10Kv降壓變電所設(shè)計(jì)資料文檔

10Kv降壓變電所設(shè)計(jì)在供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，10kV及以下變電所的設(shè)計(jì)是很重要的一環(huán)。它涉及到負(fù)荷計(jì)算，負(fù)荷等級(jí)的確定以及對(duì)短路電流進(jìn)行計(jì)算。常常還需要對(duì)諧波的抑制要求進(jìn)行滿足以及監(jiān)測(cè)低壓出線回路的漏電電流。10kV及以下變電所的設(shè)計(jì)的安全性還會(huì)對(duì)整個(gè)城市的電網(wǎng)產(chǎn)生影響，因此當(dāng)?shù)氐墓╇姴块T(mén)經(jīng)常要對(duì)變電所的施工圖來(lái)進(jìn)行審查，以符合安全和計(jì)量的需要。下面就設(shè)計(jì)中常見(jiàn)問(wèn)題、變電所內(nèi)高壓電纜截面的選擇、變電所設(shè)置位置要求、變電所對(duì)土建的要求、變電所設(shè)計(jì)階段的面積、高度的初步要求等進(jìn)行探討。1、10kV及以下變電所的設(shè)計(jì)中常見(jiàn)問(wèn)題

1.1主接線不符合要求

因?yàn)橛嘘P(guān)電力的部門(mén)對(duì)有關(guān)產(chǎn)權(quán)的分界點(diǎn)的劃分要求不了解，同時(shí)還不知道功率的因數(shù)低還會(huì)被處罰的相關(guān)規(guī)定，很多10kV及以下變電所的主接線的設(shè)計(jì)在不能滿足計(jì)量和功率因數(shù)的補(bǔ)償?shù)南嚓P(guān)要求的時(shí)候，卻不恰當(dāng)?shù)剡x用了對(duì)負(fù)荷等級(jí)進(jìn)行改變的做法。

1.2電源進(jìn)線開(kāi)關(guān)的配置的不合理

由于規(guī)范GB50053-2013《20kV及以下變電所設(shè)計(jì)規(guī)范》中沒(méi)有明確電源的進(jìn)線開(kāi)關(guān)在什么情況下可以使用斷路器或使用帶熔斷器的負(fù)荷開(kāi)關(guān)，因此在一些變電所的工程設(shè)計(jì)中會(huì)出現(xiàn)全部采用真空斷路器或都用負(fù)荷開(kāi)關(guān)的不正?，F(xiàn)象。1.3平面布置不合理

在有些變電所的設(shè)計(jì)中變電所的出入口沒(méi)有滿足要求或者設(shè)備的通道沒(méi)有滿足要求。變配電的設(shè)備當(dāng)采用干式的時(shí)候，就可以和主體的建筑安放在一起，而且門(mén)還要采用防火門(mén)。在建筑的長(zhǎng)度超過(guò)了7m時(shí)，還要設(shè)置兩個(gè)出入口，而且其中一個(gè)的出入口還要滿足設(shè)備搬運(yùn)的要求，當(dāng)長(zhǎng)度超過(guò)60m時(shí)，中間還要增加出口。

1.4低壓配電屏前后通道寬度和出口數(shù)量不滿足要求

這個(gè)問(wèn)題主要針對(duì)GB50053-2013的規(guī)定來(lái)說(shuō)，例如以固定屏而言，單排屏的屏后通道最少應(yīng)該為1000mm，屏前的通道最少為1500mm；在雙排面對(duì)面進(jìn)行布置時(shí)屏后的通道最少為1000m，屏前的通道最少2000mm。在出口的數(shù)量方面，在配電裝置的長(zhǎng)度超過(guò)6m時(shí)，屏后的通道應(yīng)該有2個(gè)出口；在低壓配電裝置的2個(gè)出口之間間距大于15m時(shí)，還應(yīng)該增加通道出口。但是在這方面的執(zhí)行不力，一是因?yàn)橥ǖ缹挾炔粔颍浅隹跀?shù)量也不符合規(guī)范要求。

2、變電所內(nèi)高壓電纜截面的選擇

變電所內(nèi)高壓電纜的截面，主要需按滿足短路電流熱穩(wěn)定的要求確定：

式中：

S――保護(hù)導(dǎo)體的截面積，mm2。

I――通過(guò)導(dǎo)體（電纜）的預(yù)期故障電流（短路電流周期分量有效值），A；當(dāng)持續(xù)時(shí)間小于0.1s時(shí)，應(yīng)計(jì)入非周期分量的影響；I值可由《35～6/0.4kV配變電系統(tǒng)短路電流計(jì)算實(shí)用手冊(cè)》查到近似值，或經(jīng)計(jì)算得出。

T――保護(hù)裝置（斷路器、熔斷器）切斷電流的時(shí)間，s；t值需由供電部門(mén)提供，當(dāng)不能提供時(shí)，校驗(yàn)民用建筑10kV及以下變電所內(nèi)由高壓柜到變壓器一段電纜時(shí)，t值可取為0.7s。

K――計(jì)算系數(shù)（不同型號(hào)的電纜，系數(shù)的大小不同，k值可見(jiàn)GB50054-2011《低壓配電設(shè)計(jì)規(guī)范》表A.0.7，例如YJV工作溫度為90℃的銅纜k=143，鋁纜k=94。

在變電所內(nèi)，由高壓開(kāi)關(guān)柜到變壓器的一段電纜的長(zhǎng)度（僅為幾m或十幾m，它與從區(qū)域降壓站到本變電所的電纜總長(zhǎng)度比）很短，其阻抗對(duì)短路電流大小的影響不大；此段電纜所承受的短路電流，主要取決于上級(jí)變電站內(nèi)的變壓器容量及其Uk值，以及由上級(jí)變電站到本變電所的電纜的阻抗（與其長(zhǎng)度及截面有關(guān)），在一般情況下，變電所內(nèi)供各臺(tái)不同容量變壓器的高壓電纜中的短路電流相差不大。所以，可采用相同規(guī)格的電纜。當(dāng)高壓柜在本（總）變電所內(nèi)，而被高壓柜保護(hù)的變壓器在分變電所內(nèi)，且分變電所距總變電所很遠(yuǎn)，變壓器容量又較小時(shí)，其短路電流有明顯的減小。此時(shí)，可經(jīng)過(guò)短路電流計(jì)算及電纜熱穩(wěn)定校驗(yàn)，選擇較小截面的高壓電纜。

3、變電所設(shè)置位置的要求

（1）進(jìn)出線要方便，應(yīng)靠近電源一側(cè)，宜靠近建筑物外墻。

（2）設(shè)備的運(yùn)輸要方便。

（3）不應(yīng)該設(shè)在多塵或者有腐蝕性的氣體場(chǎng)所，即使躲不開(kāi)的時(shí)候，也要設(shè)置在盛行風(fēng)向的上風(fēng)一側(cè)。

（4）不應(yīng)該設(shè)置在有爆炸危險(xiǎn)的環(huán)境的正上方或者正下方或者貼臨，而且不應(yīng)設(shè)置在有火災(zāi)危險(xiǎn)的環(huán)境的正上方或者正下方。與此同時(shí)還應(yīng)考慮市政的進(jìn)線也要遠(yuǎn)離這些危險(xiǎn)的場(chǎng)所。

（5）不宜設(shè)在廁所、浴室、廚房、洗衣房等容易積水的場(chǎng)所的正下方，且不宜與其貼鄰。

（6）不應(yīng)該設(shè)在低洼以及容易積水的地方，在考慮排水的時(shí)候，還必須要防止水產(chǎn)生倒灌。

（7）不應(yīng)該單獨(dú)的設(shè)置在地下。

（8）在北京地區(qū)要求變電所的設(shè)備層下設(shè)置電纜夾層，而且層高不能低于2.0m。

（9）不應(yīng)該設(shè)在建筑物地下室的最底層。在必須設(shè)在最底層時(shí)，電纜夾層的地面標(biāo)高宜與相鄰的其他面積較大的房間（例如：冷凍機(jī)房、汽車(chē)庫(kù)等）標(biāo)高相同或下沉要不超過(guò)1m，萬(wàn)一有較大量的水時(shí)，也只能淹到電纜（一般不怕水），而淹不到電氣設(shè)備。還應(yīng)有防止洪水流入變電所的措施。

（10）公建變電所（高基）與住宅變電所（低基）應(yīng)分設(shè)（北京地區(qū)規(guī)定公建用電的“計(jì)算容量”小于100kVA者除外）。

4、變電所對(duì)土建的要求

（1）當(dāng)變配電室的長(zhǎng)度大于7m時(shí)，應(yīng)在兩端設(shè)門(mén)，門(mén)向外開(kāi)啟，長(zhǎng)度大于

60m時(shí)，宜增加一個(gè)出口。

（2）值班室應(yīng)有直通室外或通向走道的門(mén)。

（3）值班室的位置應(yīng)方便巡視低壓開(kāi)關(guān)柜（高壓開(kāi)關(guān)柜因操作較少，故障

率低，且有信號(hào)屏可監(jiān)視，巡視要求不高，至值班室的距離不要求）。

（4）有人值班的變配電所，應(yīng)設(shè)值班室，宜設(shè)休息室和衛(wèi)生間（內(nèi)設(shè)坐便

器、洗臉盆、淋雨噴頭、墩布池），變電所面積有富裕時(shí)，可留維修間。

（5）需留出變壓器運(yùn)進(jìn)、運(yùn)出變電所及由室外運(yùn)進(jìn)建筑物的通道。

（6）變電所不應(yīng)跨越建筑物的沉降縫和伸縮縫。

（7）由于室外地面會(huì)低于室內(nèi)地面，室外電纜進(jìn)入室內(nèi)的位置較低，注意

電纜引入室內(nèi)時(shí)的拐彎半徑（必要時(shí)，也可設(shè)一個(gè)電纜進(jìn)線小間）。

（8）變電所內(nèi)的電纜線槽的寬度、高度應(yīng)留有裕量，拐彎處應(yīng)考慮最大電

纜的彎曲半徑要求。

（9）其他無(wú)關(guān)的管道不應(yīng)穿過(guò)變電所。

（10）當(dāng)變電所在地下一層靠近外墻時(shí)，需注意的問(wèn)題：

1）當(dāng)變電所在地下一層靠近外墻，且變電所的部分頂板上方無(wú)建筑物時(shí)，需考慮此處變電所的頂板可能降低，注意房間的凈高是否能滿足安裝變壓器或開(kāi)關(guān)柜等設(shè)備的高度要求，且需做好防水；

2）電纜進(jìn)出建筑物的預(yù)埋保護(hù)管，應(yīng)防止積水或雨水倒灌流入變電所，電纜敷設(shè)完畢，須做好防水封堵。

5、變電所設(shè)計(jì)階段的面積、高度的初步要求

5.1變電所的面積

（1）在規(guī)劃及方案設(shè)計(jì)階段，需要盡早向建筑專業(yè)提出變電所的大概位置，以及變電所相對(duì)準(zhǔn)確的面積要求。需要提前、耐心、誠(chéng)懇地向建筑專業(yè)負(fù)責(zé)人解釋變電所深入負(fù)荷中心的重要性，使他們真正理解并愿意去做，在建筑物負(fù)荷中心的地下室內(nèi)得到較為理想的變電所的位置是有可能的。

（2）變電所需要的面積，與建筑物的柱網(wǎng)布置及房間的形狀有關(guān)，一個(gè)兩臺(tái)變壓器，10臺(tái)高壓開(kāi)關(guān)柜的變電所面積，約為200～250m2。4臺(tái)變壓器約需300m2。如果有柴油發(fā)電機(jī)，視發(fā)電機(jī)的大小再增加50～100m2。柴油發(fā)電機(jī)房的位置應(yīng)結(jié)合變電所的位置及排風(fēng)、煙道的位置設(shè)置。柴油發(fā)電機(jī)房不宜離變電所太遠(yuǎn)。

（3）如果是方案或初步設(shè)計(jì)階段，需根據(jù)土建條件的柱網(wǎng)情況，考慮房間的長(zhǎng)寬。如變電所設(shè)電纜夾層，在所內(nèi)需要設(shè)樓梯上到安裝開(kāi)關(guān)柜及變壓器的設(shè)備層，還需考慮設(shè)備運(yùn)輸通道等因素，變電所面積需適當(dāng)加大。運(yùn)輸通道凈高不應(yīng)低于2.5m，凈寬不小于2m，有墻、柱等局部凸出部分時(shí)，通道凈寬不小于1.5m。轉(zhuǎn)彎處不小于2.5m。當(dāng)高壓柜與低壓柜面對(duì)面布置時(shí)，柱網(wǎng)跨距宜不小于8m（當(dāng)小于7.5m時(shí)，布置會(huì)有難度）。當(dāng)兩排低壓柜面對(duì)面布置時(shí)，柱網(wǎng)跨距宜不小于7m（當(dāng)小于6.5m時(shí)布置會(huì)有些難度，可能使變電所需要的面積增加）。

5.2變電所的高度

（1）變電所高度需滿足設(shè)備層與電纜夾層共計(jì)層高不小于6m，如果不設(shè)電纜夾層，電纜上進(jìn)上出，變電所層高不宜低于5m。

（2）如果不設(shè)電纜夾層，又要下進(jìn)下出時(shí)，變電所的設(shè)備層需要層高4m（低壓柜高2.2m，柜頂上要0.8m，加樓板厚度及梁高共為4m），在柜下及柜后需設(shè)電纜溝，為滿足電纜拐彎半徑的要求，高壓電纜溝深一般為1.2m，低壓電纜溝深宜為0.8m。

6、結(jié)語(yǔ)

隨著城鄉(xiāng)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，以及對(duì)電能需求的持續(xù)增長(zhǎng)，10kV及以下變電所的建設(shè)任務(wù)仍然比較繁重，因此10kV及以下變電所設(shè)計(jì)工作的重要性也就更加突出了。筆者根據(jù)變電所設(shè)計(jì)的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，向從事變電所設(shè)計(jì)時(shí)間不長(zhǎng)的同行們介紹一些基本知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，希望對(duì)提高變電所的設(shè)計(jì)速度和質(zhì)量有些幫助，不妥之處望讀者批評(píng)指正。

10kV變配電室平面布置在介紹10kV變配電室平面布置的要求和方法之前，先來(lái)了解一下10kV變配電室平面布置的重要性及目的。在供配電設(shè)計(jì)中，10kV變配電室的平面布置是一項(xiàng)重要內(nèi)容，10kV變配電室的平面布置對(duì)人身安全、周?chē)O(shè)備的安全以及設(shè)備的正常運(yùn)行、檢修均起決定性作用。10kV變配電室平面布置的要求：1、配電裝置的布置和導(dǎo)體、電器的選擇，應(yīng)不危及人身安全和周?chē)O(shè)備安全，并應(yīng)滿足在正常運(yùn)行、檢修、短路和過(guò)電壓情況下的相應(yīng)要求；2、配電裝置的布置，應(yīng)便于設(shè)備的操作、搬運(yùn)、檢修和試驗(yàn)，并應(yīng)考慮電纜或架空線進(jìn)出線方便；3、配電裝置的絕緣等級(jí)，應(yīng)和電網(wǎng)的標(biāo)稱電壓相配合；4、配電裝置間相鄰帶電部分的額定電壓不同時(shí)，應(yīng)按較高的額定電壓確定其安全凈距。一、配電室中常用的開(kāi)關(guān)柜及相關(guān)規(guī)范目前配電室中常用的高壓開(kāi)關(guān)柜有中置柜，即金屬鎧裝戶內(nèi)中置柜或稱手車(chē)柜（KYN28柜）和固定柜（HXGN-12柜），常用的低壓開(kāi)關(guān)柜有抽屜柜（GCS柜）和固定柜（GGD柜）。二、開(kāi)關(guān)柜柜型及尺寸（寬×深×高）三、確定高低壓柜的數(shù)量高壓柜：1、根據(jù)電氣主接線形式確定進(jìn)線柜數(shù)量，是否有隔離柜、分段柜、電壓互感器柜（PT柜）、計(jì)量柜；2、高壓出線柜數(shù)量=變壓器數(shù)量+高壓預(yù)留出線數(shù)量。低壓柜：1、低壓進(jìn)線柜數(shù)量=變壓器數(shù)量；2、電容柜數(shù)量=變壓器數(shù)量（計(jì)算補(bǔ)償容量400kvar以下，補(bǔ)償容量較大時(shí)以實(shí)際需要為準(zhǔn)）；3、聯(lián)絡(luò)柜數(shù)量需根據(jù)地區(qū)要求確定，一般兩兩聯(lián)絡(luò)；4、GCS出線柜數(shù)量根據(jù)負(fù)荷計(jì)算開(kāi)關(guān)得出。四、配電裝置室內(nèi)通道最小凈寬當(dāng)成排布置的配電屏長(zhǎng)度大于6m時(shí)，其屏后面通道應(yīng)設(shè)置兩個(gè)出口，當(dāng)兩個(gè)出口之間的距離超過(guò)15m時(shí)，應(yīng)增加出口。高壓配電室內(nèi)各種通道的最小寬度，應(yīng)符合表2規(guī)定。注：①固定式開(kāi)關(guān)柜為靠墻布置時(shí)，柜后與墻凈距應(yīng)大于50mm，側(cè)面與墻凈距應(yīng)大于200mm。②通道寬度在建筑物的墻面遇到局部凸出時(shí)，凸出部位的通道寬度可減少0.2m。低壓配電室內(nèi)成排布置的配電屏，其屏前、屏后的通道凈寬不應(yīng)小于下表規(guī)定。注：①當(dāng)建筑物墻面遇到柱類(lèi)局部凸出時(shí)，凸出部位的通道寬度可減少0.2m。②各種配置方式，屏端通道不應(yīng)小于0.8m。五、變配電室位置與通道預(yù)留1、地上一層10kV變配電室位于地上一層，一般情況下電纜都是以電纜溝的方式進(jìn)行電纜敷設(shè)。柜后維護(hù)通道不能按照最小安全距離考慮，還需考慮電纜溝的寬度。為施工方便，電纜溝溝壁距墻壁最小保持100mm，離設(shè)備的最小距離為100mm。例：800mm寬的電纜溝，高壓柜后維護(hù)通道最小應(yīng)為1000mm，而不是規(guī)范上規(guī)定的800mm。2、地下一層10kV變配電室位于地下一層，一般情況下電纜都是以橋架的方式進(jìn)行敷設(shè)。柜后維護(hù)通道可以按照最小安全距離考慮。但是，通道需結(jié)合項(xiàng)目情況預(yù)留消防設(shè)施及排水溝的位置。3、半地下室10kV變配電室位于半地下室，結(jié)合項(xiàng)目具體情況采用橋架或電纜溝，綜合考慮通道預(yù)留。六、10kV變配電室平面布置需要考慮的因素1、設(shè)備運(yùn)輸、檢修門(mén)；2、橋架（電纜溝）預(yù)留洞口位置；3、高低壓電纜進(jìn)出口位置；4、設(shè)備安全凈距符合相關(guān)規(guī)范規(guī)定；5、便于后期設(shè)備操作及維護(hù)。七、10kV變配電室面積緊湊情況及注意事項(xiàng)1、高壓柜分為兩排或者分為兩處布置；注意：需用母排（或者電纜）將兩段母線連接起來(lái)。2、變配電室方向非正北方向：注意：為畫(huà)圖方便，可將10kV變配電室旋轉(zhuǎn)至正北方向，注意旋轉(zhuǎn)時(shí)連同指北針一起旋轉(zhuǎn)。3、變壓器與低壓柜分開(kāi)布置：注意：需用母排將變壓器與低壓柜連接起來(lái)。4、低壓需要聯(lián)絡(luò)，但因面積原因，兩臺(tái)變壓器及低壓柜不能成排布置；注意：需用母排將低壓柜連接起來(lái)。八、配電設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)1、一個(gè)配電室內(nèi)變壓器數(shù)量不宜超過(guò)4臺(tái)，超過(guò)4臺(tái)可用墻隔開(kāi)。負(fù)荷統(tǒng)計(jì)并合理分配變壓器后，計(jì)算出高、低壓柜數(shù)量，進(jìn)行10kV變配電室平面設(shè)備布置，若現(xiàn)場(chǎng)空間無(wú)法滿足設(shè)備需求，及時(shí)與業(yè)主溝通；2、變配電室、開(kāi)閉所建筑高度設(shè)定（1）10kV變配電室位于地下：除洛陽(yáng)地區(qū)，一般采用橋架，配電柜上進(jìn)上出，室內(nèi)墊高后梁下凈高不低于3.9米，墊高后室內(nèi)外高差達(dá)到0.3米（部分地區(qū)如鄭州要求達(dá)到0.5米）；洛陽(yáng)地區(qū)一般采用電纜溝，配電柜下進(jìn)下出，室內(nèi)墊高后梁下凈高不低于3.3米，墊高后室內(nèi)外高差達(dá)到1.0米；（2）10kV變配電室位于地上：一般采用電纜溝，配電柜下進(jìn)下出，室內(nèi)墊高后梁下凈高不低于3.3米，墊高后室內(nèi)外高差達(dá)到0.3米；（3）開(kāi)閉所位于地上一般地區(qū)開(kāi)閉所要求必須位于地上，采用電纜溝，配電柜下進(jìn)下出，室內(nèi)墊高后梁下凈高不低于3.3米，墊高后室內(nèi)外高差達(dá)到0.3米，；3、