10KV及以下變電所設計的要點分析

張亞娟　馮瀟（航天長征化學工程股份有限公司蘭州分公司，甘肅蘭州 730010）

10KV及以下變電所設計的要點分析

張亞娟馮瀟
（航天長征化學工程股份有限公司蘭州分公司，甘肅蘭州 730010）

隨著我國電力建設速度的加快，變電所在電力配電中的地位越來越高，其作用也越來越大，因此變電所的設計成為了一項極為重要的工作。10kV及以下變電所是城網建設中的重要一環，不僅數量多，而且是配變系統中與用戶負荷最為接近的，對供電的可靠性和穩定性有重要影響。下面就10KV及以下變電所設計中的一些要點進行分析探討。

變電所 常見問題 主接線 位置要求 土建要求

在供配電系統設計時，10kV及以下變電所的設計是很重要的一環。它涉及到負荷計算，負荷等級的確定以及對短路電流進行計算。常常還需要對諧波的抑制要求進行滿足以及監測低壓出線回路的漏電電流。10kV及以下變電所的設計的安全性還會對整個城市的電網產生影響，因此當地的供電部門經常要對變電所的施工圖來進行審查，以符合安全和計量的需要。下面就設計中常見問題、變電所內高壓電纜截面的選擇、變電所設置位置要求、變電所對土建的要求、變電所設計階段的面積、高度的初步要求等進行探討。

1　10kV及以下變電所的設計中常見問題

1.1主接線不符合要求

因為有關電力的部門對有關產權的分界點的劃分要求不了解，同時還不知道功率的因數低還會被處罰的相關規定，很多10kV及以下變電所的主接線的設計在不能滿足計量和功率因數的補償的相關要求的時候，卻不恰當地選用了對負荷等級進行改變的做法。

1.2電源進線開關的配置的不合理

由于規范GB50053-2013《20kV及以下變電所設計規范》中沒有明確電源的進線開關在什么情況下可以使用斷路器或使用帶熔斷器的負荷開關，因此在一些變電所的工程設計中會出現全部采用真空斷路器或都用負荷開關的不正常現象。

1.3平面布置不合理

在有些變電所的設計中變電所的出入口沒有滿足要求或者設備的通道沒有滿足要求。變配電的設備當采用干式的時候，就可以和主體的建筑安放在一起，而且門還要采用防火門。在建筑的長度超過了7m時，還要設置兩個出入口，而且其中一個的出入口還要滿足設備搬運的要求，當長度超過60m時，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量不滿足要求

這個問題主要針對GB50053-2013的規定來說，例如以固定屏而言，單排屏的屏后通道最少應該為1000mm，屏前的通道最少為1500mm；在雙排面對面進行布置時屏后的通道最少為1000m，屏前的通道最少2000mm。在出口的數量方面，在配電裝置的長度超過6m時，屏后的通道應該有2個出口；在低壓配電裝置的2個出口之間間距大于15m時，還應該增加通道出口。但是在這方面的執行不力，一是因為通道寬度不夠，二是出口數量也不符合規范要求。

2　變電所內高壓電纜截面的選擇

式中：

S——保護導體的截面積，mm2。

I——通過導體（電纜）的預期故障電流（短路電流周期分量有效值），A；當持續時間小于0.1s時，應計入非周期分量的影響；I值可由《35～6/0.4kV 配變電系統短路電流計算實用手冊》查到近似值，或經計算得出。

T——保護裝置（斷路器、熔斷器）切斷電流的時間，s；t值需由供電部門提供，當不能提供時，校驗民用建筑10 kV 及以下變電所內由高壓柜到變壓器一段電纜時，t值可取為0.7s。

K——計算系數 （不同型號的電纜，系數的大小不同，k值可見GB50054-2011《低壓配電設計規范》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，由高壓開關柜到變壓器的一段電纜的長度（僅為幾m 或十幾m，它與從區域降壓站到本變電所的電纜總長度比）很短，其阻抗對短路電流大小的影響不大；此段電纜所承受的短路電流，主要取決于上級變電站內的變壓器容量及其Uk 值，以及由上級變電站到本變電所的電纜的阻抗（與其長度及截面有關），在一般情況下，變電所內供各臺不同容量變壓器的高壓電纜中的短路電流相差不大。所以，可采用相同規格的電纜。當高壓柜在本（總）變電所內，而被高壓柜保護的變壓器在分變電所內，且分變電所距總變電所很遠，變壓器容量又較小時，其短路電流有明顯的減小。此時，可經過短路電流計算及電纜熱穩定校驗，選擇較小截面的高壓電纜。

3　變電所設置位置的要求

（1）進出線要方便，應靠近電源一側，宜靠近建筑物外墻。（2）設備的運輸要方便。（3）不應該設在多塵或者有腐蝕性的氣體場所，即使躲不開的時候，也要設置在盛行風向的上風一側。（4）不應該設置在有爆炸危險的環境的正上方或者正下方或者貼臨，而且不應設置在有火災危險的環境的正上方或者正下方。與此同時還應考慮市政的進線也要遠離這些危險的場所。（5）不宜設在廁所、浴室、廚房、洗衣房等容易積水的場所的正下方，且不宜與其貼鄰。（6）不應該設在低洼以及容易積水的地方，在考慮排水的時候，還必須要防止水產生倒灌。（7）不應該單獨的設置在地下。（8）在北京地區要求變電所的設備層下設置電纜夾層，而且層高不能低于2.0m。（9）不應該設在建筑物地下室的最底層。在必須設在最底層時，電纜夾層的地面標高宜與相鄰的其他面積較大的房間（例如：冷凍機房、汽車庫等）標高相同或下沉要不超過1 m，萬一有較大量的水時，也只能淹到電纜（一般不怕水），而淹不到電氣設備。還應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）應分設（北京地區規定公建用電的“計算容量” 小于100kVA 者除外）。

4　變電所對土建的要求

（1）當變配電室的長度大于7m時，應在兩端設門，門向外開啟，長度大于60m時，宜增加一個出口。（2）值班室應有直通室外或通向走道的門。（3）值班室的位置應方便巡視低壓開關柜（高壓開關柜因

……

……操作較少，故障率低，且有信號屏可監視，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，應設值班室，宜設休息室和衛生間（內設坐便器、洗臉盆、淋雨噴頭、墩布池），變電所面積有富裕時，可留維修間。（5）需留出變壓器運進、運出變電所及由室外運進建筑物的通道。（6）變電所不應跨越建筑物的沉降縫和伸縮縫。（7）由于室外地面會低于室內地面，室外電纜進入室內的位置較低，注意電纜引入室內時的拐彎半徑（必要時，也可設一個電纜進線小間）。（8）變電所內的電纜線槽的寬度、高度應留有裕量，拐彎處應考慮最大電纜的彎曲半徑要求。（9）其他無關的管道不應穿過變電所。（10）當變電所在地下一層靠近外墻時，需注意的問題：1）當變電所在地下一層靠近外墻，且變電所的部分頂板上方無建筑物時，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關柜等設備的高度要求，且需做好防水；2）電纜進出建筑物的預埋保護管，應防止積水或雨水倒灌流入變電所，電纜敷設完畢，須做好防水封堵。

5　變電所設計階段的面積、高度的初步要求

5.1變電所的面積

（1）在規劃及方案設計階段，需要盡早向建筑專業提出變電所的大概位置，以及變電所相對準確的面積要求。需要提前、耐心、誠懇地向建筑專業負責人解釋變電所深入負荷中心的重要性，使他們真正理解并愿意去做，在建筑物負荷中心的地下室內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，與建筑物的柱網布置及房間的形狀有關，一個兩臺變壓器，10臺高壓開關柜的變電所面積，約為200～250m2。4 臺變壓器約需300m2。如果有柴油發電機，視發電機的大小再增加50～100m2。柴油發電機房的位置應結合變電所的位置及排風、煙道的位置設置。柴油發電機房不宜離變電所太遠。（3）如果是方案或初步設計階段，需根據土建條件的柱網情況，考慮房間的長寬。如變電所設電纜夾層，在所內需要設樓梯上到安裝開關柜及變壓器的設備層，還需考慮設備運輸通道等因素，變電所面積需適當加大。運輸通道凈高不應低于2.5 m，凈寬不小于2 m，有墻、柱等局部凸出部分時，通道凈寬不小于1.5 m。轉彎處不小于2.5m。當高壓柜與低壓柜面對面布置時，柱網跨距宜不小于8m（當小于7.5m時，布置會有難度）。當兩排低壓柜面對面布置時，柱網跨距宜不小于7m（當小于6.5m 時布置會有些難度，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備層與電纜夾層共計層高不小于6m，如果不設電纜夾層，電纜上進上出，變電所層高不宜低于5m。（2）如果不設電纜夾層，又要下進下出時，變電所的設備層需要層高4m（低壓柜高2.2 m，柜頂上要0.8 m，加樓板厚度及梁高共為4m），在柜下及柜后需設電纜溝，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　結語

隨著城鄉經濟的快速發展，以及對電能需求的持續增長，10kV及以下變電所的建設任務仍然比較繁重，因此10kV 及以下變電所設計工作的重要性也就更加突出了。筆者根據變電所設計的實際經驗，向從事變電所設計時間不長的同行們介紹一些基本知識和經驗數據，希望對提高變電所的設計速度和質量有些幫助，不妥之處望讀者批評指正。

［1］董志標.影響10kV配網供電可靠性的因素分析［J］.高科技與產業化，2010（11）.

［2］丁曉燕.煤礦10kV變電所設計的幾點探討［J］.煤礦機電，2013（3）：61-63.