变电所设计的常见问题分析

变电所设计的常见问题分析

摘要：国家电力的发展为我们的生活带来了极大便捷性，但是也出现了很多问题,本文针对变电所设计中发现的一系列问题，并以国家现行的规范和标准体系为指导方针来进行分析并提出对应的处理措施和部分具体的改进意见。文章简要探讨了变电所的定义与种类，论述了变电所设计和布局的注意要点，变电所设备检修和安全隔离措施等问题。

关键词：变电所设计 布局 问题

随着国家社会经济的跨越性发展，电力事业逐渐走上发展的高潮阶段。然而，在变电所设计中还是出现了一些无法预计的问题和故障，以下就针对变电所设计中的常见问题进行一系列可行性措施的探索。

1 关于变电所的概述

发电厂发出的电能需送给远方的电力用户,为了减小输电线路上电能损耗及线路压降，需要将低电压升高;为了满足电力用户安全的需要，又要将电压降低，并分配给各个用户。这就需要能升高和降低电压，并能分配电能的变电所。所以变电所是电力系统中通过其变换电压、接受和分配电能的电气装置，它是联系发电厂和电力用户的中间环节，同时通过变电所将各电压等级的电网联系起来，变电所的作用是变换电压、传输和分配电能。

变电所有多种分类方法，可以根据电压的等级、升压或降压及在电力系统中的地位分类:枢纽变电所、中间变电所、地区变电所、终端变电所，还可以分为升压变电站、降压变电站；电力系统的变电站、工矿变电站、铁路变电站(25kv, 5OHz);5OOkv, 330kv,220kv,110kv,66kv,35kv,lOkv,6.3kv等电压等级的变电站。 变电站(所)是电力系统中变换电压、接受和分配电能、控制电力的流向和调整电压的电力设施，它通过其变压器将各级电压的电网联系起来。变电站(所)起变换电压作用的设备是变压器，除此之外，变电站的设备还有开闭电路的开关设备，汇集电流的母线，计量和控制用互感器、仪表、继电保护装置和防雷保护装置、调度通信装置等，有的变电站还有无功补偿设备。变电站的主要设备和连接方式，按其功能不同而有差异。

2 变电所设计和布局的注意要点

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2.1设计

电力工程师而临的主要问题是设计的实用性及成本。一个好的设计是能在这两者之间取得一个平衡，不用花费过多的成本就能达到足够的实用性。如果需要，这个设计还要能够使电厂易于扩展。一个变电站的选址需要考虑很多因素。设备安装及设备之间的安全间隙，还有一些大仪器(如变压器)的安装需要足够的土地。在一些地价高的地区，如市区，采用气体绝缘开关可以节省一笔钱。另外，所选 的地区还需要有足够的空间便于电厂扩展由于负荷增加或计划传输补充，还需要考虑变电站对环境的影响，例如噪音、排水、交通等为了保护在传输系统短路时的行人，必须测量地的电位。当然了，变电站(所)的选址必须在它服务范围的中心。 2.2布局安排

设计变电站(所)布局的第一个步骤是准备一个单线图。这个单线图要能简洁的展现必要的开关、保护设备以及输入线输出线的排布。从多种电力公用来考虑，准备一个单线图是一个惯例。单线图上的一些主要组成部分如电线、开关、断路器、变压器的布局类似于实际电厂的仪器的布局。

进线处几乎都设有隔离开关和断路器。有些进线处只有其中的一个，因为只要具有两者中的一个就己经足够了。尽管隔离开关不能阻断负荷电流，但它能够起到隔离的作用。作为一个保护装置，断路器可以自动阻断故障电流，还可以断开或连接电路。电流变换器可以侦察到流经断路器的较大的故障电流。电力变换器的重要性表现在它可以关闭造成从馈电点的断路器输送的负荷断开的断路器输出电流互感器将故障点与系统的其他部分隔离开来，把不利影响减到最小，使系统其余部分继续运行。

开关和断路器在变电站内或是离监控中心较远的地方都可以操作。开关部分之后，固定高压线就和一条或多条母线连在一起。这里有几套母线，通常是三套，因为世界大都是三相配电系统。开关、断路器、总线的排布影响变电站的成木和实用性。一些重要的变电站会使用环形总线、双母线也叫半断路设置，这种设置可以使支路在较短时间内不受到其他断路器断开的影响。这样可以在其他支路不受影响的情况下对部分电路进行检修。只供给单一工业负荷的变电站有一些极小的转换供给，特别是提供给一些小的设备。

如果不同的电压等级之间设有母线，那么这些电压等级之间必须设置一个变压器为了以防变压器发生故障，通常是短路，安装一个断路器(相当于一条输出线)是有必要的。除了以上装置，变电站通常还有一个控制电路，用来控制在一

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些组件出现故障的时候断开各种断路器

3 变电所建筑设计中的问题及分析

3.1变电所位置的选择应该合理

GB50053- 94第2.0.1条明确规定，变电所不应该设在地势较低或者可能积水的场所。比如，有些变电所设计在地下一层，如果考虑不设人防的要求，则可以将地下一层的高度设为2.7米；此时，如果将变电所所需层高考虑在内，则会使地下一层局部下沉，那么变电所的层高将为5.4米，这很明显违背了变电所位置选取的基本设计标准。 3.2应注重对安全出口的合理设计

在变电所建筑设计中，要严格的按照国家的规范标准来设计，比如，有些长度长于七米的变电所配电室为了节省经济资源，仅在配电室的一端设置一个出口，有的配电室虽然配备有两个出口但是都靠近于同一端这种出口设置方法无疑会增加配电室在出现安全事故时的疏散压力，甚至可能会由于人员疏散不利而出现不可估量的经济损失。国家变电所的标准规范要求:变电所配电室的安全出口至少应设置两个，并且要均匀的分布在配电室的两端。 3.3设计中应着重考虑变电所电缆夹层中梁的高度

在进行实际的变电所设计中，由于变电所囊括的跨度较大，并且通常位于建筑物的最底层，梁高可能会达到800毫米的高度。因此，在考虑电缆夹层净高时不能忽略对梁高的计算。 3.4变电所中值班室的设计问题

有些变电所的值班室被设置在变电所最靠里的死角内，给从值班室向工作区进行任务勘查的工作人员带来很大的不便，如遇紧急情况，工作人员在既定时间内赶不到工作区，不能及时阻止事故的发生，这不但会给变电所带来不必要的经济损失，还可能会危及工作人员安全。因此，值班室应该被设置在“交通便捷”的地方，如果是经常有人值班的配电所，应该要设置单人值班室；而高压配电室与值班室之间应该要有直接通道；另外，值班室周围还应有直接与外界相通的直接通道，以防出现意外时工作人员的疏散。 3.5电缆沟的设置要权衡线路之间的连通情况

变电所电缆线的设置还可能会随着配电室规模的需求不断改进与调整，而为了方便电缆线路的调整，不仅要在变电所内低压配电屏的屏底与后侧方设置地沟，

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还应将变电所内所有主电缆沟与控制电缆沟之间相互连通。

4 设备布置中常见问题

4.1高、低压柜的排列不合理

变电所往往跨度较大，高低压柜成排排列时，往往把高、低压出线柜摆放在梁上面，造成无法出线。设计中可采用将电容柜和出线柜合理排列或增加母线柜，避免此类问题的发生。

4.2高、低压配电系统图与平面图不一致

其表现形式有两种:其一是系统图与平面图中柜(屏)的排列顺序相反。看系统图时是面向柜(屏)的正面，将其从左至右排列为1、2、3??n；而在平面图上却是面向屏的背面，将其从左至右排列为1、2、3??n。要避免这一错误的关键是在系统图和平面图上都应面向柜(屏)的正面从左至右按顺序排列。 4.3低压配电屏屏前、屏后通道宽度不满足新规范要求

如屏后有时仅距墙700mm，抽屉式低压屏双排面对面布置时仅相距1 800mm.根据规范GB50053- 94第4.2.9条规定，低压配电室内成排布置配电屏的屏前、屏后的通道最小宽度为:其屏后通道，固定式和抽屉式均为1000mm；其屏前通道，固定式单排布置为15OOmm，抽屉式单排布置为1800mm，固定式双排面对面布置为2OOOmm，抽屉式双排面对面布置为2300mm只有当建筑物墙面遇有柱类局部 凸出时，凸出部分的通道宽度可减少200mm。 4.4配电柜(屏)后通道的出口数量不满足规范要求

作为规范强制性条文GB 50053- 94第4.2.6条规定:“配电装置长度大于6m时，其柜(屏)后通道应设两个出口，低压配电装置两个出口间的距离超过15m时，尚应增加出口”。这一条要强制执行的理由是为了当高压柜、低压屏内有电气设备突发性故障时，在屏后的巡视或维修人员能及时离开事故点。

4.5配电室内灯具采用线吊、链吊，且安装在配电装置的正上方不符合安全要求

GB 50053- 94第6.4.3条规定:“在配电室内裸导体的正上方，不应布置灯具和明敷线路，当在配电室内裸导体上方布置灯具时，灯具与裸导体的水平净距不应小于1.0m，灯具不得采用吊链和软线吊装”。因低压屏顶部布置有母线铜排通常又不封闭，故要执行此条规定。配电室内可采用线槽型荧光灯用吊杆安装。

5 变电所设备检修安全隔离措施

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