供配電系統及變電所設計

1.供配電系統設計要則

供配電系統設計應根據工程特點、規模和發展規劃正確處理近期和遠期發展的關系，做到遠近期結合，在滿足近期使用要求的同時，兼顧未來發展的需要。按照負荷性質、用電容量、工程特點和地區供電條件，統籌兼顧，合理確定設計方案。具體要則如下：

1.供配電系統設計要則(續）1）根據負荷分級、用電容量和地區供電條件，選擇供電電源、確定供電回路數。2）符合下列條件之一時，用戶宜設置自備電源：◆需要設置自備電源作為一級負荷中的特別重要負荷的應急電源時或第二電源不能滿足一級負荷的條件時。◆設置自備電源較從電力系統取得第二電源經濟合理時。◆有常年穩定余熱、壓差、廢棄物可供發電，技術可靠、經濟合理時。◆所在地區偏僻，遠離電力系統，設置自備電源經濟合理時。◆有設置分布式電源的條件，能源利用效率高、經濟合理時。1.供配電系統設計要則(續）3）應急電源與正常電源之間，應采取防止并列運行的措施（機械連鎖、電氣連鎖）。目的在于保證應急電源的專用性，更重要的是防止向系統反送電。當有特殊要求，應急電源向正常電源轉換需短暫并列運行時，應采取安全運行的措施。4）供配電系統的設計，除一級負荷中的特別重要負荷外，不應按一個電源系統檢修或故障的同時另一電源又發生故障進行設計。5）需要兩回電源線路的用戶，宜采用同級電壓供電。但根據各級負荷的不同需要及地區供電條件，亦可采用不同電壓供電。6）同時供電的兩回及以上供配電線路中，當有一回路中斷供電時，其余線路應能滿足全部一級負荷及二級負荷。7）供配電系統應簡單可靠，同一電壓等級的配電級數高壓不宜多于兩級；低壓不宜多于三級。

1.供配電系統設計要則(續）8）根據負荷的容量和分布，配變電所應靠近負荷中心。當配電電壓為35kV時，亦可采用直降至低壓配電電壓。

9）為提高供電可靠性和符合節約用電、檢修用電的需要，在用戶內部鄰近的變電所之間宜設置低壓聯絡線。10）小負荷的用戶，宜接入地區低壓電網。(杭州市小于150kW)

11）對波動負荷的供電，除電動機啟動時允許的電壓下降情況外，當需要降低波動負荷引起的電網電壓波動和電壓閃變時，宜采取下列措施：1采用專線供電。2與其它負荷共用配電線路時，降低配電線路阻抗。3較大功率的波動負荷或波動負荷群與對電壓波動、閃變敏感的負荷，分別由不同的變壓器供電。4對于大功率電弧爐的爐用變壓器，由短路容量較大的電網供電。5采用動態無功補償裝置或動態電壓調節裝置。

1.供配電系統設計要則(續）12）控制各類非線性用電設備所產生的諧波引起的電網電壓正弦波形畸變率，宜采取下列措施：1各類大功率非線性用電設備變壓器，由短路容量較大的電網供電。2對大功率靜止整流器，采用增加整流變壓器二次側的相數和整流器的整流脈沖數，或采用多臺相數相同的整流裝置，并使整流變壓器的二次側有適當的相角差，或按諧波次數裝設分流濾波器。3選用D，yn11結線組別的三相配電變壓器。2.配電方式簡介根據對供電可靠性的要求、變壓器的容量及分布、地理環境等情況，高壓配電系統宜采用放射式，亦可采用樹干式、環式及其組合方式。1）放射式。供電可靠性高，故障發生后影響范圍較小，切換操作方便，保護簡單，便于自動化，但配電線路和高壓開關柜數量多而造價較高。2）樹干式。配電線路和高壓開關柜數量少且投資少，但故障影響范圍較大，供電可靠性較差。3）環式。有閉路環式和開路環式兩種，為簡化保護，一般采用開路環式，其供電可靠性較高，運行比較靈活，但切換操作較繁。10（6）kV配電系統接線方式如下：單回路放射式

一般用于配電給二、三級負荷或專用設備，但對二級負荷供電時，盡量要有備用電源。如另有獨立備用電源時，則可供電給一級負荷。雙回路放射式

線路互為備用，用于配電給二級負荷。電源可靠時，可供電給一級負荷。

有公共備用干線的放射式

一般用于配電給二級負荷。如公共（熱）備用干線電源可靠時，可供電給一級負荷。

單回路樹干式一般用于對三級負荷配電。每條線路裝接的變壓器不超過5臺，一般不超過2000kVA。

單側供電雙回路樹干式

供電可靠性稍低于雙回路放射式，但投資較省，一般用于配電給二、三級負荷。當供電電源可靠時，可供電給一級負荷。

雙側供電雙回路樹干式分別由兩個電源供電，與單側供電雙回路樹干式相比，供電可靠性略有提高，主要用于二級負荷。當供電電源可靠時，可供電給一級負荷。

單側供電環式用于二、三級負荷配電，一般雙回路電源同時工作開環運行，也可一用一備閉環運行。供電可靠性較高。電力線路檢修時可以對二級負荷配電，但保護裝置和整定配合都比較復雜。雙側供電環式

用于二、三級負荷配電，正常運行時一側供電或在線路的負荷分界處斷開。配電系統應加閉鎖，避免并聯，故障后手動切換，尋找故障時要中斷供電。3常用低壓電力配電系統接線及有關說明放射式

配電線故障互不影響，供電可靠性較高，配電設備集中，檢修比較方便，但系統靈活性較差，有色金屬消耗較多，一般在下列情況下采用：（1）容量大、負荷集中或重要的用電設備。（2）需要集中連鎖起動、停車的設備。（3）有腐蝕性介質或爆炸危險等環境，不宜將用電及保護起動設備放在現場者。

樹干式

配電設備及有色金屬消耗較少，系統靈活性好，但干線故障時影響范圍大。一般用于用電設備的布置比較均勻，容量不大，又無特殊要求的場合。

變壓器干線式

除具有樹干式系統的優點外，接線更簡單，能大量減少低壓配電設備。為了提高母干線的供電可靠性，應適當減少接出的分支回路數，一般不超過10個。頻繁起動、容量較大的沖擊負荷，以及對電壓質量要求嚴格的用電設備，不宜用此方式供電。備用柴油發電機組

10kV專用架空線路為主電源，快速自起動型柴油發電機組做備用電源。用于附近只能提供一個電源，若得到第二個電源需要大量投資時，經技術經濟比較，可采用此方式供電。宜注意：（1）與外網電源間應設機械與電氣連鎖，不得并網運行。（2）避免與外網電源的計費混淆。（3）在接線上要具有一定的靈活性，以滿足在正常停電（或限電）情況下供給部分重要負荷用電。鏈式

特點與樹干式相似，適用于距配電屏較遠而彼此相距又較近的不重要的小容量用電設備。

鏈接的設備一般不超過5臺、總容量不超過10kW。供電給容量較小用電設備的插座，采用鏈式配電時，每一條環鏈回路的數量可適當增加。變配電所設計1.變配電所分類變配電所是各級電壓的變電所和配電所的總稱，不包括35kV以上變電所時，也可稱配變電所。（1）35kV變電所包括35/10（6）kV變電所和35/0.38kV變電所。前者對用電單位來說常稱總降壓變電所或總變電所，后者又稱35kV直降變電所。（2）10（6）kV配電所（簡稱配電所），有些地方又稱開閉所。用戶單位內的配電所常帶有10（6）kV變電所。（3）10（6）kV變電所（簡稱變電所），指高壓側電壓為10（6）kV的變電所。在工業企業內又稱車間變電所。另外，還有在煉鋼、電解、鐵路等工業企業中有特殊用途的電爐變電所、整流變電所、自動閉塞變電所等。2。變配電所所址選擇

（1）變配電所所址選擇應根據下列要求綜合考慮確定：1）接近負荷中心；2）接近電源側；3）進出線方便；4）運輸設備方便；5）不應設在有劇烈振動或高溫的場所（或有爆炸危險介質的場所）；6）不宜設在多塵或有腐蝕性氣體的場所，如無法遠離，不應設在污染源的主導風向的下風側；7）不應設在廁所、浴室或其他經常積水的正下方（指相鄰樓層的正下方），也不宜與上述場所相貼鄰；

2。變配電所所址選擇（續）8）獨立配變電所不應設在地勢低洼和可能積水的場所；9）不應設在有爆炸危險的區域內，但當變配電室為正壓室時，可布置在1區、2區內。對于易燃物質比空氣重的爆炸性氣體環境，位于1區、2區附近的變電所、配電所的室內地面，應高出室外地面0.6m；10）不宜設在有火災危險區域的正上方或在下方。（2）變配電所如果與火災危險區域的建筑物毗鄰時，應符合下列要求：1）電壓為1~10kV配電所可通過走廊或套間與火災危險環境的建筑物相通，通向走廊或套間的門應為難燃燒體。2）變電所與火災危險環境建筑物共用的隔墻應是密實的非燃燒體，管道和溝道穿過墻和樓板處，應采用非燃燒性材料嚴密堵塞。3）變壓器室的門窗應通向非火災危險環境。2。變配電所所址選擇（續）（3）裝有可燃性油浸電力變壓器的車間內變電所，不應設在耐火等級為三、四級的建筑物內；如設在耐火等級為二級的建筑物內，建筑物應采取局部防火措施。（4）多層建筑中，裝有可燃性油的電氣設備的配變電所應布置在底層靠外墻部位，但不應設在人員密集場所的正上方、在下方、貼鄰或疏散出口的兩旁。（5）高層主體建筑物內不宜布置裝有可燃性油的電氣設備的配變電所，如受條件限制必須布置時，應設在底層靠外墻部位，但不應設在人員密集場所的正上方、在下方、貼鄰或疏散出口的兩旁，并應采取相應的防火措施。2。變配電所所址選擇（續）（6）露天或半露天的變電所，不應設在下列場所：1）有腐蝕性氣體的場所；2）挑檐為燃燒體或難燃體和耐火等級為四級的建筑物旁；3）附近有棉、糧及其他易燃物大量集中的露天堆場；4）有可燃粉塵、可燃纖維的場所，容易沉積灰塵或導電塵埃，且嚴重影響變壓器安全運行的場所。（7）配變電所可設置在建筑物的地下層，但不宜設置在最底層。配變電所設置在建筑物地下層時，應根據環境要求加設機械通風、去濕設備或空氣調節設備。當地下只有一層時，尚應采取預防洪水、消防水或積水從其他渠道淹漬支配變電所的措施。3。變配電所型式選擇（1）35/10（6）kV變電所分屋內式和屋外式，屋內式運行維護方便，占地面積少。在選擇35kV總變電所的型式時，應考慮所在地區的地理情況和環境條件，因地制宜；技術經濟合理時，應優先選用占地少的型式。35kV變電所宜用屋內式。（2）配電所一般為獨立式建筑，也可與所帶10(6)kV變電所一起附設于負荷較大的廠房或建筑物。（3）10(6)kV變電所的型式應根據用電負荷的狀況和周圍環境情況綜合考慮確定：1）負荷較大的車間和站房，宜設附設變電所或半露天變電所；2）負荷較大的多跨廠房，負荷中心在廠房中部且環境許可時，宜設車間內變電所或組合式成套變電站；3）高層或大型民用建筑物內，宜設室內變電所或組合式成套變電站；4）負荷小而分散的工業企業和大中城市的居民區，宜設獨立變電所，有條件時也可設附設式變電所或戶外箱式變電站。4。對各專業的要求對各專業的要求，除在GB50053《10kV及以下變電所設計規范》及JGJ16-2008《民用建筑電氣設計規范》中有明確規定外。中有明確規定外。在執行中還存在不少問題，現僅列舉幾例，今后設計時應予以重視。（1）防火挑檐：車間附設變電所選用油浸電力變壓器時，有的未在變壓器大門的上方設置防火挑檐。GB50053-94的第6.1.8條規定“在多層和高層主體建筑物的底層布置有可燃性油的電氣設備時，其底層外墻開口部位的上方應設置寬度不小于1.0m的防火挑檐”。（2）安全出口：有的設計在長度大于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的規定。GB50053-94的第6.2.6條規定“長度大于7m的配電室應設兩個出口，并宜布置布置在配電室的兩端”。（3）梁高：有的設計在考慮室內凈高時未計及梁的高度。由于變配電所的跨度較大，有時梁的高度可達800mm左右，故在提土建條件時應考慮梁的高度。4。對各專業的要求（續）（4）值班室：有的設計將值班室設在交通不便的里角。這不符合GB50053的規定。GB50053-94的4.1.6條規定“有人值班的變電所，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：有的變電所內雙排布置的低壓配電屏僅在屏底和后側設置地溝，兩排屏的溝之間互不連通。為了方便電纜的進出和今后線路的調整，宜將所內所有主電纜溝和控制電纜溝均連通。（6）當配變電所與上、下或貼鄰的居住、辦公房間僅有一層樓板或墻體相隔時，配變電所應采取屏蔽、降噪扥措施。5。變配電所設備布置方面變配電所設備布置方面，我們也存在種種問題，甚至違反強制性條文的規定，現舉例如下：（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屏柜的排列順序相反。看系統圖時是面向屏柜的正面，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向屏柜的正面從左到右按順序排列。其二是平面圖上雙排面對面布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、屏后通道寬度不滿足規范要求。如屏后有時僅距墻700mm，抽屜式低壓屏雙排面對面布置時僅相距1800mm，根據規范GB50053-94第4.2.9條規定，低壓配電室內成排布置配電屏的屏前、屏后的通道最小寬度為：其屏后通道，固定式和抽屜式均為1000mm；其屏前通道，固定式單排布置為1500mm，抽屜式單排布置為1800mm，固定式雙排面對面布置為2000mm，抽屜式雙排面對面布置為2300mm。只有當建筑物墻面遇有柱類局部凸出時，凸出部分的通道寬度可減少200mm。（另外屏端通道不應小于0.8m）5。變配電所設備布置方面（續）（3）配電柜屏后通道的出口數量不能滿足規范要求。作為強制性條文，GB50053-94第4.2.6條規定“配電裝置長度大于6m時，其柜屏后通道應設兩個出口，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，是為了當高壓柜、低壓屏內電氣設備有突發性故障時，在屏后的巡視或維修人員能及時離開事故點。（4）配電室內燈具采用線吊、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，不應布置燈具和明敷線路，當在配電室內裸導體的上方布置燈具時，燈具與裸導體的水平凈距不應小于1.0m，燈具不得采用吊鏈和軟線吊裝”。因低壓屏頂部布置有母線銅排通常又不封閉，故要執行此條規定。配電室內可采用線槽型熒光燈用吊桿安裝。5。變配