10kV 及以下變電所設(shè)計的要點(diǎn)

曲振寶

（海南隆居能實(shí)業(yè)有限公司，海南 海口 570203）

變電站的設(shè)計水平與電纜選型、主接線選擇以及平面結(jié)構(gòu)布置等具有非常密切的聯(lián)系。一旦以上任何一個因素設(shè)計不到位就會造成變電站在后續(xù)的運(yùn)行中出現(xiàn)各種問題，功率因數(shù)不良、能耗水平高或者平面布置不合理等都是常見的設(shè)計問題。從以上各個方面加強(qiáng)變電站設(shè)計具有非常重要的工程意義。

一、常見設(shè)計問題

第一，主接線問題。變電所在設(shè)計過程中需要根據(jù)相關(guān)的規(guī)范要求和等級要求合理地設(shè)置其功率因數(shù)，因為電力部門要求變電所在設(shè)計過程中必須確保功率因數(shù)達(dá)到一定的水平，由于設(shè)計不當(dāng)而造成變電站在運(yùn)行過程中長期做無用功就會進(jìn)一步導(dǎo)致電力資源的嚴(yán)重浪費(fèi)，對于此類情況還需要根據(jù)規(guī)定進(jìn)行適當(dāng)?shù)牧P款。有些變電站的設(shè)計人員因為不了解電力部門對功率因數(shù)和電力計量等方面的規(guī)定和要求而自主提高或者降低主接線標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)而導(dǎo)致其不能符合《供配電系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》[1]。

第二，平面布置問題。變電所在設(shè)計過程中需要從變電站類型、安全防火要求、工作人員疏散、物資設(shè)備進(jìn)出等多個方面來合理地進(jìn)行平面布置。例如，和主建筑物設(shè)置在一起的干式變電所需要通過設(shè)置防火門的措施來達(dá)到良好的消防水平。在高層建筑物內(nèi)設(shè)置變電站時還需要通過自動火災(zāi)報警系統(tǒng)和滅火系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)良好的火災(zāi)預(yù)警和火情控制。變電站主體建筑結(jié)構(gòu)長度對其需要設(shè)計的門的數(shù)量具有很大的影響，超過7m 就需要設(shè)置至少兩個安全出口。

第三，忽視節(jié)能設(shè)計。變電所中的變壓器選擇以及相應(yīng)供配電系統(tǒng)的電纜線路設(shè)計對其投入運(yùn)行之后的能耗水平具有非常深遠(yuǎn)的影響，有些設(shè)計人員沒有選擇那些能耗水平低的新型變壓器且在線路設(shè)計中沒有對電纜型號與供電需求之間進(jìn)行合理的匹配，由此帶來的問題是變電站在建造以及后續(xù)的運(yùn)行環(huán)節(jié)呈現(xiàn)出成本高、能耗水平高等缺陷。

二、設(shè)計要點(diǎn)

（一）確定主接線

第一，變電所的供配電能力需要根據(jù)某一區(qū)域的供電需求以及電力部門的整體部署來進(jìn)行，因而設(shè)計單位在開展工作時需要通過與有關(guān)部門進(jìn)行充分的溝通來了解當(dāng)前的實(shí)際需求，這是其確定變電所主接線的關(guān)鍵依據(jù)。第二，確定開關(guān)柜形式。在變電站高壓開關(guān)柜的選擇方面當(dāng)前并沒有規(guī)定說一定要采用斷路器或者負(fù)荷開關(guān)，從操作簡單和易于管理的角度來看負(fù)荷開關(guān)的優(yōu)勢更加明顯，但是斷路器在應(yīng)對大電流方面卻具備更加顯著的安全性，因而這兩種開關(guān)柜需要根據(jù)實(shí)際情況來靈活地選擇[2]。

（二）規(guī)范配電設(shè)計

第一，科學(xué)選址。在這一環(huán)節(jié)需要從水文地質(zhì)條件、周邊環(huán)境、道路交通等各個角度來進(jìn)行綜合的考量，例如，不得將變電所設(shè)置在可能產(chǎn)生洪災(zāi)、泥石流或者山體滑坡等地質(zhì)災(zāi)害的區(qū)域，而且應(yīng)該避免多沉、多風(fēng)以及具有火災(zāi)爆炸風(fēng)險的區(qū)域，選址的效果對配電系統(tǒng)的規(guī)范化運(yùn)行具有非常重要的作用。第二，明確設(shè)計依據(jù)。電力供應(yīng)系統(tǒng)對生產(chǎn)制造和人民群眾的日常生活具有非常重要的作用，因而多家在變電站以及供配電系統(tǒng)的設(shè)計工作方面已經(jīng)制定了一系列規(guī)范和制度，借此來強(qiáng)化管理?！?0kv 及以下變電所設(shè)計》就是此類變電站設(shè)計工作中需要重點(diǎn)參考的理論和規(guī)范依據(jù)，在變電站配套的供配電系統(tǒng)設(shè)計方面需要依據(jù)《供配電系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》來開展相關(guān)的工作[3]。設(shè)計人員在開展工作之前需要全面掌握這些設(shè)計規(guī)范提出的各種技術(shù)要求并對電力部門的計量和功率因數(shù)設(shè)計要求等予以重視。第三，加強(qiáng)各部門合作。10kv 及以下變電所的設(shè)計工作需要考慮到電力部門、土地資源利用、道路交通、安全、施工以及人民群眾用電等各個方面的因素，設(shè)計單位在開展變電所設(shè)計工作之前需要通過與各個部門之間的充分溝通來做好用電需求、場地選擇、用電規(guī)模確認(rèn)等基礎(chǔ)性的工作。只有在設(shè)計階段盡可能充分的掌握各種資料和信息才能在后續(xù)的施工環(huán)節(jié)減少變更，并且對未來的運(yùn)維和管理創(chuàng)造更加有利的條件。第四，科學(xué)布局。變電所的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計不需要追求復(fù)雜的布局，而是應(yīng)該根據(jù)功能需求采取簡單且易維護(hù)的布局結(jié)構(gòu)，按照規(guī)范要求做好防火間距設(shè)計、防火門設(shè)置、火災(zāi)報警和滅火系統(tǒng)設(shè)置等工作。

（三）采用綠色理念

第一，優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計。變電所的結(jié)構(gòu)布局對其占地面積、工程量大小、施工材料消耗量等因素具有非常重要的影響，因而設(shè)計者應(yīng)該從結(jié)構(gòu)優(yōu)化的角度出發(fā)來盡可能提高土地資源和空間資源的利用率以及減少施工材料的消耗。第二，優(yōu)化線路設(shè)計。變電所在建造過程中需要消耗大量的電纜材料，從經(jīng)濟(jì)節(jié)約的角度出發(fā)需要設(shè)計人員盡可能通過線路優(yōu)化來減少電纜的長度并在可以的情況下采用造價成本更低的鋁芯導(dǎo)線[4]。當(dāng)然，這些工作都需要在符合規(guī)范要求的情況下來進(jìn)行。第三，使用節(jié)能變壓器。早期的S9 系列變壓器在當(dāng)前的技術(shù)背景之下已經(jīng)表現(xiàn)出能耗高、效率低下等問題，而更加節(jié)能和輕便的S13 系列變壓器才是先進(jìn)、環(huán)保以及經(jīng)濟(jì)效益的有效保障。在設(shè)計變電站的過程中應(yīng)該優(yōu)先選用這些節(jié)能環(huán)保型的變壓器且為將來的運(yùn)營管理提供更好的經(jīng)濟(jì)效益。第四，考慮施工因素。變電所的設(shè)計還需要從結(jié)構(gòu)、材料、質(zhì)量等多個角度來減少單位造價和總體的工程量，在變電所照明、給排水以及通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計中也應(yīng)該采用節(jié)能環(huán)保的綠色設(shè)計理念來將其未來的運(yùn)營成本。

三、結(jié)束語

10kv 及以下的變電站設(shè)計作為電力供應(yīng)系統(tǒng)的重要組成部分具有不可替代的作用。在設(shè)計此類變電站時需要做到科學(xué)選址、合理確定主接線、強(qiáng)化節(jié)能環(huán)保理念的落實(shí)以及規(guī)范相應(yīng)的配電系統(tǒng)。