對變電所、配電所設計中普遍存在的問題探討

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摘要:本文針對筆者多年來在審查10、6kV配電所及10、6/0.4kV變電所設計中發現的一些問題,依據國家現行規範和標準進行簡要分析,並提出具體的改進意見。

對變電所、配電所設計中普遍存在的問題探討

關鍵詞:變電所;配電所;存在問題;規範

前言

10、6kV配電所及10、6/0.4kV變電所設計,是工程建設中非常普通又非常重要的一項工作,其規範性和技術性都很強,許多方面涉及到國家強制性條文的貫徹落實。要做好變配電所設計既要執行國家現行的有關規範和規程,又要滿足當地供電部門的具體要求,否則會出現種種問題,影響設計質量和工程進度。為了做好變配電所的設計,現將本人在審查我院變配電所設計圖紙時發現各種問題中的一部分整理出來,進行簡要的分析,與大家相互交流,以便共同提高。

1.變電所和配電所的名稱工程設計在使用名詞術語時要力求準確,不能隨意。在具體專案的設計檔案中不宜籠統使用“變配電所”這一名稱。“變配電所”是變電所和配電所的統稱,僅用於泛指。具體談到某種類別或某一個體時,應分別稱為“變電所”或“配電所”。在GB50053-94《10kV及以下變電所設計規範》中,“變電所”的解釋是“10kV及以下交流電源經電力變壓器變壓後對用電裝置供電”:“配電所”的解釋是“所內只有起開閉和分配電能作用的高壓配電裝置,母線上無主變壓器”。在變電裝置與配電裝置均有時,以升降壓為主要功能包括附有高、中壓配電裝置者,稱為“變電所”“以中壓配電為主要功能?包括附有3~10/0.4kV變壓器者,稱為”配電所“。一項工程具有多個變電所時,應以所在建築物的名稱或用流水號對各變電所分別命名。

2.帶電導體系統的型式和系統接地的型式根據國際電工委員會IEC-TC64第312條,配電系統的型式有兩個特徵,即帶電導體系統的型式,如三相四線制,和系統接地的型式如TN-C-S系統。在正式檔案中不得把三相四線制的TN-S系統稱為“三相五線制”。在GB50054-95《低壓配電設計規範》第37頁“名詞解釋”中已明確指出,“三相四線制是帶電導體配電系統的型式之一,三相指L1、L2、L3三相,四線指通過正常工作電流的三根相線和一根N線,不包括不通過正常工作電流的PE線”。它並進一步闡明“TN-C、TN-C-S、TN-S、TT等接地型式的配電系統均屬三相四線制”。在我國低壓配電電壓應採用220V/380V.帶電導體系統的型式宜採用單相二線制、兩相三線制、三相三線制和三相四線制。在設計檔案中,對TN-S與TN-C-S接地型式的劃定有時混淆不清。系統的接地型式一般是就一個變電所或一臺變壓器的供電範圍而言。中性線N線和保護線PE線僅在區域性範圍內,如一棟樓或一層樓分開時,應稱TN-C-S系統。TN系統中某一剩餘電流保護器負荷側電氣裝置的外露導電體單獨接地時,可稱為區域性TT系統。

3.分級分類術語和標準計量單位設計檔案中的各種分級、分類等名詞術語,應與國家標準、行業標準統一,不得混淆。如經常使用的術語:電力負荷應稱為一、二、三級負荷,這裡用“級”不用“類”;防雷建築稱為一、二、三類防雷建築物,這裡用“類”不用“級”?新的防雷規範不再分工業、民用,屋面避雷網的網格大小也應以新規範為準;爆炸性氣體環境危險區域分為0、1、2區,爆炸性粉塵環境危險區域分為10、11區,火災危險區域分為21、22、23區,這裡均用“區”不用“級”或“類”;而火藥、炸藥、彈及火工品危險場所電氣分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ類危險場所,這裡用“類”不用“區”。其他的名詞術語也應正確使用,如在正式檔案中應使用“斷路器”、“變電所”,而不宜使用“自動開關”、“變電站”等等,不一一列舉。計量單位的標準符號要正確,字母的大小寫不能隨意。如A、V、W、kV、kW、kVA、kvar、lx、km等應一律使用法定計量單位,特別要注意單位符號字母的大小寫要正確,凡由人名轉化來的單位符號?如A、V、W、N、Pa和兆以上的詞頭符號?如M、G均應大寫;除此之外,則一律小寫,如kV、MW、kvar、km等。有關計量單位的資料,可參閱“工業與民用配電設計手冊”第十六章第773~783頁。

4.對土建的要求在GB50053-94《10kV及以下變電所設計規範》中明確規定了變電所所址選擇和對建築等有關專業的要求,在執行中我們還存在不少具體問題,現僅列舉以下幾例略加分析,今後設計時應予以重視。

1)防火挑簷:車間附設變電所選用油浸電力變壓器時,有的未在變壓器室大門的上方設定防火挑簷。在工程建設標準強制性條文GB50053-94的第6.1.8條,規定“在多層和高層主體建築物的`底層佈置有可燃性油的電氣裝置時,其底層外牆開口部位的上方應設定寬度不小於1.0m的防火挑簷”。

2)安全出口:有的設計在長度大於7m的配電室僅設一個出口或設兩個出口但靠近同一端。這不符合GB50053-94第6.2.6條的規定,規範要求“長度大於7m的配電室應設兩個出口,並宜佈置在配電室的兩端”。

3)樑高:有的設計在考慮室內淨高時未計及樑的高度。由於變配電所的跨度較大,有時樑的高度可達800mm左右,故在提土建條件層高時應考慮樑的高度。

4)值班室:有的設計將值班室設在交通不便的裡角。這不符合GB50053-94的第4.1.6條規定,該條規定“有人值班的配電所,應設單獨的值班室。高壓配電室與值班室應直通或經過通道相通,值班室應有直接通向戶外或通向走道的門。”

5)電纜溝:有的變電所內雙排佈置的低壓配電屏僅在屏底和後側設定地溝,兩排屏的溝之間互不連通。為了方便電纜的進出和今後線路的調整,宜將所內所有主電纜溝和控制電纜溝均連通。

6)電纜分界室:有的分界室不滿足供電部門的要求。北京供電局規定北京地區的10kV使用者必須設定電纜分界室作為工程的電源總進線室。電纜分界室的位置應接近電源進線方向,並靠近建築物的外牆。其面積一般為6m×3.5m即20mm2左右,淨高應不小於2.7m,下設淨高不小於1.8m的電纜夾層,並設600mm×600mm的人孔和爬梯。電纜分界室在無地下室的建築物中一般設在一層;而在有地下室的建築物中,則不論地下有幾層,電纜分界室均要求設在地下一層。根據北京市供電局的規定,電纜分界室歸北京市供電局管理,故電纜分界室的門應向外開向公共走道。

5.裝置佈置在變配電所的裝置佈置方面,我們也存在種種問題,甚至違反強制性條文的規定,現僅舉列如下:

1)高、低壓配電系統圖與平面圖不一致。其表現形式有兩種:其一是系統圖與平面圖中櫃?屏的排列順序相反。看系統圖時是面向櫃?屏的正面,將其從左至右排列為1、2、3……n;而在平面圖上卻是面向屏的背面,將其從左至右排列為1、2、、3……n,必然弄反了。要避免這一錯誤的關鍵是在系統圖和平面圖上都應面向櫃?屏的正面從左至右按順序排列。其二是平面圖上雙排面對面佈置的配電屏之間有母線橋,而在系統圖卻未畫出。

2)低壓配電屏屏前、屏後通道寬度不滿足新規範要求。如屏後有時僅距牆700mm,抽屜式低壓屏雙排面對面佈置時僅相距1800mm.根據規範GB50053-94第4.2.9條規定,低壓配電室內成排佈置配電屏的屏前、屏後的通道最小寬度為:其屏後通道,固定式和抽屜式均為1000mm;其屏前通道,固定式單排佈置為1500mm,抽屜式單排佈置為1800mm,固定式雙排面對面佈置為2000mm,抽屜式雙排面對面佈置為2300mm.只有當建築物牆面遇有柱類區域性凸出時,凸出部分的通道寬度可減少200mm.

3)配電櫃?屏後通道的出口數量不滿足規範要求。作為規範強制性條文,GB50053-94第4.2.6條規定“配電裝置長度大於6m時,其櫃?屏後通道應設兩個出口,低壓配電裝置兩個出口間的距離超過15m時,尚應增加出口。”這一條要強制執行的理由,是為了當高壓櫃、低壓屏內電氣裝置有突發性故障時,在屏後的巡視或維修人員能及時離開事故點。

4)配電室內燈具採用線吊、鏈吊,且安裝在配電裝置的正上方不符合安全要求。GB50053-94第6.4.3條規定,“在配電室內裸導體的正上方,不應佈置燈具和明敷線路,當在配電室內裸導體上方佈置燈具時,燈具與裸導體的水平淨距不應小於1.0m,燈具不得采用吊鏈和軟線吊裝”。因低壓屏頂部佈置有母線銅排通常又不封閉,故要執行此條規定。配電室內可採用線槽型熒光燈用吊杆安裝。

5)變配電所內設有接地扁鋼沿牆敷設,但未設定臨時接地接線柱。為了方便試驗和維修時臨時接地,應適當設定臨時接地接線柱。接地接線柱的做法可參見國家標準圖集86D563《接地裝置安裝》第25頁。

6.推薦選用D,yn11結線變壓器最近十年,在TN系統中採用D,yn11結線組別的變壓器已很普遍,但還有不少工程仍選用Y,ynO結線組別的變壓器,其原因主要是不清楚前者的優點。在GB50052-95《供配電系統設計規範》中第6.0.7條規定:“在TN及TT系統接地型式的低壓電網中,宜選用D,yn11結線組別的三相變壓器作為配電變壓器”。這裡“宜選用”的理由,主要基於D,yn11結線比Y,ynO結線的變壓器具有以下優點:

1)有利於抑制高次諧波電流。三次及以上高次諧波激磁電流在原邊接成△形條件下,可在原邊形成環流,有利於抑制高次諧波電流,保證供電波形的質量。

2)有利於單位相接地短路故障的切除。因D,yn11結線比Y,ynO結線的零序阻抗小得多,使變壓器配電系統的單相短路電流擴大3倍以上,故有利於單相接地短路故障的切除。

3)能充分利用變壓器的裝置能力。Y,ynO結線變壓器要求中性線電流不超過低壓繞組額定電流的25%?見GB50052-95第6.0.8條,嚴重地限制了接用單相負荷的容量,影響了變壓器裝置能力的充分利用;而D,yn11結線變壓器的中性線電流允許達到相電流的75%以上,甚至可達到相電流的100%,使變壓器的容量得到充分的利用,這對單相負荷容量大的系統是十分必要的。因此在TN及TT系統接地型式的低壓電網中,推薦採用D,yn11結線組別的配電變壓器。

7.電纜型號與截面的選擇