民用建筑中變電所電氣設(shè)計(jì)與相關(guān)專業(yè)配合要點(diǎn)綜述

趙 劍,方 波,茅 靖

(1.國(guó)網(wǎng)浙江余姚供電公司,浙江 寧波 315000；2.寧波甬城配電網(wǎng)建設(shè)有限公司,浙江 寧波 315000；3. 國(guó)網(wǎng)浙江慈溪供電公司,浙江 寧波 315000)

民用建筑中變電所設(shè)計(jì)時(shí),一般電氣為主專業(yè),電氣專業(yè)設(shè)計(jì)人員在變電所設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)建筑、結(jié)構(gòu)、給排水、暖通等相關(guān)專業(yè)有著各不相同的要求,并提出符合變電所安全運(yùn)行的具體設(shè)計(jì)條件,從而為電氣設(shè)備提供一個(gè)安全運(yùn)行的環(huán)境。由于這幾個(gè)專業(yè)各自的局限性,相關(guān)專業(yè)往往對(duì)這些方面的內(nèi)容疏于了解。這幾個(gè)專業(yè)雖然各自分工不同,但在我們的設(shè)計(jì)產(chǎn)品中是以一個(gè)整體形式表現(xiàn)出來(lái)的,如何在設(shè)計(jì)產(chǎn)品中將這幾個(gè)專業(yè)完美結(jié)合,使我們的設(shè)計(jì)產(chǎn)品不出現(xiàn)問(wèn)題并做到盡善盡美,是我們應(yīng)盡的職責(zé)。

1 變電所建筑專業(yè)配合要點(diǎn)

1.1 建筑位置選擇

1) 應(yīng)接近負(fù)荷中心。

2) 接近電源側(cè),貼鄰?fù)鈮?；進(jìn)出線方便；不應(yīng)設(shè)在人防區(qū)域內(nèi)。

3) 不應(yīng)設(shè)在有劇烈振動(dòng)或高溫的場(chǎng)所；不宜設(shè)在多塵或有腐蝕性氣體的場(chǎng)所,當(dāng)無(wú)法遠(yuǎn)離時(shí),不應(yīng)設(shè)在污染源盛行風(fēng)向的下風(fēng)側(cè)；不應(yīng)設(shè)在有爆炸危險(xiǎn)環(huán)境的正上方或正下方,且不宜設(shè)在有火災(zāi)危險(xiǎn)環(huán)境的正上方或正下方。

4) 不應(yīng)設(shè)在廁所、浴室或其他經(jīng)常積水場(chǎng)所的正下方,且不宜與上述場(chǎng)所相貼鄰；不應(yīng)設(shè)在地勢(shì)低洼和可能積水的場(chǎng)所。配電所、變電所的電纜夾層、電纜溝和電纜室,應(yīng)采取防水、排水措施。

5) 變配電所一般可設(shè)置在建筑物的地下層,但不宜設(shè)置在最底層。當(dāng)?shù)叵轮挥幸粚訒r(shí),還應(yīng)采取抬高室內(nèi)地面或設(shè)門欄等以預(yù)防洪水、消防水或積水從其他渠道淹漬配變電所的措施。高層或超高層建筑可在避難層、設(shè)備層及屋頂層等處設(shè)置分變配電所,同時(shí)應(yīng)考慮住宅、賓館等住宿功能用房震動(dòng)和噪聲影響。某些省市、地區(qū)還要求變配電所設(shè)在一層以上,應(yīng)事先了解當(dāng)?shù)毓╇姴块T的規(guī)定。

6)配電裝置的布置應(yīng)避開建筑物的伸縮縫。

7)附設(shè)在教育建筑內(nèi)的變電所,不應(yīng)與教室、宿舍相貼鄰[1]。

1.2 建筑門窗通道及室內(nèi)裝飾要求

1) 設(shè)備運(yùn)輸方便,并考慮長(zhǎng)遠(yuǎn)的設(shè)備更新；當(dāng)變配電所設(shè)置在建筑物內(nèi)時(shí),向結(jié)構(gòu)專業(yè)出荷載要求,并應(yīng)設(shè)有運(yùn)輸通道。運(yùn)輸通道凈高不小于2.5 m,凈寬(設(shè)備寬+0.6 m)不小于2.0 m,通道轉(zhuǎn)彎處凈寬不小于2.5 m。當(dāng)其通道為吊裝孔或吊裝平臺(tái)時(shí),其吊裝孔和平臺(tái)的尺寸應(yīng)滿足吊裝最大設(shè)備的需要,吊鉤與吊裝孔的垂直距離應(yīng)滿足吊裝最高設(shè)備的需要。

2) 變壓器室、配電室、電容器室的門應(yīng)向外開啟。相鄰配電室之間有門時(shí),此門應(yīng)能雙向開啟。配電所各房間經(jīng)常開啟的門、窗,不宜直通相鄰的酸、堿、蒸汽、粉塵和噪聲嚴(yán)重的場(chǎng)所。

3) 配電所臨街的一面不宜開窗。變壓器室、配電室、電容器室等，應(yīng)設(shè)置防止雨、雪和蛇、鼠類小動(dòng)物從采光窗、通風(fēng)窗、門、電纜溝等進(jìn)入室內(nèi)的設(shè)施。所有通向變壓器室、配電室、電容器室的門,應(yīng)加防鼠板。變配電所的通風(fēng)窗,應(yīng)采用非燃燒材料。

4) 長(zhǎng)度大于7 m的配電室應(yīng)設(shè)兩個(gè)出口,并宜布置在配電室的兩端。長(zhǎng)度大于60 m時(shí),應(yīng)增加一個(gè)出口,相鄰安全出口之間的距離不應(yīng)大于40 m。當(dāng)變電所采用雙層布置時(shí),位于樓上的配電室應(yīng)至少設(shè)一個(gè)通向室外的平臺(tái)或通道的出口。

5) 配電裝置室的門和變壓器室的門的高度和寬度,宜按最大不可拆卸部件尺寸,高度加0.5 m,寬度加0.3 m,其疏散通道門的最小高度宜為2.0 m,最小寬度宜為750 mm。

6)高壓配電室窗戶的底邊距室外地面的高度不應(yīng)小于1.8 m,低壓配電室可設(shè)能開啟的采光窗。

7) 配電室、變壓器室、電容器室和各輔助房間的內(nèi)墻和頂棚表面應(yīng)抹灰刷白。頂棚表面應(yīng)平整、勾縫、刷白,地(樓)面宜采用高標(biāo)號(hào)水泥抹面壓光。

8)地下室內(nèi)的變電所的墻體、地面采用20 mm厚1∶2.5水泥砂漿摻5%防水劑。 地下室變電所、人防電站、配電小間等電氣設(shè)備用房的底板、承臺(tái)、地梁、側(cè)板部位增設(shè)一道1.5 mm高分子自粘性橡膠復(fù)合防水卷材。

1.3 建筑防火要求

1)油浸變壓器、充有可燃油的高壓電容器和多油開關(guān)等, 宜設(shè)置在建筑外的專用房間內(nèi)；確需貼鄰民用建筑布置時(shí),應(yīng)采用防火墻與所貼鄰的建筑分隔,且不應(yīng)貼鄰人員密集場(chǎng)所該專用房間的耐火等級(jí)不能低于二級(jí)；確需布置在民用建筑內(nèi)時(shí),不應(yīng)布置在人員密集場(chǎng)所的上一層、下一層或貼鄰,并應(yīng)符合變壓器室的疏散門均應(yīng)直通室外或安全出口的規(guī)定。

2)變電所位于高層主體建筑或裙房?jī)?nèi)時(shí),通向其他相鄰房間的門應(yīng)為甲級(jí)防火門,通向過(guò)道的門應(yīng)為乙級(jí)防火門；變電所位于多層建筑物的二層或更高層時(shí),通向其他相鄰房間的門應(yīng)為甲級(jí)防火門,通向過(guò)道的門應(yīng)為乙級(jí)防火門； 變電所位于單層建筑物內(nèi)或多層建筑物的1層時(shí),通向其他相鄰房間或過(guò)道的門應(yīng)為乙級(jí)防火門； 變電所位于地下層或下面有地下層時(shí),通向其他相鄰房間或過(guò)道的門應(yīng)為甲級(jí)防火門； 變電所附近堆有易燃物品或通向汽車庫(kù)的門應(yīng)為甲級(jí)防火門； 變電所直接通向室外的門應(yīng)為丙級(jí)防火門。[2]

3) 配變電所各房間的耐火等級(jí)應(yīng)符合下列要求：

① 油浸變壓器室為一級(jí)；

②非燃或難燃介質(zhì)的變壓器室,高壓配電室(含少油斷路器)、高壓電容器室(含油浸式電容器)不應(yīng)低于二級(jí)。

③低壓配電室,干式變壓器室,真空斷路器或非燃介質(zhì)斷路器的高壓配電室、低壓配電室、低壓干式電容器室,不應(yīng)低于三級(jí)。

2 變電所結(jié)構(gòu)專業(yè)配合要點(diǎn)

2.1 結(jié)構(gòu)抗震

1)電氣設(shè)施的抗震設(shè)計(jì)應(yīng)符合下列規(guī)定:重要電力設(shè)施中的電氣設(shè)施,當(dāng)抗震設(shè)防烈度為7度及以上時(shí),應(yīng)進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)。一般電力設(shè)施中的電氣設(shè)施,當(dāng)抗震設(shè)防烈度為8度及以上時(shí),應(yīng)進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)。

2 ) 配變電所宜布置在地震力或變位較小的場(chǎng)所,且應(yīng)避開對(duì)抗震不利或危險(xiǎn)場(chǎng)所。

2.2 變壓器安裝結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求

1) 安裝就位后應(yīng)焊接牢固,內(nèi)部線圈應(yīng)牢固固定在變壓器外殼內(nèi)的支承結(jié)構(gòu)上。

2) 變壓器的支承面宜適當(dāng)加寬,并設(shè)置防止其移動(dòng)和傾倒的限位器。

3) 應(yīng)對(duì)接入和接出的柔性導(dǎo)體留有位移的空位。

2.3 結(jié)構(gòu)荷載要求

結(jié)構(gòu)荷載要求見表1。

表1 結(jié)構(gòu)荷載要求

注：1)參照《變電站建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定(DL/T 5457—2012)》[3]相關(guān)規(guī)定。2)表中所列標(biāo)準(zhǔn)值為等效均布荷載，包括設(shè)備荷載及其在樓面的安裝、運(yùn)行、檢修荷載。

3 變電所給排水專業(yè)配合要點(diǎn)

3.1 防水和排水

1)變電所配電所位于室外地坪以下的電纜夾層、電纜溝和電纜室應(yīng)采取防水排水措施；位于室外地坪下的電纜進(jìn)、出口和電纜保護(hù)管也應(yīng)采取防水措施。

2)設(shè)置在地下的變電所的頂部位于室外地面或綠化土層下方時(shí),應(yīng)避免頂部滯水,并應(yīng)采取避免積水、滲漏的措施。

3)汽車坡道入口均設(shè)置反坡,且均設(shè)置集水溝。 地下1層變配電室入口均設(shè)置門檻,防止地面積水時(shí)水倒灌入機(jī)房。

4)地下1層變配電室電纜溝設(shè)置地漏及排水管,電纜溝內(nèi)積水均排到集水坑,由潛水泵提升排至室外。集水坑配置2臺(tái)潛水泵,均1用1備。

5)配變電所不應(yīng)有與其功能要求無(wú)關(guān)的管道和線通過(guò)。

6)有人值班的配變電所宜設(shè)有廁所及上下水設(shè)施。

3.2 消防

1)高層民用建筑內(nèi)的變配電室和不間斷電源(UPS)室應(yīng)設(shè)置自動(dòng)滅火系統(tǒng),并宜采用氣體滅火系統(tǒng)。

2)配變電所中消防設(shè)施的設(shè)置：根據(jù)不同的建筑物類型和配變電所設(shè)置的位置,在配變電所內(nèi)設(shè)置相應(yīng)火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警或手提式滅火裝置。

4 變電所通風(fēng)專業(yè)配合要點(diǎn)

4.1 自然通風(fēng)、機(jī)械通風(fēng)與事故通風(fēng)

1)變壓器室宜采用自然通風(fēng),夏季的排風(fēng)溫度不宜高于45 ℃,且排風(fēng)與進(jìn)風(fēng)的溫差不宜大于15 ℃。當(dāng)自然通風(fēng)不能滿足要求時(shí),應(yīng)增設(shè)機(jī)械通風(fēng)[4]。

2)設(shè)置在地下室的配變電所,應(yīng)保證運(yùn)行和衛(wèi)生條件要求,當(dāng)不能滿足要求時(shí),宜設(shè)置通風(fēng)換氣系統(tǒng)。

3)變配電室宜設(shè)置獨(dú)立的送、排風(fēng)系統(tǒng)。設(shè)在地下的變配電室送風(fēng)氣流宜從高低壓配電區(qū)流向變壓器區(qū),從變壓器區(qū)排至室外。排風(fēng)溫度不宜高于40 ℃.當(dāng)通風(fēng)無(wú)法保障變配電室設(shè)備工作要求時(shí),宜設(shè)置空調(diào)降溫系統(tǒng)。

4)當(dāng)變壓器室、電容器室采用機(jī)械通風(fēng)時(shí),其通風(fēng)管道應(yīng)采用非燃燒材料制作。當(dāng)周圍環(huán)境污穢時(shí),宜加設(shè)空氣過(guò)濾器。裝有六氟化硫氣體絕緣的配電裝置的房間,在發(fā)生事故時(shí)房間內(nèi)易聚集六氟化硫氣體的部位,應(yīng)裝設(shè)報(bào)警信號(hào)和排風(fēng)裝置。

5)裝有六氟化硫(SF6)設(shè)備的配電裝置的房間,其排風(fēng)系統(tǒng)應(yīng)考慮有底部排風(fēng)口。

6)設(shè)置在地下或地下室的變、配電所,宜裝設(shè)除濕、通風(fēng)換氣設(shè)備；控制室和值班室宜設(shè)置空氣調(diào)節(jié)設(shè)施。

7)在采暖地區(qū),控制室和值班室應(yīng)設(shè)置采暖裝置。配電室內(nèi)溫度低影響電氣設(shè)備元件和儀表的正常運(yùn)行時(shí),也應(yīng)設(shè)置采暖裝置或采取局部采暖措施?？刂剖液团潆娛覂?nèi)的采暖裝置宜采用鋼管焊接,且不應(yīng)有法蘭、螺紋接頭和閥門等。

4.2 排風(fēng)風(fēng)量計(jì)算

4.2.1 換氣次數(shù)法

采用換氣次數(shù)法確定排風(fēng)風(fēng)量,配電室3～4次/h,變電室5～8次/h。

L=n·V(m3/h)

式中：n為換氣次數(shù),次/h；V為房間容積,m3。

4.2.2 采用全面排風(fēng)方式消除室內(nèi)余熱估算法

4.2.2.1 設(shè)備散熱Q(kW)

茂名港屬不正規(guī)半日潮港，平均海面為1.9米。平均潮差1.75米，受熱帶風(fēng)暴、強(qiáng)熱帶風(fēng)暴和臺(tái)風(fēng)影響時(shí)港內(nèi)水位一般可增高1.2米；該港的潮流屬往復(fù)流，漲落潮流方向基本依水道方向。漲潮流向在280°-360°之間，流速0.5-1.8節(jié)；落潮流向在128°-180°之間，流速為1.1-2.8節(jié)。

1)變壓器QPb：

QPb=(1-η1)·η2·Φ·W=(0.012 6～0.015 2)·W

式中：η1為變壓器效率,一般取0.98；

η2為變壓器負(fù)荷率,一般取0.70～0.95；

Φ為變壓器功率因數(shù),一般取0.90～0.95；

W為變壓器功率(kV·A)。

2) 高壓開關(guān)柜Q1——高壓開關(guān)柜損耗按200 W/臺(tái)估算。

3)高壓電容器柜Q2——低壓電容器柜損耗按4 W/kvar估算。

5) 低壓電容器柜Q4——低壓電容器柜損耗按4 W/kvar估算。

其余熱損失忽略不計(jì),則變電室總余熱量為：

∑Q=QPb+Q1+Q2+Q3+Q4

4.2.2.2 采用全面排風(fēng)方式消除室內(nèi)余熱,排風(fēng)量LA(m3/h)

Q=(L/3 600)·Cp·ρ(tp-ts)

式中：Q為室內(nèi)顯熱散熱量，kW；

Cp為空氣比熱容,Cp=1.01 kJ/kg；

ρ為空氣密度,ρ=1.2 kg/m3；

tp為室內(nèi)排風(fēng)設(shè)計(jì)溫度，℃；

ts為送風(fēng)溫度，℃；

5 結(jié) 語(yǔ)

總之,所有新建、擴(kuò)建和改建工程的變電所設(shè)計(jì),均要注重以上電氣與建筑、結(jié)構(gòu)、暖通、給排水等專業(yè)相互配合,確保變電所設(shè)計(jì)做到保障人身和財(cái)產(chǎn)的安全,供電的可靠,技術(shù)的先進(jìn),經(jīng)濟(jì)的合理,安裝和維護(hù)的方便，從而保證施工的順利進(jìn)展,提高工程質(zhì)量,滿足使用要求。

[1] 中國(guó)機(jī)械工業(yè)聯(lián)合會(huì).GB 50053—201320 kV及以下變電所設(shè)計(jì)規(guī)范[S].北京:中國(guó)計(jì)劃出版社,2003.

[2] 中華人民共和國(guó)公安部.GB 50016—2014建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范[S].北京:中國(guó)計(jì)劃出版社,2014.

[3] 電力規(guī)劃設(shè)計(jì)總院.DL/T 5457—2012變電站建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定[S].北京:中國(guó)計(jì)劃出版社,2012.

[4] 中國(guó)建筑科學(xué)研究院.GB 50736—2012民用建筑供暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范[S].北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社,2012.