第五章变配电所及建筑供配电系统

第5章变配电所及建筑供配电系统第一节变配电所的主结线第二节变配电所的结构与布置第三节电力线路的结线方式第四节电力线路的结构与敷设第五节供配电系统载流导体的选择计算第一节变配电所的主结线一、概述(1)安全性要符合国家标准和有关技术规范的要求，能充分保证人身和设备的安全。(2)可靠性要满足各级电力负荷对供电可靠性的要求。(3)灵活性能适应系统所需要的各种运行方式，便于操作维护，并能适应负荷的发展，有扩充和改建的可能性。(4)经济性在满足以上要求的前提下，尽量使主结线简单，投资少，运行费用低，并节约电能。二、高压配电所的主结线图1.电源进线第一节变配电所的主结线图5-1图1-1所示高压配电所及其附设2号车间变电所的主结线图2.母线3.高压配电出线第一节变配电所的主结线4.变配电所的装置式主电路图5.民用建筑的配变电所图路电主式置装的所电配压高示所1-5图2-5图第一节变配电所的主结线(1)设计要求1)本大厦属一类高层民用建筑，强电部分设计内容包括高低压配电、应急电源、照明、风机及水泵自动控制、防雷接地、等电位联结等。2)本大厦主要用电指标为：(2)变配电所和应急电源设计1)10kV市电采用环网供电方式，以电缆埋地引入，正常工作电源为一路。2)应急电源采用CD512型柴油发电机组，容量为512kW，当市电断电或消防时，发电机自动起动，并在15s内恢复对消防负荷等一级负荷供电。第一节变配电所的主结线3)高低压变配电所位于地下一层，变压器安装容量为2500kVA(两台1250kVA)。4)发电机房与变电所相邻，设有噪声衰减装置和烟气净化装置，以满足环保要求。5)按供电局意见，高压侧不设计量柜。6)为提高功率因数，低压侧设置了带功率因数自动补偿装置的低压静电电容器柜，柜内装设体积小的干式电容器，补偿后高压侧功率因数不低于0.9。7)低压配电系统共设四段母线，其中两段(Ⅰ和Ⅱ)为正常工作母线，向一般负荷供电，它们之间设有母线联络开关，便于当某台变压器故障或季节变化时调配负荷。第一节变配电所的主结线8)大厦低压配电系统的接地型式为TN—S式，即将正常工作时有电流通过的N线(中性线)与起保护作用的PE线(保护线)，只在变配电室内相接于同一接地点，以后分开引出N线和PE线，彼此绝缘互不共用，为便于识别需用不同颜色表示。9)高层建筑的电气线路一般敷设在专用的电气竖井内，供电给电气竖井内配电箱的配电线路。(3)设备选择及订货需注意的问题1)高压配电柜选用西门子(SIEMENS)公司生产的8DH10系列六氟化硫绝缘环网开关柜和断路器柜，其技术要求请参见有关说明。第一节变配电所的主结线3-5图2)变压器选用SC8型薄绝缘环氧浇注变压器，请注意配IP20级保护外壳及自动送风装置。第一节变配电所的主结线3)柴油发电机组配套要求详见设计图，需带自动起动装置，但不需带双电源自动切换柜。4)低压配电柜应按系统图及平面图要求订货，采用上出线方式(不需设置电缆沟，且便于维修)，变压器至低压配电柜的封闭母线桥，建议与配电柜配套订货。5)动力配电箱、照明配电箱、电度表等，应在箱内设置保护线(PE)端子板(或接线板)，订货时应特别指明，以免遗漏。6)电缆桥架订货时，应由施工单位按平面图并结合施工现场确定全套组件，包括直通、弯通、吊架、支臂和各种连接件(紧固件等)。7)当安装离地高度低于1.8m时，插座必须带安全门装置。8)电缆订货请注意按设计要求选用难燃型及耐火型。(4)设备安装第一节变配电所的主结线1)高压环网开关柜、低压配电柜的设备基础，应由施工单位按制造厂提供的详细安装资料对设计图核实和调整后方可施工。2)由于柴油发电机房的设备布置和安装尺寸取决于所订的发电机组，也取决于选定的噪声限制及烟气净化的具体做法，本施工设计图仅提出技术要求及布置示意，进一步的安装资料需由建设单位责成发电机供应商及机房环保施工单位提供。3)挂墙式配电箱和电表箱的尺寸因制造厂而异，在电气竖井内未标注安装尺寸，具体安装位置在施工时定。4)除图中注明外，设备安装高度(底边距地)一般为：三、车间(或小型工业与民用建筑)变电所的主结线方案第一节变配电所的主结线图5-4车间变电所高压侧主结线方案(示例)1.只装有一台主变压器的小型变电所(1)高压侧采用隔离开关—熔断器或跌开式熔断器的变电所主电路(如图5-4中的c、d、e、g)它们均采用熔断器来分断变电所的短路故障。第一节变配电所的主结线(2)高压侧采用负荷开关—熔断器的变电所主电路(如图5-5所示)由于负荷开关能带负荷操作，使变电所停电和送电的操作较为灵活简便。(3)高压侧采用隔离开关—断路器的变电所主电路(如图5-6所示)由于采用了高压断路器，从而使变压器的切换操作非常灵活方便。图5-5高压侧采用负荷开关—熔断器第一节变配电所的主结线图5-6高压侧采用隔离开关—断路2.装有两台主变压器的小型变电所第一节变配电所的主结线(1)高压侧无母线、低压单母线分段的变电所主电路(如图5-7所示)当任一主变压器或任一电源线停电检修或发生故障时，通过倒闸操作闭合低压母线分段开关QF5，即可恢复供电，因而具有较高的供电可靠性。(2)高压采用单母线、低压单母线分段的变电所主电路(如图5-8所示)这种主结线适用于装有两台及以上主变压器或具有多路高压出线的变电所。第一节变配电所的主结线图5-7高压侧无母线、低压单母线分段第一节变配电所的主结线图5-8高压采用单母线、低压单母线(3)高低压侧均为单母线分段的变电所主电路(如图5-9所示)这种主电路的两段高压母线在正常时可以接通运行，也可以分段运行。第一节变配电所的主结线四、总降压变电所的主结线方案1.单台变压器的总降压变电所图5-9高低压侧均为单母线分段第一节变配电所的主结线图5-10单台变压器的总降压2.两台主变压器的总降压变电所(1)外桥式结线(图5-10a)的运行操作第一节变配电所的主结线图5-11桥式结线的总降压变电所主电路图(2)内桥式结线(图5-11b)的运行操作如果电源进线WL2失电或检修时，只要断开QF12和QS122、QS121，第一节变配电所的主结线然后合上QF10(其两侧的QS应先合上)，即可使两台主变压器均由电源进线WL1供电，操作比较简便。第二节变配电所的结构与布置一、变配电所所址的选择1)尽量靠近负荷中心，以便减少电压损耗、电能损耗和有色金属消耗量。2)进出线方便，特别是采用架空进出线时应着重考虑进出线条件。3)尽量靠近电源侧，以尽量避免倒送功率，对总降压变电所和配电所要特别考虑这一点。4)尽量不设在多尘和有腐蚀性气体的场所，若无法远离时则应设在污染源的上风侧。5)不应设在有剧烈震动的场所。6)不应设在洗手间、浴室或其他可能经常积水场所的正下方或贴邻。第二节变配电所的结构与布置7)交通运输方便，以便于运送变压器、开关柜等较重、较大的设备。8)不宜设在易燃易爆场所或与之保持规定的安全距离。9)高压配电所应尽量与车间变电所或有大量高压用电设备的厂房合建(例如图1-1中的HDS与STS2合建，参见图5-13)。10)高层建筑地下层配变电所的位置，宜选择在通风、散热条件较好的场所。11)不应妨碍工业与民用建筑今后的发展，并适当考虑今后扩建的可能。二、车间变电所的类型(1)附设变电所变电所的一面或数面墙与车间的墙共用，且变压器室的门和通风窗向车间外开，如图5-12中的1～4。第二节变配电所的结构与布置图5-12车间变电所类型第二节变配电所的结构与布置5Z12.tif(2)露天变电所变压器位于露天地面上，如图5-12中的5。(3)独立变电所变电所为一独立建筑物，如图5-12中的6。第二节变配电所的结构与布置(4)车间内变电所位于车间内部的变电所，且变压器室的门向车间内开，如图5-12中的7。(5)杆上变电站变压器装在室外的电杆上面。(6)地下变电所整个变电所装设在地下的设施内。三、变配电所的总体布置1.变配电所总体布置的要求(1)便于运行维护有人值班的变配电所，一般应设置值班室。(2)保证运行的安全值班室内不得有高压设备，高压电容器组一般应装设在单独的房间内。第二节变配电所的结构与布置表5-1变压器外廓(防护外壳)与变压器室墙壁和门的最小净距(据JGJ/T16—1992)(单位：m)变压器容量100～1000kVA1250～1600kVA油浸变压器外廓与后壁、侧壁净距0．600．80油浸变压器外廓与门净距0．801．00干式变压器带有IP2X及以上防护等级金属外壳与后壁、侧壁净距0．600．80干式变压器有金属网状遮栏与后壁、侧壁净距0．600．80干式变压器带有IP2X及以上防护等级金属外壳与门净距0．801．00干式变压器有金属网状遮栏与门净距0．801．00第二节变配电所的结构与布置表5-2高压配电室内各种通道最小宽度(单位：mm)开关柜布置方式柜后维护通道柜前操作通道固定式手车式单排布置8001500单车长度+1200双排面对面布置8002000双车长度+900双排背对背布置10001500单车长度+1200第二节变配电所的结构与布置2.通道宽度在建筑物的墙面遇有柱类局部凸出时，凸出部位的通道宽度可减少200mm。第二节变配电所的结构与布置表5-3配电屏前、后通道最小宽度(单位：mm)形式布置方式屏前通道屏后通道固定式单排布置15001000双排面对面布置20001000双排背对背布置15001500抽屉式单排布置18001000双排面对面布置23001000双排背对背布置18001000第二节变配电所的结构与布置图5-13图5-1所示高压配电所及其附设2号车间变电所的平面图和剖面图(3)便于进出线高压架空进线时，高压配电室宜位于进线侧，低压配电室宜靠近变压器室。第二节变配电所的结构与布置(4)节约土地与建筑费用高压配电所应尽量与车间变电所合建。(5)适当考虑发展高低压配电室内均应留有适当数量开关柜的备用位置，并可予留好电缆沟。2.变配电所总体布置的方案图5-14高压配电所与附设式车间变电所合建的平面布置方案(示例)第二节变配电所的结构与布置四、变配电所的结构图5-15无高压配电室和值班室的车间变电所平面布置方案(示例)1.室外变压器装置的结构2.室内变压器装置的结构第二节变配电所的结构与布置图5-16露天变电所变压器台结构图3.配电室的结构第二节变配电所的结构与布置图5-17室内变电所变压器室结构(示例)第二节变配电所的结构与布置图5-18高压配电室剖面图(示例)4.电容器室的结构五、组合式成套变电站简介第二节变配电所的结构与布置图5-19低压配电室剖面图(示例)第二节变配电所的结构与布置5Z19.tif(1)高压柜采用GFC—10A型手车式高压开关柜，其手车上装ZN4—10C型真空断路器。第二节变配电所的结构与布置(2)变压器柜主要装配SCL型环氧树脂浇注干式变压器，防护式可拆装结构，变压器装有滚轮，便于取出检修。(3)低压柜采用BFC—10A型抽屉式低压配电柜，主要装配ME型低压断路器等。图5-20某XZN—1型户内组合式成套变电站的平面布置图第二节变配电所的结构与布置图5-21图5-20所示XZN—1型户内成套变电站的高低压结线系统图第二节变配电所的结构与布置3-5图22-5图六、变配电所的电气安装图(1)变配电所一次系统电路图例如图5-1和图5-2。第二节变配电所的结构与布置(2)变配电所平、剖面图用适当的比例(如1∶20或1∶50)绘制，具体表示出变配电所的总体布置和一次设备的安装位置，例如图5-13和图5-22。(3)无标准图样的构件安装大样图对于在制作和安装上有特殊要求而无标准图样的一些构件，应绘制专门的大样图，注明尺寸、比例及有关材料和技术要求，以便按图制作和安装。(4)变配电所接地平面图例如图5-23即为图5-1所示的高压配电所及其附设2号车间变电所的接地装置平面布置图。第二节变配电所的结构与布置图5-23图5-1所示高压配电所及其附设2号车间变电所的接地装置平面布置图第二节变配电所的结构与布置图面平地接及件条建土的所电变配筑建用民层高某示所22-5图42-5图第二节变