供配电及变电所设计

供配电系统及变电所设计

1.供配电系统设计要则

供配电系统设计应根据工程特点、规模和发展规划正确处理近期和远期发展的关系，做到远近期结合，在满足近期使用要求的同时，兼顾未来发展的需要。按照负荷性质、用电容量、工程特点和地区供电条件，统筹兼顾，合理确定设计方案。具体要则如下：

1.供配电系统设计要则(续）1）根据负荷分级、用电容量和地区供电条件，选择供电电源、确定供电回路数。2）符合下列条件之一时，用户宜设置自备电源：◆需要设置自备电源作为一级负荷中的特别重要负荷的应急电源时或第二电源不能满足一级负荷的条件时。◆设置自备电源较从电力系统取得第二电源经济合理时。◆有常年稳定余热、压差、废弃物可供发电，技术可靠、经济合理时。◆所在地区偏僻，远离电力系统，设置自备电源经济合理时。◆有设置分布式电源的条件，能源利用效率高、经济合理时。1.供配电系统设计要则(续）3）应急电源与正常电源之间，应采取防止并列运行的措施（机械连锁、电气连锁）。目的在于保证应急电源的专用性，更重要的是防止向系统反送电。当有特殊要求，应急电源向正常电源转换需短暂并列运行时，应采取安全运行的措施。4）供配电系统的设计，除一级负荷中的特别重要负荷外，不应按一个电源系统检修或故障的同时另一电源又发生故障进行设计。5）需要两回电源线路的用户，宜采用同级电压供电。但根据各级负荷的不同需要及地区供电条件，亦可采用不同电压供电。6）同时供电的两回及以上供配电线路中，当有一回路中断供电时，其余线路应能满足全部一级负荷及二级负荷。7）供配电系统应简单可靠，同一电压等级的配电级数高压不宜多于两级；低压不宜多于三级。

1.供配电系统设计要则(续）8）根据负荷的容量和分布，配变电所应靠近负荷中心。当配电电压为35kV时，亦可采用直降至低压配电电压。

9）为提高供电可靠性和符合节约用电、检修用电的需要，在用户内部邻近的变电所之间宜设置低压联络线。10）小负荷的用户，宜接入地区低压电网。(杭州市小于150kW)

11）对波动负荷的供电，除电动机启动时允许的电压下降情况外，当需要降低波动负荷引起的电网电压波动和电压闪变时，宜采取下列措施：1采用专线供电。2与其它负荷共用配电线路时，降低配电线路阻抗。3较大功率的波动负荷或波动负荷群与对电压波动、闪变敏感的负荷，分别由不同的变压器供电。4对于大功率电弧炉的炉用变压器，由短路容量较大的电网供电。5采用动态无功补偿装置或动态电压调节装置。

1.供配电系统设计要则(续）12）控制各类非线性用电设备所产生的谐波引起的电网电压正弦波形畸变率，宜采取下列措施：1各类大功率非线性用电设备变压器，由短路容量较大的电网供电。2对大功率静止整流器，采用增加整流变压器二次侧的相数和整流器的整流脉冲数，或采用多台相数相同的整流装置，并使整流变压器的二次侧有适当的相角差，或按谐波次数装设分流滤波器。3选用D，yn11结线组别的三相配电变压器。2.配电方式简介根据对供电可靠性的要求、变压器的容量及分布、地理环境等情况，高压配电系统宜采用放射式，亦可采用树干式、环式及其组合方式。1）放射式。供电可靠性高，故障发生后影响范围较小，切换操作方便，保护简单，便于自动化，但配电线路和高压开关柜数量多而造价较高。2）树干式。配电线路和高压开关柜数量少且投资少，但故障影响范围较大，供电可靠性较差。3）环式。有闭路环式和开路环式两种，为简化保护，一般采用开路环式，其供电可靠性较高，运行比较灵活，但切换操作较繁。10（6）kV配电系统接线方式如下：单回路放射式

一般用于配电给二、三级负荷或专用设备，但对二级负荷供电时，尽量要有备用电源。如另有独立备用电源时，则可供电给一级负荷。双回路放射式

线路互为备用，用于配电给二级负荷。电源可靠时，可供电给一级负荷。

有公共备用干线的放射式

一般用于配电给二级负荷。如公共（热）备用干线电源可靠时，可供电给一级负荷。

单回路树干式一般用于对三级负荷配电。每条线路装接的变压器不超过5台，一般不超过2000kVA。

单侧供电双回路树干式

供电可靠性稍低于双回路放射式，但投资较省，一般用于配电给二、三级负荷。当供电电源可靠时，可供电给一级负荷。

双侧供电双回路树干式分别由两个电源供电，与单侧供电双回路树干式相比，供电可靠性略有提高，主要用于二级负荷。当供电电源可靠时，可供电给一级负荷。

单侧供电环式用于二、三级负荷配电，一般双回路电源同时工作开环运行，也可一用一备闭环运行。供电可靠性较高。电力线路检修时可以对二级负荷配电，但保护装置和整定配合都比较复杂。双侧供电环式

用于二、三级负荷配电，正常运行时一侧供电或在线路的负荷分界处断开。配电系统应加闭锁，避免并联，故障后手动切换，寻找故障时要中断供电。3常用低压电力配电系统接线及有关说明放射式

配电线故障互不影响，供电可靠性较高，配电设备集中，检修比较方便，但系统灵活性较差，有色金属消耗较多，一般在下列情况下采用：（1）容量大、负荷集中或重要的用电设备。（2）需要集中连锁起动、停车的设备。（3）有腐蚀性介质或爆炸危险等环境，不宜将用电及保护起动设备放在现场者。

树干式

配电设备及有色金属消耗较少，系统灵活性好，但干线故障时影响范围大。一般用于用电设备的布置比较均匀，容量不大，又无特殊要求的场合。

变压器干线式

除具有树干式系统的优点外，接线更简单，能大量减少低压配电设备。为了提高母干线的供电可靠性，应适当减少接出的分支回路数，一般不超过10个。频繁起动、容量较大的冲击负荷，以及对电压质量要求严格的用电设备，不宜用此方式供电。备用柴油发电机组

10kV专用架空线路为主电源，快速自起动型柴油发电机组做备用电源。用于附近只能提供一个电源，若得到第二个电源需要大量投资时，经技术经济比较，可采用此方式供电。宜注意：（1）与外网电源间应设机械与电气连锁，不得并网运行。（2）避免与外网电源的计费混淆。（3）在接线上要具有一定的灵活性，以满足在正常停电（或限电）情况下供给部分重要负荷用电。链式

特点与树干式相似，适用于距配电屏较远而彼此相距又较近的不重要的小容量用电设备。

链接的设备一般不超过5台、总容量不超过10kW。供电给容量较小用电设备的插座，采用链式配电时，每一条环链回路的数量可适当增加。变配电所设计1.变配电所分类变配电所是各级电压的变电所和配电所的总称，不包括35kV以上变电所时，也可称配变电所。（1）35kV变电所包括35/10（6）kV变电所和35/0.38kV变电所。前者对用电单位来说常称总降压变电所或总变电所，后者又称35kV直降变电所。（2）10（6）kV配电所（简称配电所），有些地方又称开闭所。用户单位内的配电所常带有10（6）kV变电所。（3）10（6）kV变电所（简称变电所），指高压侧电压为10（6）kV的变电所。在工业企业内又称车间变电所。另外，还有在炼钢、电解、铁路等工业企业中有特殊用途的电炉变电所、整流变电所、自动闭塞变电所等。2。变配电所所址选择

（1）变配电所所址选择应根据下列要求综合考虑确定：1）接近负荷中心；2）接近电源侧；3）进出线方便；4）运输设备方便；5）不应设在有剧烈振动或高温的场所（或有爆炸危险介质的场所）；6）不宜设在多尘或有腐蚀性气体的场所，如无法远离，不应设在污染源的主导风向的下风侧；7）不应设在厕所、浴室或其他经常积水的正下方（指相邻楼层的正下方），也不宜与上述场所相贴邻；

2。变配电所所址选择（续）8）独立配变电所不应设在地势低洼和可能积水的场所；9）不应设在有爆炸危险的区域内，但当变配电室为正压室时，可布置在1区、2区内。对于易燃物质比空气重的爆炸性气体环境，位于1区、2区附近的变电所、配电所的室内地面，应高出室外地面0.6m；10）不宜设在有火灾危险区域的正上方或在下方。（2）变配电所如果与火灾危险区域的建筑物毗邻时，应符合下列要求：1）电压为1~10kV配电所可通过走廊或套间与火灾危险环境的建筑物相通，通向走廊或套间的门应为难燃烧体。2）变电所与火灾危险环境建筑物共用的隔墙应是密实的非燃烧体，管道和沟道穿过墙和楼板处，应采用非燃烧性材料严密堵塞。3）变压器室的门窗应通向非火灾危险环境。2。变配电所所址选择（续）（3）装有可燃性油浸电力变压器的车间内变电所，不应设在耐火等级为三、四级的建筑物内；如设在耐火等级为二级的建筑物内，建筑物应采取局部防火措施。（4）多层建筑中，装有可燃性油的电气设备的配变电所应布置在底层靠外墙部位，但不应设在人员密集场所的正上方、在下方、贴邻或疏散出口的两旁。（5）高层主体建筑物内不宜布置装有可燃性油的电气设备的配变电所，如受条件限制必须布置时，应设在底层靠外墙部位，但不应设在人员密集场所的正上方、在下方、贴邻或疏散出口的两旁，并应采取相应的防火措施。2。变配电所所址选择（续）（6）露天或半露天的变电所，不应设在下列场所：1）有腐蚀性气体的场所；2）挑檐为燃烧体或难燃体和耐火等级为四级的建筑物旁；3）附近有棉、粮及其他易燃物大量集中的露天堆场；4）有可燃粉尘、可燃纤维的场所，容易沉积灰尘或导电尘埃，且严重影响变压器安全运行的场所。（7）配变电所可设置在建筑物的地下层，但不宜设置在最底层。配变电所设置在建筑物地下层时，应根据环境要求加设机械通风、去湿设备或空气调节设备。当地下只有一层时，尚应采取预防洪水、消防水或积水从其他渠道淹渍支配变电所的措施。3。变配电所型式选择（1）35/10（6）kV变电所分屋内式和屋外式，屋内式运行维护方便，占地面积少。在选择35kV总变电所的型式时，应考虑所在地区的地理情况和环境条件，因地制宜；技术经济合理时，应优先选用占地少的型式。35kV变电所宜用屋内式。（2）配电所一般为独立式建筑，也可与所带10(6)kV变电所一起附设于负荷较大的厂房或建筑物。（3）10(6)kV变电所的型式应根据用电负荷的状况和周围环境情况综合考虑确定：1）负荷较大的车间和站房，宜设附设变电所或半露天变电所；2）负荷较大的多跨厂房，负荷中心在厂房中部且环境许可时，宜设车间内变电所或组合式成套变电站；3）高层或大型民用建筑物内，宜设室内变电所或组合式成套变电站；4）负荷小而分散的工业企业和大中城市的居民区，宜设独立变电所，有条件时也可设附设式变电所或户外箱式变电站。4。对各专业的要求对各专业的要求，除在GB50053《10kV及以下变电所设计规范》及JGJ16-2008《民用建筑电气设计规范》中有明确规定外。中有明确规定外。在执行中还存在不少问题，现仅列举几例，今后设计时应予以重视。（1）防火挑檐：车间附设变电所选用油浸电力变压器时，有的未在变压器大门的上方设置防火挑檐。GB50053-94的第6.1.8条规定“在多层和高层主体建筑物的底层布置有可燃性油的电气设备时，其底层外墙开口部位的上方应设置宽度不小于1.0m的防火挑檐”。（2）安全出口：有的设计在长度大于7m的配电室仅设一个出口或设两个出口但靠近同一端。这不符合GB50053的规定。GB50053-94的第6.2.6条规定“长度大于7m的配电室应设两个出口，并宜布置布置在配电室的两端”。（3）梁高：有的设计在考虑室内净高时未计及梁的高度。由于变配电所的跨度较大，有时梁的高度可达800mm左右，故在提土建条件时应考虑梁的高度。4。对各专业的要求（续）（4）值班室：有的设计将值班室设在交通不便的里角。这不符合GB50053的规定。GB50053-94的4.1.6条规定“有人值班的变电所，应设单独的值班室。高压配电室与值班室应直通或经过通道相通，值班室应有直接通向户外或通向走道的门”。（5）电缆沟：有的变电所内双排布置的低压配电屏仅在屏底和后侧设置地沟，两排屏的沟之间互不连通。为了方便电缆的进出和今后线路的调整，宜将所内所有主电缆沟和控制电缆沟均连通。（6）当配变电所与上、下或贴邻的居住、办公房间仅有一层楼板或墙体相隔时，配变电所应采取屏蔽、降噪扥措施。5。变配电所设备布置方面变配电所设备布置方面，我们也存在种种问题，甚至违反强制性条文的规定，现举例如下：（1）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屏柜的排列顺序相反。看系统图时是面向屏柜的正面，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，必然弄反了。要避免这一错误的关键是在系统图和平面图上都应向屏柜的正面从左到右按顺序排列。其二是平面图上双排面对面布置的配电屏之间有母线桥，而在系统图却未画出。（2）低压配电屏屏前、屏后通道宽度不满足规范要求。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1800mm，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1500mm，抽屉式单排布置为1800mm，固定式双排面对面布置为2000mm，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。（另外屏端通道不应小于0.8m）5。变配电所设备布置方面（续）（3）配电柜屏后通道的出口数量不能满足规范要求。作为强制性条文，GB50053-94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、低压屏内电气设备有突发性故障时，在屏后的巡视或维修人员能及时离开事故点。（4）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。GB50053-94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的上方布置灯具时，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。变配