。         本所地下室底板根據(jù)地質(zhì)資料處于坡殘積粘土及殘積粘土層，該土層地基承載力標準值220kPa，板底低于地下水位標高大約4.5米。地下水的浮托力很大，地下室底板的設(shè)計和基礎(chǔ)的設(shè)計均應考慮地下水的浮托力問題。如果采用獨立基礎(chǔ)不用樁基還需另設(shè)計抗浮錨桿。綜合考慮，本站基礎(chǔ)采用人工挖孔樁。六、變電所消防設(shè)計(一)火災自動報警系統(tǒng) 

14、;        本所火災自動報警系統(tǒng)為集中報警系統(tǒng)。報警設(shè)備采用美國NOTIFIER公司AFP-400智能式類比系統(tǒng)及聯(lián)動柜組成一體的火災自動報警系統(tǒng)。消防控制中心配備控制、信號臺、設(shè)手動和自動選擇器、聯(lián)動控制火災自動報警及接收氣體滅火控制信號等，可對聯(lián)動設(shè)備直接控制，并顯示啟、停信號。將五臺油浸電力變壓器分別為五個獨立區(qū)域；電纜層分為一個獨區(qū)域；每個諧波裝置室分別為一個獨立區(qū)域；每間繼保室分別為一個獨立區(qū)域；七間電容器室分別為七個獨立區(qū)域；二間110千伏 GIS室分別為二個獨立區(qū)域；35千伏室為一個獨立區(qū)域；10千伏室為

15、一個獨立區(qū)域；電度表室為一個獨立區(qū)域；低壓室為一個獨立區(qū)。(二)氣體自動滅火系統(tǒng)        本所設(shè)計采用七氟丙烷自動滅火系統(tǒng)，保護對象：兩個諧波室、七個電容器室、一個通訊室、一個電度表室、一個接地裝置室。共十二個保護區(qū)。整個氣體自動滅火系統(tǒng)設(shè)計原理：本系統(tǒng)具有自動、手動及機械應急啟動三種控制方式。各保護區(qū)均設(shè)二路獨立控測回路，當?shù)谝换芈诽綔y器發(fā)出火災信號時，發(fā)出警報（警鈴報警），指示火災發(fā)生的部位，提醒工作人員注意；當?shù)诙诽綔y器亦發(fā)出火災信號后，自動滅火控制器開始進入延時動作（030S可調(diào)），此階段用于疏散人員（聲光報

16、警等動作）和聯(lián)動設(shè)備的動作（關(guān)閉通風空調(diào)等），延時后，向控制對應保護區(qū)的驅(qū)動瓶發(fā)出滅火指令，打開驅(qū)動瓶容器閥，然后瓶內(nèi)氮氣依次打開選擇閥和七氟丙烷氣瓶，釋放出七氟丙烷氣體向失火區(qū)進行滅火作業(yè)，同時報警控制器接收壓力信號發(fā)生器的反饋信號，控制面板噴放指示燈亮。(三)變電所水消防設(shè)施         所內(nèi)設(shè)置了水消防系統(tǒng)，設(shè)有220噸容量的消防水池及消防水泵房。主變壓器設(shè)有水噴霧消防系統(tǒng)，所內(nèi)樓梯間及場地設(shè)有消防栓。變壓器是變電所重點消防保護設(shè)備，設(shè)置水噴霧自動滅火裝置。變壓器外表面積120，集油坑面積60，變壓器設(shè)計

17、噴霧強度20L/min&S226;m2，油坑設(shè)計噴霧強度6L/ min&S226;m2，水噴霧系統(tǒng)設(shè)計流量55L/S。本站水噴霧滅火系統(tǒng)由消防水池、消防泵、雨淋閥裝置及噴頭、環(huán)形消防管網(wǎng)組成，消防水池容量220m3，消防泵兩臺，流量198m3/h，揚程70m，一用一備，另設(shè)穩(wěn)壓泵一臺，使整個消防管網(wǎng)維持恒壓。         每臺變壓器四周布置定溫探測器8只，與火災自動報警控制器相連可以自動探測主變壓器火災并開啟消防泵和雨淋閥。主變壓器在事故狀態(tài)下將油排往主變事故油池，事故油池進行油水分離后才將水排

18、出。七、變電所通風（一）通風系統(tǒng)通風系統(tǒng)按系統(tǒng)分為獨立和集中式兩種，主變、所用變和GIS室為彼此獨立的通風系統(tǒng)，下部百葉窗進風，屋頂風機排風；集中式通風系統(tǒng)采用箱式離心風機，采用機械進風、機械排風方式，通風管道采用阻燃型玻璃鋼材料或鍍鋅鋼板，法蘭聯(lián)接，各房間的通風量滿足有關(guān)的規(guī)范規(guī)定。（二）防火、排煙電纜層按建筑設(shè)計防火規(guī)范劃分了防火分區(qū)及防煙分區(qū)，防煙分區(qū)不會跨越防火分區(qū)。排煙風機兼做平時使用的排風機。當某一防火分區(qū)火災時，自動啟動排煙風機進行事故排煙，排煙風機進口處設(shè)2800C自動關(guān)閉的防火閥；送風管道的防火閥自動關(guān)閉溫度為700C，防火閥和排煙風機動作均可在消防控制室(警衛(wèi)室)實現(xiàn)控制。

19、八、變電所的防水         變電所鋼筋砼外墻中添加HE系列膨脹劑,達到自防水目的,墻外滿鋪PVC復合防水卷材,熱風焊接雙焊縫作為外防.內(nèi)防為墻內(nèi)滿刷水泥結(jié)晶體防滲材料.建成后基本無滲漏.九、地下變電所設(shè)計體會        我們在參觀了北京、上海、香港興建的大量地下變電所后，吸取了各家長處才提出深圳城市廣場地下變電所設(shè)計方案。在當今大城市變電所建設(shè)中受到城市用地的限制，勢必會出現(xiàn)地下變電所設(shè)計。地下變電所在技術(shù)上是可行的，關(guān)鍵是要設(shè)計創(chuàng)造出

20、一個良好的工作環(huán)境，保障運行人員的安全，保障變電所對周圍環(huán)境的消防安全。比較有效的辦法是結(jié)合大型公共建筑的建設(shè)，合理地解決地下變電所布局，盡量用淺埋和方便出入的方案，節(jié)省投資保證安全。城市廣場地下變電所就是采用了載重汽車可以直接進入地下變電所的有利方案，解決了許多一直使大家感到難于解決的問題，城市廣場地下變電所建成以來得到深圳市政府及各有關(guān)方面的一致好評。變電所設(shè)計工作中產(chǎn)生的問題摘要：本文針對筆者多年來在審查10、6kV配電所及10、6/0.4kV變電所設(shè)計中發(fā)現(xiàn)的一些問題，依據(jù)國家現(xiàn)行規(guī)范和標準進行簡要分析，并提出具體的改進意見。關(guān)鍵詞：變電所設(shè)計中產(chǎn)生的問題前言10kV配電所及10/0.

21、4kV變電所設(shè)計，是工程建設(shè)中非常普通又非常重要的一項工作，其規(guī)范性和技術(shù)性都很強，許多方面涉及到國家強制性條文的貫徹落實。要做好變配電所設(shè)計既要執(zhí)行國家現(xiàn)行的有關(guān)規(guī)范和規(guī)程，又要滿足當?shù)毓╇姴块T的具體要求，否則會出現(xiàn)種種問題，影響設(shè)計質(zhì)量和工程進度。為了做好變配電所的設(shè)計，現(xiàn)將本人在我院變電所設(shè)計圖紙時發(fā)現(xiàn)及產(chǎn)生各種問題，進行分析，與大家相互交流，以期共同提高。3.對土建的要求在GB50053-9410kV及以下變電所設(shè)計規(guī)范中明確規(guī)定了變電所所址選擇和對建筑等有關(guān)專業(yè)的要求，在執(zhí)行中我們還存在不少具體問題，現(xiàn)僅列舉以下幾例略加分析，今后設(shè)計時應予以重視。1)防火挑檐：車間附設(shè)變電所選用油浸

22、電力變壓器時，有的未在變壓器室大門的上方設(shè)置防火挑檐。在工程建設(shè)標準強制性條文GB50053-94的第條，規(guī)定在多層和高層主體建筑物的底層布置有可燃性油的電氣設(shè)備時，其底層外墻開口部位的上方應設(shè)置寬度不小于1.0m的防火挑檐。2)安全出口：有的設(shè)計在長度大于7m的配電室僅設(shè)一個出口或設(shè)兩個出口但靠近同一端。這不符合GB50053-94第條的規(guī)定，規(guī)范要求長度大于7m的配電室應設(shè)兩個出口，并宜布置在配電室的兩端。3)梁高：有的設(shè)計在考慮室內(nèi)凈高時未計及梁的高度。由于變配電所的跨度較大，有時梁的高度可達800mm左右，故在提土建條件層高時應考慮梁的高度。4)值班室：有的設(shè)計將值班室設(shè)在交通不便的里

23、角。這不符合GB50053-94的第條規(guī)定，該條規(guī)定有人值班的配電所，應設(shè)單獨的值班室。高壓配電室與值班室應直通或經(jīng)過通道相通，值班室應有直接通向戶外或通向走道的門。5)電纜溝：有的變電所內(nèi)雙排布置的低壓配電屏僅在屏底和后側(cè)設(shè)置地溝，兩排屏的溝之間互不連通。為了方便電纜的進出和今后線路的調(diào)整，宜將所內(nèi)所有主電纜溝和控制電纜溝均連通。5.設(shè)備布置在變配電所的設(shè)備布置方面，我們也存在種種問題，甚至違反強制性條文的規(guī)定，現(xiàn)舉列如下：1)高、低壓配電系統(tǒng)圖與平面圖不一致。其表現(xiàn)形式有兩種：其一是系統(tǒng)圖與平面圖中屏柜的排列順序相反?？聪到y(tǒng)圖時是面向屏柜正面，將其從左至右排列為1、2、3n而在平面圖上卻是

24、面向屏的背面，將其從左至右排列為1、2、3n，必然弄反了。要避免這一錯誤的關(guān)鍵是在系統(tǒng)圖和平面圖上都應面向柜?屏的正面從左至右按順序排列。其二是平面圖上雙排面對面布置的配電屏之間有母線橋，而在系統(tǒng)圖卻未畫出。2)低壓配電屏屏前、屏后通道寬度不滿足新規(guī)范要求。如屏后有時僅距墻700mm，抽屜式低壓屏雙排面對面布置時僅相距1800mm.根據(jù)規(guī)范GB50053-94第條規(guī)定，低壓配電室內(nèi)成排布置配電屏的屏前、屏后的通道最小寬度為：其屏后通道，固定式和抽屜式均為1000mm其屏前通道，固定式單排布置為1500mm，抽屜式單排布置為1800mm，固定式雙排面對面布置為2000mm，抽屜式雙排面對面布置為

25、2300mm.只有當建筑物墻面遇有柱類局部凸出時，凸出部分的通道寬度可減少200mm.3)配電柜?屏后通道的出口數(shù)量不滿足規(guī)范要求。作為規(guī)范強制性條文，GB50053-94第條規(guī)定配電裝置長度大于6m時，其柜?屏后通道應設(shè)兩個出口，低壓配電裝置兩個出口間的距離超過15m時，尚應增加出口。這一條要強制執(zhí)行的理由，是為了當高壓柜、低壓屏內(nèi)電氣設(shè)備有突發(fā)性故障時，在屏后的巡視或維修人員能及時離開事故點。4)配電室內(nèi)燈具采用線吊、鏈吊，且安裝在配電裝置的正上方不符合安全要求。GB50053-94第條規(guī)定，在配電室內(nèi)裸導體的正上方，不應布置燈具和明敷線路，當在配電室內(nèi)裸導體上方布置燈具時，燈具與裸導體的

26、水平凈距不應小于1.0m，燈具不得采用吊鏈和軟線吊裝。因低壓屏頂部布置有母線銅排通常又不封閉，故要執(zhí)行此條規(guī)定。配電室內(nèi)可采用線槽型熒光燈用吊桿安裝。6.推薦選用D，yn11結(jié)線變壓器最近十年，在TN系統(tǒng)中采用D，yn11結(jié)線組別的變壓器已很普遍，但還有不少工程仍選用Y，ynO結(jié)線組別的變壓器，其原因主要是不清楚前者的優(yōu)點。在GB50052-95供配電系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范中第條規(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。這里宜選用的理由，主要基于D，yn11結(jié)線比Y，ynO結(jié)線的變壓器具有以下優(yōu)點：1)有利于抑制高次諧波電流。三次及以上高次諧波激磁

27、電流在原邊接成形條件下，可在原邊形成環(huán)流，有利于抑制高次諧波電流，保證供電波形的質(zhì)量。2)有利于單位相接地短路故障的切除。因D，yn11結(jié)線比Y，ynO結(jié)線的零序阻抗小得多，使變壓器配電系統(tǒng)的單相短路電流擴大3倍以上，故有利于單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。Y，ynO結(jié)線變壓器要求中性線電流不超過低壓繞組額定電流的25%?見GB50052-95第條，嚴重地限制了接用單相負荷的容量，影響了變壓器設(shè)備能力的充分利用而D，yn11結(jié)線變壓器的中性線電流允許達到相電流的75%以上，甚至可達到相電流的100%，使變壓器的容量得到充分的利用，這對單相負荷容量大的系統(tǒng)是十分必要的。因

28、此在TN及TT系統(tǒng)接地型式的低壓電網(wǎng)中，推薦采用D，yn11結(jié)線組別的配電變壓器。7.電纜型號與截面的選擇1)電纜選型：2、目前國內(nèi)應用最廣的是聚氯乙烯電纜，但同交聯(lián)聚乙烯相比，聚氯乙烯電纜的技術(shù)性能已顯落后，難以跟上現(xiàn)代工程設(shè)計要求。聚氯乙烯電纜的工作溫度是70攝氏度，不允許過載，其設(shè)計壽命是20年，電纜燃燒時會產(chǎn)生毒氣，生產(chǎn)聚氯乙烯樹脂時對環(huán)境污染嚴重。而交聯(lián)聚乙烯電纜的工作溫度是90攝氏度。過載能力強，設(shè)計壽命可達40年，優(yōu)良的耐化學腐蝕性能和耐水性，無鹵素，相同截面的電纜，交聯(lián)電纜的載流量大，整個體積重量可減少。正是交聯(lián)聚乙烯電纜的可靠性、安全性和綜合造價比聚氯乙烯電纜好，世界上發(fā)達國

29、家采用交聯(lián)聚乙烯電纜的比例已高達近98%，中國建筑學會建筑電氣分會的98年年會上專門建議，在工程設(shè)計中提高交聯(lián)聚乙烯電纜的使用比例，逐步淘汰聚氯乙烯電纜。但是，還有不少變電所設(shè)計仍在選用聚氯乙烯電纜。2)電纜截面選擇：電纜作為導體的一種，其截面選擇應滿足規(guī)范強制性條文GB50054-95第條，有關(guān)選擇導體截面應符合的四點要求，而我們設(shè)計選用的電纜截面有時卻不符合該條規(guī)范中第一、第二點的要求。第一點：線路電壓損失應滿足用電設(shè)備正常工作及起動時端電壓的要求。電纜截面的選擇除了載流量要滿足計算電流要求外，還應按電壓損失進行校驗。由于未進行電壓損失校驗，我們多次發(fā)現(xiàn)因選用6mm2、10mm2截面的電纜

30、作遠距離配電干線而不能滿足用電設(shè)備端電壓要求的錯誤，因此應進行電壓損失計算，用以校驗所選用的電纜截面是否滿足用電設(shè)備端電壓的要求。規(guī)范GB50052-95第條，對用電設(shè)備端電壓偏差允許值有下列要求：電機機為5%在一般工作場所的照明為5%，遠離變電所的小面積一般工作場所照明、應急照明、道路照明和警衛(wèi)照明為+5%、-10%其它用電設(shè)備當無特殊規(guī)定時為5%。第二點：按敷設(shè)方式及環(huán)境條件確定的導體載流量，不應小于計算電流。在執(zhí)行本條時應考慮環(huán)境溫度、導體工作溫度，并列系數(shù)等對電纜載流量的影響，尤其是電纜敷設(shè)時并列數(shù)對載流量的影響。如電纜在橋架上無間距配置2層并列時持續(xù)載流量的校正系數(shù)，梯架水平排列為0

31、.65，托盤水平排列為0.55?見92DQ1-77。有關(guān)電線電纜載流量的各種修正系數(shù)可參見華北標建筑電氣通用圖集92DQ1-7577頁。此外，電纜截面的選擇還須適當考慮備用設(shè)備的用電和新增設(shè)備的用電。10.斷開中性線及應用四極開關(guān) GB50054-95低壓配電設(shè)計規(guī)范實施以來，由于設(shè)計人員對規(guī)范的理解和認識不一致，因此在設(shè)計低壓配電系統(tǒng)時對斷開中性線及應用四極開關(guān)的做法也就很難統(tǒng)一。針對這一情況，專家們就國內(nèi)外規(guī)范和IEC標準對斷開中性線及應用四極開關(guān)的有關(guān)規(guī)定和做法闡明了各自觀點，使我獲益不少。現(xiàn)僅將專家們普遍認同，又與我們設(shè)計工作密切相關(guān)的一些觀點整理如下。盡管這些觀點尚未納入國家規(guī)范中，

32、但對我們的設(shè)計工作頗具現(xiàn)實指導意義。1)當兩個電源間需進行電源轉(zhuǎn)換時，如果兩電源系統(tǒng)的接地型式不同，或者供電變壓器繞組的接線組別不同，則應斷開中性線，并采用四極開關(guān)。2)IT系統(tǒng)和TT系統(tǒng)應當隔離中性線。TN-C系統(tǒng)中禁止斷開PEN線。3)TN-S系統(tǒng)中，不需要斷開中性線變壓器低壓側(cè)出口總開關(guān)與母聯(lián)開關(guān)不必斷開中性線由外部低壓電網(wǎng)向民用建筑物供電的進線處，宜隔離中性線可采用四極隔離開關(guān)等隔離電器，也可采用在中性線上設(shè)置連接片、接線端子或連接匯流排等措施每戶住家的入戶線處應隔離中性線，大多居民用戶為單相負荷，采用雙極開關(guān)即可解決問題。4)正常供電電源與應急備用發(fā)電機電源間的轉(zhuǎn)換開關(guān)需采用能斷開中

33、性線的四極開關(guān)，并使二者不能并聯(lián)。5)在有氣體爆炸危險的1區(qū)及有粉塵爆炸危險的10區(qū)場所，游泳池、浴池等特別潮濕場所，應裝設(shè)將中性線和相線一起斷開的隔離電器。6)為了在檢修維護時，保護人身安全，必須裝設(shè)隔離電器把帶有危及人身安全的中性線電位隔離。7）有些多高層建筑物內(nèi)變電所的低壓接地型式為TN-S，但低壓出線均為四極斷路器，看起來是執(zhí)行低規(guī)第條“在TT或TN-S系統(tǒng)中，N線上不宜裝設(shè)電器將N 斷開，當需要斷開N線時，應裝設(shè)相線和N線一起切斷的保護電器”。但卻忽視該條的其它部分“在TN系統(tǒng)中，當能可靠地保持N線為地電位時，N線可不需切斷”。另外，低規(guī)的第4.5.5條規(guī)定“在TT或TN-S系統(tǒng)中，

34、當N線的截面與相線相同，或雖小于相線但已能為相線上的保護電器所保護，N線上可不裝設(shè)保護；當N線不能為相線上的保護電器所保護，將相應相線電路斷開，但不必斷開N線。”以上所寫，僅是個人認識，難免有很多不足之處，請多多指正。一些10KV變電所系統(tǒng)設(shè)計存在的問題發(fā)表日期：2003-12-23 14:16:00 10KV變電所作為供配電的一個環(huán)節(jié)，其設(shè)計的好壞對用戶極其重要，對電氣設(shè)計人員也有相當高的要求。設(shè)計人員不僅要熟悉關(guān)于變電所的電氣規(guī)范，而且還不能忽視其它規(guī)范，另外又要了解變電所設(shè)備發(fā)展情況和供電局的要求，最后同變電所設(shè)計相關(guān)的情況如環(huán)境等都要清楚。但從一些并不復雜的變電所工程設(shè)計情況來看，變電

35、所設(shè)計還存在不少問題，尤其是系統(tǒng)圖部分。筆者就所發(fā)現(xiàn)小型10KV變電所系統(tǒng)設(shè)計存在的問題列舉出來，以期引起廣大電氣同行的重視。一、 違反有關(guān)標準規(guī)范1、國家現(xiàn)行有關(guān)法律質(zhì)量法、消費者權(quán)益保護法緩和節(jié)約能源法的有關(guān)條款規(guī)定，任何人不得生產(chǎn)、銷售和使用國家明令淘汰的產(chǎn)品，否則承擔相應的法律責任，這也包括機電產(chǎn)品，國家自82年以來，已陸續(xù)公布淘汰機電產(chǎn)品達17批之多。在現(xiàn)行國家電氣標準供配電系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范（GB50052-95）（以下簡稱配規(guī)條的條文說明中，引用國家有關(guān)部委推廣節(jié)能產(chǎn)品和淘汰落后產(chǎn)品的通知：“設(shè)計部門在進行工程設(shè)計時仍采用國家已公布的淘汰產(chǎn)品的，一律視為劣質(zhì)設(shè)計”。在1999至今的某些

36、變電所設(shè)計中，DW10、DZ10、JR16等規(guī)定早在1997年12月31日就已被淘汰的機電產(chǎn)品仍然在采用。2、當接用單相不平衡負荷時，聯(lián)結(jié)組別為Y，yn0的配電變壓器要求中性線電流不超過低壓繞組額定電流的25%，因而嚴重地限制了接用單相負荷的容量，影響了變壓器設(shè)備能力的充分發(fā)揮。為此配規(guī)規(guī)定，低壓為TN及TT系統(tǒng)時，宜選用聯(lián)結(jié)組別為D，yn11的變壓器。這種聯(lián)結(jié)組別變壓器的中性線電流允許達到相電流的75%以上，對于主要是單相負荷的住宅顯得尤為重要。況且，D，yn11聯(lián)結(jié)變壓器Y，yn0聯(lián)結(jié)變壓器更有利于抑制高次諧波和單相接地故障的切除。但是不少配電負荷主要是單相的變電所系統(tǒng)圖中，其變壓器的聯(lián)結(jié)

37、組別依然是Y，yn0。3、某變電所低壓側(cè)出線，相線截面為25平方毫米，而PE線截面為10平方毫米，不符合國家標準低壓配電設(shè)計規(guī)范（GB50054-95）（以下簡稱低規(guī)）當相線截面為25平方毫米時，PE線截面為16平方毫米這一規(guī)定。4、有些多高層建筑物內(nèi)變電所的低壓接地型式為TN-S，但低壓出線均為四極斷路器，看起來是執(zhí)行低規(guī)第4.5.6條“在TT或TN-S系統(tǒng)中，N線上不宜裝設(shè)電器將N 斷開，當需要斷開N線時，應裝設(shè)相線和N線一起切斷的保護電器”。但卻忽視該條的其它部分“在TN系統(tǒng)中，當能可靠地保持N線為地電位時，N線可不需切斷”。另外，低規(guī)的第4.5.5條規(guī)定“在TT或TN-S系統(tǒng)中，當N線

38、的截面與相線相同，或雖小于相線但已能為相線上的保護電器所保護，N線上可不裝設(shè)保護；當N線不能為相線上的保護電器所保護，將相應相線電路斷開，但不必斷開N線?！?、變電所布置于第三類防雷建筑物內(nèi)，根據(jù)建筑物防雷設(shè)計規(guī)范（GB50057-94）（以下簡稱防雷規(guī)）的規(guī)定，防雷接地裝置宜與電氣設(shè)備等接地裝置共用，這樣既可降低接地電阻，又省工省料。但有些變電所設(shè)計卻將防雷接地與其它接地分開設(shè)置。6、防雷規(guī)3.3.8和3.4.8條規(guī)定，當Y，y0型或D，yn11型接線的配電變壓器設(shè)在二、三類防雷建筑物內(nèi)或附設(shè)于外墻處時，無論高壓采用架空或電纜進線，高低壓側(cè)各相都宜裝設(shè)避雷器。因為在低壓側(cè)裝設(shè)避雷器后，當變壓

39、器外殼出現(xiàn)危險的高電位時低壓避雷器動作放電，大部分雷電流經(jīng)避雷器流過，保護了高壓繞組。但許多二、三類防雷建筑物變電所中的變壓器低壓側(cè)沒有裝設(shè)避雷器。7、根據(jù)低規(guī)的規(guī)定，低壓保護電器要切斷短路故障電流，應滿足短路條件下的動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定要求，還必須具備足夠的通斷能力。但有些變電所內(nèi)未進行計算就選用微型斷路器，而微型斷路器的短路分斷能力小于它所保護內(nèi)的短路故障電流，也就無法符合滿足低規(guī)的規(guī)定。這樣發(fā)生故障時，非但不能保護故障線路，反而會因微型斷路器的分斷能力過小而引起微型斷路器的爆炸，危及人身和其它電氣設(shè)備線路的安全運行。8、低規(guī)明確規(guī)定，低壓配電系統(tǒng)上下級保護電器的動作應具有選擇性，非重要負荷的保

40、護電器可采用無選擇切斷?？墒窃谠S多變電所設(shè)計中，無論負荷重要與否，上下級均為非選擇性塑殼斷路器，也就無法保證保護電器的選擇性。9、對于無功補償裝置究竟采用手動還是自動投切方式，在配規(guī)有明確規(guī)定。但某些變電所設(shè)計卻沒有具體情況具體分析，在應采用手動投切的情況下采用了自動投切方式。10、總等電聯(lián)結(jié)作為接地故障保護的重要電氣安全措施之一，被廣泛實施，低規(guī)和防雷規(guī)都有規(guī)定。但在某些建筑物內(nèi)的變電所竟沒有總等電位聯(lián)結(jié)，這樣難以防止變電所高壓側(cè)接地故障引起建筑物內(nèi)低壓用戶的電氣事故。二、 其它1、由于GG1A型10kv高壓開關(guān)柜和PGL型低壓配電柜為敞開式機構(gòu)，主母線及后柜均為敞開式，不安全，易造成短路事

41、故。因此根據(jù)開關(guān)柜行業(yè)規(guī)定，GG1A和PGL都已停止生產(chǎn)，由其它類型開關(guān)柜替代。但有些設(shè)計中，變電所仍選用了GG1A和PGL開關(guān)柜。2、目前國內(nèi)應用最廣的是聚氯乙烯電纜，但同交聯(lián)聚乙烯相比，聚氯乙烯電纜的技術(shù)性能已顯落后，難以跟上現(xiàn)代工程設(shè)計要求。聚氯乙烯電纜的工作溫度是70攝氏度，不允許過載，其設(shè)計壽命是20年，電纜燃燒時會產(chǎn)生毒氣，生產(chǎn)聚氯乙烯樹脂時對環(huán)境污染嚴重。而交聯(lián)聚乙烯電纜的工作溫度是90攝氏度。過載能力強，設(shè)計壽命可達40年，優(yōu)良的耐化學腐蝕性能和耐水性，無鹵素，相同截面的電纜，交聯(lián)電纜的載流量大，整個體積重量可減少。正是交聯(lián)聚乙烯電纜的可靠性、安全性和綜合造價比聚氯乙烯電纜好，

42、世界上發(fā)達國家采用交聯(lián)聚乙烯電纜的比例已高達近98%，中國建筑學會建筑電氣分會的98年年會上專門建議，在工程設(shè)計中提高交聯(lián)聚乙烯電纜的使用比例，逐步淘汰聚氯乙烯電纜。但是，還有不少變電所設(shè)計仍在選用聚氯乙烯電纜。3、變電所內(nèi)低壓出線側(cè)雙電源電器的選擇是極為重要的，它在工程中維系著正常電源、應急電源和重要用電負載之間的聯(lián)系，但也是容易被忽略的。有些工程的雙電源轉(zhuǎn)換開關(guān)用兩臺接觸器和一些聯(lián)鎖裝置組合成的，也有用兩臺斷路器加外在機械聯(lián)鎖裝置進行組合的，還有用兩臺負荷開關(guān)和一套內(nèi)置的聯(lián)鎖機構(gòu)組合的，但沒有考慮產(chǎn)品是否符合雙電源自動轉(zhuǎn)換開關(guān)的國際電工標準IEC947-6-1。4、以前銅作為國家的重要戰(zhàn)略

43、物資之一，價格高、用途廣，因此在電氣設(shè)計中大量使用鋁，變電所也采用鋁母線。隨著我國和世界銅產(chǎn)量的不斷提高，銅已出現(xiàn)剩余（98年我國就剩余精銅10萬噸），也不再是國家的重要戰(zhàn)略物資，價格更是逐步走低。變電所采用鋁母線容易引發(fā)電氣事故，因為接線端子為銅質(zhì)，如連接是不加銅鋁連接部分，鋁母線則與銅端子直接相連，接觸電阻日益增大，易導致線路短路，甚至引起火災，鋁芯電纜也有同樣的問題。但許多變電所設(shè)計選用鋁母線時，卻未考慮增加銅鋁連接部分。5、幾十年來，保護線路配電變壓器的10kv避雷器一直是裝在電桿上的，距離被保護的變壓器還有一段引線，此段引線的電感壓降為U=Ldi/dt，即使0.6m長的引線，其電感L

44、約1mH，在不大的雷擊波陡度di/dt=10kA/us時，引線上的壓降也達到Ldi/dt=10kV這樣不小的數(shù)值，它和避雷器的殘壓疊加作用到變壓器上，將大大加劇破壞性。如果避雷器安裝在變壓器上，作用在變壓器上只有避雷器的殘壓，只要變壓器的沖擊耐壓水平大于避雷器的殘壓，變壓器就能夠得到保護，實際上變壓器的沖擊耐壓水平能夠大于避雷器的殘壓。因此，避雷器距變壓器越近，保護的作用越大。但沒有幾個變電所系統(tǒng)設(shè)計考慮到此情況。6、10kV配電閘式避雷器非線性系數(shù)大，通流容量小，串聯(lián)火花間隙帶來放電電壓不穩(wěn)定和表面污穢引起閃爍等種種產(chǎn)品本身的缺陷，保護性能差，體積大，重量重。而氧化鋅避雷器非線性系數(shù)小、動作

45、響應快、壽命長、吸收過電壓能量大、殘壓小、保護性能好，體積小重量輕，已能夠取代閥式避雷器。有些設(shè)計人員不積極了解產(chǎn)品信息，變電所還在采用閥式避雷器。7、低壓無功補償控制器作為變電所并聯(lián)電容器屏上的重要元件，根據(jù)用戶的負荷狀況和電網(wǎng)的運行參數(shù)，自動控制并聯(lián)電容器的容量，以達到合理補償和減少電能損耗的目的。為了提高控制器的技術(shù)性能和可靠性，原電力部制訂了行業(yè)標準低壓無功補償控制器訂貨技術(shù)條件，以JK表示控制器，以相應的字母表示控制物理量。但不少系統(tǒng)圖中的控制器型號就沒有JK ，也沒有控制物理量。8、標準圖集電力變壓器布置（88D264）中變壓器室主接線方案中零序電流互感器的裝設(shè)位置錯誤，無法檢測到

46、由接地極通過的接地故障電流，也就不能實現(xiàn)保護功能。某些設(shè)計人員不認真思考分析，盲目套用圖集，在變電所采用了這種接線方案。以上所寫，僅是一家之言，難免有不足之處，請多多指正。淺議民用建筑地下變電站的建設(shè)與施工  論文關(guān)鍵詞：民用建筑 地下變電站 建設(shè) 論文摘要：隨著經(jīng)濟的不斷發(fā)展，特別是近幾年房地產(chǎn)的開發(fā)，供電負荷猛增，使變電站的分布越來越密。為此，在城區(qū)建設(shè)變電站就面臨一些新的問題。本文針對城市商業(yè)區(qū)建設(shè)變電站所面臨的新問題，提出對土地的綜合利用措施，即將地下變電站與民用建筑結(jié)合建設(shè)，通過采用無油化設(shè)備，提高消防的安全性。通過地面上的商業(yè)開發(fā)，提高土地利用率，美化

47、城市環(huán)境，同時降低工程造價。    國外在這方面已有多年成功運行的經(jīng)驗，我國一些大城市也有這方面的例子，并隨著經(jīng)濟的發(fā)展，呈現(xiàn)出越來越迫切的需要。預計未來幾年，將會有更多的地下變電站出現(xiàn)。    一.城區(qū)建設(shè)變電站面臨問題    城區(qū)房地產(chǎn)的開發(fā)和舊城改造，使深入市中心的變電站越來越多，其建設(shè)難度也越來越大，主要面臨下列幾個問題：  1、用地緊張，站址難覓，即使能征得用地，面積也非常小，設(shè)計難度大、要求高。  2、征地拆遷費用非常昂貴，已遠遠超出建變電站的費用，致使每千伏安造價很高。  3、市中心往往為繁

48、華的商業(yè)用地，有著極高的商業(yè)價值，土地資源十分有限和寶貴，如僅建1座34層的變電站，則土地得不到充分利用，是一種極大的資源浪費。  4、與周圍環(huán)境協(xié)調(diào)的要求高，建筑的格調(diào)與景觀和環(huán)境要融為一體。  5、防火、防爆、防噪聲的要求特別高。  由于上述原因，我們在對變電站進行設(shè)計時，就必須綜合考慮，全面衡量各方面的利與弊。為解決這些問題，借鑒國外的經(jīng)驗，特別是如何降低造價，提高土地的利用價值，考慮在地下建變電站，地面上進行物業(yè)開發(fā)，不失為一種新的途徑、新的思路。    二.地下變電站建設(shè)的基本技術(shù)原則    由于變電站建設(shè)在繁華的

49、商業(yè)區(qū)，對消防、噪聲的要求特別高，因此，在這種特殊環(huán)境中建地下變電站，就  必須確定以下幾點作為主要設(shè)計原則：  1、簡化接線，盡量采用線路-變壓器組單元接線形式，10kV 采用單母線分段接線，分段開關(guān)設(shè)備自投。當1臺主變或1條線路故障時，可保證不間斷供電。  2、設(shè)備選型宜小型化，以減少占地面積，使整體布置趨于緊湊合理。  3、全站設(shè)備無油化，包括主變壓器采用進口的SF6氣體絕緣變壓器。這樣全站無易燃、易爆物，既能簡化消防系統(tǒng)，又可將火災的影響局限在地下，而不致影響到地面。  4、簡化總體布置，盡量減少挖方量，減少設(shè)備布置層數(shù)，以方

50、便運輸和安裝，簡化消防、通風系統(tǒng)，同時為將來的運行維護創(chuàng)造良好的條件。  5、按無人值班站考慮，設(shè)“四遙”系統(tǒng)。    三.總體布置與建筑結(jié)構(gòu)的考慮    鑒于征地情況的千變?nèi)f化，不可能給出一種特定的模式，這里我們僅討論總體布置方案的一些原則性要求，以說明地下變電站的技術(shù)可行性。  1、要考慮的是大型設(shè)備的運輸通道。而且，既要考慮地下部分通道，也要滿足地面上運輸和消防通道的要求，同時還有垂直通道的要求。一般地面上可利用公路或規(guī)劃路等；垂直通道則可在人行道、綠化帶上預留吊物井，井口設(shè)可拆裝蓋板，平時蓋上板，必要時掀開蓋板，即可進行吊裝運輸。如吊物井設(shè)在綠化帶上，則該通道還可以作為