論民用建筑中變電所的布置

李僖達

【摘要】變電所在民用建筑電氣設計中處于非常重要的地位，本文參考現行國家標準，結合項目設計經驗，對民用建筑電氣設計過程中變電所的選址、設備布置等變電所相關內容進行研究，得到變電所的典型布置。

【關鍵詞】變電所;配電裝置;檢修距離;操作空間

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.

21.

民用建筑設計中不僅要考慮建筑物的美觀效果，同樣要考慮功能性，機電專業的設計是實現建筑物功能性的關鍵。在民用建筑電氣設計中，變電所的設計是非常重要的內容。變電所的設計包括變電所選址、設備選擇、設備布置、照明、消防、防雷接地、機房設計等。本文重點針對變電所的選址及設備布置進行研究。

1、變電所的選址

現行國家規范和標準中涉及到變電所選址的較多，主要包括GB50053-2013 《20KV及以下變電所設計規范》、GB50054-2011《低壓配電設計規范》、GB51348-2019《民用建筑電氣設計標準》等。概況而言，變電所常用的選址原則如下：

①變電所盡量設置在負荷中心、進出線方便處、設備吊裝、運輸方便的位置，當供電負荷較大，供電半徑較長時，宜分散設置;

②變電所不應設置在對防電磁輻射干擾有較高要求的場所;

③若變電所設在地下時，不應設置在有水房間的正下方，且不宜設置在最底層，當地下只有一層時，應采取預防洪水、消防水或積水從其他渠道浸泡變電所的措施;當設置在地下的變電所的頂部位于室外地面或綠化土層下方時，應避免頂部滯水，并應采取避免積水、滲漏的措施。

2、變電所的布置

本項目以某公建為例，此公建最高負荷等級為一級負荷，應由雙重電源供電，本項目由兩路10KV供電，通過負荷計算，選取2x1000KVA干式變壓器，每臺變壓器低壓出10面移開式低壓抽屜柜，進出線方式采用上進上出線;變電所內設備尺寸均參考自19DX101-1《建筑電氣常用數據手冊》，典型布置如圖1、圖2：

注釋1、注釋2、注釋3、注釋4

【相關規范】

①GB50053-2013 《20KV及以下變電所設計規范》

第4.2.6條：配電裝置的長度大于6m時，柜后通道應設置兩個出口，當低壓配電裝置兩個出口間距大于15m時應增加出口。

注：

1.固定式開關柜為靠墻布置時，柜后與墻凈距應大于50mm，側面與墻凈距宜大于200mm;

2.通道寬度在建筑物的墻面有柱類局部凸出時，凸出部位的通道寬度可減少200mm;

3.當開關柜側面需設置通道時，通道寬度不應小于800mm;

4.對全絕緣密封式成套配電裝置，可根據廠家安裝使用說明書減少通道寬度。

②GB50060-2008《3～110kV高壓配電裝置設計規范》表5.4.4

【備注】

①圖1中高壓柜前距離結構柱不應小于1500mm，但是考慮到個別與結構柱正對的高壓柜后期維修的運輸問題，將柜前距離加大至高壓柜長邊（1500mm）+預留空間（暫按300mm計）=1800mm。

②在高壓柜柜后距離的問題上規范[1]列出了兩排柜子面對面、背對背兩種排布方式的柜后凈距離，而規范[3]中只規定了兩排高壓柜雙列布置的凈距離為1000mm，實際施工時，兩排高壓柜面對面布置時柜后情況應與單排布置的柜后情況一致預留800mm的空間即可，而當背對背布置時應考慮到兩臺柜同時檢修的情況柜后距離應不小于1000mm;圖1中高壓柜柜后與結構柱凈距離為800mm，若房間面積受局限也可減少200mm。

③圖1中高壓柜總長度為8m，故兩側均需要設置通道且兩側通道均不小于800mm。

注釋5

【相關規范】

GB50060-2008《3～110kV高壓配電裝置設計規范》第5.4.4條：設置于屋內的無外殼干式變壓器，其外廓與四周墻壁的凈距不應小于600mm。干式變壓器之間的距離不應小于1000mm，并應滿足巡視維修的要求。

【備注】

圖1中變壓器采用面對面的方式布置，兩臺變壓器間距應≥1000mm，為保證變電所美觀故將變壓器正面與低壓柜正面對齊兩者之間間距同低壓柜之間間距。

注釋6、注釋7

【相關規范】

①GB50053-2013 《20KV及以下變電所設計規范》第4.2.8條：低壓配電室內成排布置的配電屏的通道最小寬度，應符合現行國家標準《低壓配電設計規范》GB50054的有關規定;當配電屏與干式變壓器靠近布置時，干式變壓器通道的最小寬度應為800mm。

②GB50053-2013 《20KV及以下變電所設計規范》表4.5.9

【備注】

變壓器與配電屏靠近布置的情況應為變壓器與低壓柜同側布置，或貼臨布置;故圖1中變壓器與配電屏并屬于配電屏與變壓器靠近布置的情況，所以變壓器與后壁及側壁的間距不小于800mm即可。圖1中變壓器與低壓柜的距離為800mm，若變壓器金屬防護外殼與低壓柜外殼均為IP2X及以上的防護等級，二者間距可以調整為600mm。

注釋8、注釋9、注釋10

【相關規范】

GB50054-2011《低壓配電設計規范》第4.2.5條：規定當防護等級不低于現行國家標準《外殼防護等級（IP代碼）》GB4208規定的IP2X級時，成排布置的配電屏通道最小寬度應符合表4.2.5的規定。

【備注】

①圖1中兩排低壓柜面對面排布，兩者間的凈間距不應小于2300mm。

②根據本文低壓柜排布方式的研究，圖1低壓柜采用雙排配電屏面對面的方式布置，屏后維護最小間距為1000mm。

③圖1中低壓柜側通道在滿足不小于800mm的同時考慮到左側高壓柜后期運維修運輸問題，將結構柱與低壓柜側面的通道調整為高壓柜寬800mm+預留空間（暫按300mm計）=1100mm。并且此種布置方式也可以為兩側低壓屏預留空間以預防后期配電變化增加配電柜的問題。

注釋11

【相關規范】

①GB50053-2013 《20KV及以下變電所設計規范》

第4.2.6條：配電裝置的長度大于6m時，柜后通道應設置兩個出口，當低壓配電裝置兩個出口間距大于15m時應增加出口。

第6.2.2條：變壓器室、配電室、電容器室的門應向外開啟。相鄰配電室之間有門時，應采用不燃材料制作的雙向彈簧門。

第6.2.6條：長度大于7m的配電室應設置兩個安全出口，并宜布置在配電室的兩端，當配電室的長度大于60m時，宜增加一個安全出口，相鄰安全出口間距不應大于40m;

第6.2.7條：配電裝置室的門和變壓器室的門的高度和寬度，宜按最大不可拆卸部件尺寸，高度加0.5m，寬度加0.3m確定，其疏散門的最小高度宜為2.0m，最小寬度宜為750mm。

②GB50054-2011《低壓配電設計規范》

第4.3.4條：配電室的地面高出本層地面50mm或設置防水門檻。

第4.3.7條：配電室的門、窗關閉應密合;與室外相通的洞、通風孔應設防止鼠、蛇類等小動物進入的網罩，其防護等級不宜低于現行國家標準《外殼防護等級（IP）代碼》GB4208規定的IP3X級。

③GB51348-2019《民用建筑電氣設計標準》

第4.10.3條：變電所位于高層主體建筑、裙房內室、多層建筑物的二層或更高層、，通向其他相鄰房間的門應設置甲級防火門，通向過道的門應為乙級防火門;變電所位于多層建筑物的首層、地下層或下面又地下層時，通向相鄰房間或過道的門應為甲級防火門;變電所通向汽車庫的門應為甲級防火門。

【備注】

變電所內當配電設備長度等于6m時，若貼墻布置貼墻側距離為200mm，另一側距墻距離為800mm，故房間長度為6+0.8+0.2=7m，故兩條規范之間屬于呼應關系，設置變電所防火門時執行任一條規范均合理。圖1中變電所長度大于7m，且配電裝置長度大于6m，故應設置兩個外開防火門;防火門寬為2100mm+300mm=2400mm，高為2300mm+500mm=2800mm;門內側設置高度不小于50mm的擋水、擋鼠板。防火門的防火等級根據具體設置位置確定。

注釋12

【相關規范】

GB51348-2019《民用建筑電氣設計標準》第4.6.3條：屋內配電裝置距頂板的距離不宜小于1.0m，當有梁時，距梁底不宜小于0.8m。

【備注】

圖2中低壓配電屏高2200mm，高壓柜高度為2300mm，配電屏下設置100mm的角鋼基礎，設備上端梁下預留800mm的高度，故變電所內最小凈空為梁下2300mm+800mm+100mm=3200mm。

3、變電所內低壓柜排布方式對比

變電所的布置中，高壓部分相對固定，低壓配電柜因為用電負荷的不同而會有變化，且因建筑布局本身的限制，低壓配電柜排布會有所不同，進而對變電室的設備布置產生一定影響。前文所述的圖1中低壓配電柜采用的是面對面的排布方式。此外，還有雙排背對背、單排布置等多種排布方式。規范[2]規定低壓抽屜柜采用單排布置時，屏前凈距離不小于1.8m，屏后維護最小凈距離不小于1.0m;若采用雙排面對面布置抽屜式配電屏，屏前凈距離不小于2.3m，屏后維護最小凈距離不小于1.0m;若采用雙排背對背布置抽屜式配電屏，屏前凈距離不小于1.8m，屏后最小維修間距1.0m;在不考慮設備間防火門的情況下調整低壓柜的排布方式如圖3、圖4、圖5所示：

綜上所述在選擇低壓配電屏的排布方式時應優先選擇雙排面對面布置的方式去布置;在建筑條件有限的情況下也可選擇同向單排布置，單排布置的情況應考慮配電屏的長度是否超過15m，若超過應增設安全出口，同時應預留足夠的低壓柜以預防后期配電情況的變化。

結論：

通過上述變電所內設備布置情況可知，低壓配電柜面對面排布所占用的建筑面積最小，變電所內布置兩臺變壓器的最小尺寸為12800mmx12700mm，梁下最小凈高為3200mm。變電所的布置在滿足規范的同時考慮設備的運輸、后期維修問題、進出線問題以及排布的美觀性，本文僅就變電所中的多種排布方式中的一種排布方式進行論述，旨在為此種情況的變電所設計提供參考借鑒。

參考文獻：

[1]GB50053-2013，20KV及以下變電所設計規范[S].中國計劃出版社

[2]GB50054-2011，低壓配電設計規范[S].中國計劃出版社

[3]GB50060-2008，3～110kV高壓配電裝置設計規范[S].中國計劃出版社

[4]GB51348-2019，民用建筑電氣設計標準[S].中國建筑工業出版社

[5]19DX101-1，建筑電氣常用數據[S].中國計劃出版社