提及变配电所,想必大部分电气人员再熟悉不过了。但是如果说到变配电所的分类、作用以及设计要求,可能不少电气人员都是云里雾里,对于一些电气初学者更是一脸懵逼了。我们都知道变电所(substation),顾名思义,就是改变电压的场所。配电房又叫配电所,在国家标准里面,配电所的定义是:“所内只有起开闭和分配电能作用的高压配电装置,母线上无主变压器”。
配电所与变电所的区别在于,配电房(配电所)无变压器,而变电所有变压器。变电所中有不同电压的配电装置,电力变压器,控制、保护、测量、信号和通信设施,以及二次回路电源等。其特征是电源进线侧和出线侧的电压相同。变电所简单地说就是电力系统中对电能的电压和电流进行变换、集中和分配的场所。下面本文将对变配电所的的分类、作用以及设计要求进行详细介绍。看完文章希望能给广大电气人员一些参考。
变配电所是供配电系统的核心,在供配电系统中占有特殊的重要地位。作为各类工厂和民用建筑电能供应的中心,变电所担负着从电力系统受电,经过变压,然后配电的任务;配电所担负着从电力系统受电,然后直接配电的任务。
变配电所布置的主要设备有:6(10)kV成套配电装置,配电变压器,低压配电装置,6(10)kV电容补偿装置,低电容补偿装置,直流电源设备,EPS或UPS电源装置,电动机软启动设备,电动机变频驱动设备,低压电动机群自动再启动装置,同步电动机的励磁装置,微机监控系统子站设备等。
大型装置(或联合装置)变配电所或区域性变电所可能还包括35kV配电装置和35/6.3(10.5)kV变压器。
根据变电所在系统中所处的地位分为枢纽变电所、中间变电所、终端变电所。根据变电所所在电力网的位置分为区域变电所、地方变电所。变电所还可分为户内式、户外式和组合式等三种基本类型。常见变电所有独立式、附设式、露天式、户内式、地下式、杆上式或高台式变电所。
总降压变电所通常是将35~110kV的电源电压降至6~10kV电压,再送至附近的车间变电所或某些6~10kV的高压用电设备。用户是否要设置总降压变电所,是由地区供电电源的电压等级和用户负荷的大小及分布情况而定的。一般来讲,大型用户和某些电源进线kV及以上的中型用户,设总降压变电所,中小型用户不设总降压变电所。
a)车间附设变电所。附设变电所的一面墙或几面墙与车间的墙共用,变压器的大门朝车间外开,按变压器室位于车间的墙内或墙外,进一步又分为内附式和外附式。内附式变电所要占用一定的车间面积,但其在车间内部,故对车间外观没有影响。外附式变电所在车间外部,不占用车间面积,便于车间设备的布局,而且安全性也比内附式变电所要高一些。
b)车间内变电所。变压器室位于车间内单独房间内。车间内变电所占用了车间内的面积,但它处于负荷中心,因而可以减少线路上的电能损耗和有色金属消耗量。由于设在车间内其安全性要差一些,故适用于负荷较大的多跨厂房内,在大型冶金企业中较多见。
变压器安装在车间外面抬高的地面上,变压器上方没有任何遮蔽物的称为露天式变电所;变压器上方设有顶板或挑檐的,则称为半露天变电所。该类型比较简单经济,通风散热好,但安全可靠性较差。因此只要周围环境条件允许,无腐蚀性、爆炸性气体和粉尘,不靠近易燃易爆的厂房就可以采用,这种形式的变电所在小型用户中较为常见。
独立变电所是相对车间附设变电所而言的,是指整个变电所设在与车间有一定距离的单独建筑物内。独立变电所建筑费用较高。设置独立变电所主要是因为相邻几个车间负荷大,将变电所建到某一车间不适宜;或者由于车间环境的限制,如制药车间、化工车间之间由于管道较多或有腐蚀性气体、易燃易爆气体等环境,必须建立独立变电所;或者中小型企业负荷不太大,建立一个全厂独立变电所,向全厂各车间供电。
变压器装在室外的电杆上,称为杆上变电所。杆上变电所最为简单经济,一般用于容量在315kVA及以下的变压器,多用于生活区供电。
整个变电所设置在地下,通风散热条件较差,湿度较大,但相对安全,且不影响美观。有些高层建筑、地下工程和矿井采用这种类型的变电所。
整个变电所设置在楼上,适用于高层,要求结构尽可能轻型、安全。其变压器通常采用干式变压器,不少采用成套变电所。
成套变电所一般也称为箱式变电所,是由电器制造厂按一定接线方案成套制造、现场装配的变电所,安装或迁移比较方便。
车间变电所、独立变电所、地下变电所和楼上变电所,均属室内型(户内式)变电所。露天(半露天)变电所、杆上变电所,则属室外型(户外式)变电所。移动式变电所和成套变电所,则有室内和室外两种类型。
4)不应设在有剧烈振动或高温的场所,不应设在多尘或有腐蚀性气体的场所,不应设在正常积水场所的正下方,且不宜和浴室、厕所或其他经常积水场所相邻,不应设在有爆炸危险环境的正上方或正下方。
5)高层建筑的变配电所,宜设置在地下层或首层。设在地下层时,宜选择在通风、散热条件较好的场所。
7)在无特殊防火要求的多层建筑中,装有可燃性油的电气设备的变配电所,可设置在底层靠外墙部位,但不应设在人员密集场所的上方、下方、贴邻或疏散出口的两旁。
1)便于运行维护与检修。有人值班的变配电所,应设单独的值班室,值班室应尽量靠近高低压配电室,且有门直通。昼夜值班的变配电所,宜设休息室,并有厕所和给水排水设施。变压器、高低压开关柜等电气装置要留有足够的安全净距离和操作维护通道 。
2)便于进出线。如果是高压架空进线,则高压配电室宜位于进线侧。变压器低压出线电流较大,一般采用矩形裸母线,因此变压器的安装位置宜靠近低压配电室。低压配电宜位于出线)保证运行安全。高低压配电室和电容器的门应朝值班室开,或朝外开。变电所采用双层布置时,变压器应设在底层。高压电容器组较多时应装设在单独的房间内。
所有带电部分离墙和离地的尺寸以及各室维护操作通道的宽度等,均应符合有关规程的要求,以确保运行安全。变配电所应设置防止雨、雪和蛇鼠类小动物从采光窗(通风窗、门、电缆沟等)进入室内的设施。另外,变配电所还应考虑防火、通风等要求。
4)节约土地与建筑费用 。当干式变压器具有不低于IP2X的防护外壳时,就可和高低压配电装置设置在同一房间内,而三相油浸式变压器油量超过100kg时应装设在单独的变压器室内。现代高压开关柜和低压配电屏均为封闭外壳,防护等级不低于IP3X级,两者可以靠近布置。
高压开关柜不多于6台时,可与低压配电屏设置在同一房间内,但高压柜与低压屏的间距不得小于2m。周围环境正常的变电所,可采用露天或半露天式,即变压器安装在户外。高压配电所应尽量与邻近的车间变电所合建 。
5)适应发展要求。高低压配电室内均应留有适当数量开关柜(屏)的备用位置。变压器室应考虑到扩建时有更换大一级容量变压器的可能 。
1)变压器的外廊与变压器室墙壁和门的净距离分别不小于0.6和0.8米;变压器室的大门尽可能避免朝西,以防日晒,使室内温度增高。
3)当配电装置的长度大于7米时,这种配电室就要设两个出口。出口应布置在配电装置的两端,当配电室在二楼时,其中的一个出口可通向室外楼梯的平台。窗户宜设置不能开启的采光窗,窗户下沿距室外地面的高度应不小于1.8米。
④不应设在厕所、浴室或其他经常积水场所的正下方,且不宜与上述场所相贴邻;装有可燃油电气设备的变配电室,不应设在人员密集场所的正上方、正下方、贴邻和疏散出口的两旁;
2)安装可燃油油浸电力变压器总容量不超过1260kVA、单台容量不超过630kVA的变配电室可布置在建筑主体内首层或地下一层靠外墙部位,并应设直接对外的安全出口,变压器室的门应为甲级防火门;外墙开口部位上方,应设置宽度不小于1m不燃烧体的防火挑檐。
3)可燃油油浸电力变压器室的耐火等级应为一级,高压配电室的耐火等级不应低于二级,低压配电室的耐火等级不应低于,屋顶承重构件的耐火等级不应低于二级。
5)高压配电室宜设不能开启的距室外地坪不低于1.80m的自然采光窗,低压配电室可设能开启的不临街的自然采光窗、
1)设在高层建筑内的配变电所,应采用耐火极限不低于2h的隔墙、耐火极限不低于1.50h的楼板和甲级防火门与其他部位隔开。
① 柴油发电机房应采用耐火极限不低于2h或3h的隔墙和1.50h的楼板、甲级防火门与其他部位隔开;② 柴油发电机房内应设置储油间,其总储存量不应超过8h的需要量,储油间应采用防火墙与发电机间隔开;当必须在防火墙上开门时,应设置能自行关闭的甲级防火门;