建筑施工現(xiàn)場臨時用電變配電所設(shè)計

1、建筑施工現(xiàn)場臨時用電變配電所設(shè)計2.1 變配電所2.1.1 變配電所的類型建筑施工現(xiàn)場臨時用電的總?cè)萘砍^ 100kVA時，應(yīng)設(shè)立6、1OkV變電所。 根據(jù)這類負荷的特點， 即：負荷相對比較集中， 低壓負荷占多數(shù)， 一級負荷較少， 臨時性強，變電所一般可分為室外變電亭和獨立變電所二類。2.1.1.1 室外變電亭變壓器可設(shè)柱上式或落地式， 柱上式一般按低壓直接配電考慮， 落地式可在 低壓側(cè)設(shè)低壓配電室，組成變電所。2.1.1.2 獨立變電所獨立變電所包括室內(nèi)變電所和箱式變電所。（1）室內(nèi)變電所的高壓設(shè)備和變壓器裝于室內(nèi)，一般使用在潮濕、粉塵等 環(huán)境比較差及對城市環(huán)境要求較高的施工工地。其主要特點

2、如下：1 ）面積小，但建設(shè)費用高；2）具有常規(guī)的各類電氣保護，供電可靠性高；3）受外界環(huán)境影響小，減少了維修工作量。（2）箱式變電站通常有兩種規(guī)格，一種是由電力變壓器、高壓開關(guān)設(shè)備、 低壓開關(guān)設(shè)備和輔助設(shè)備呈 “品” 字形組合在一個密封充油箱體內(nèi)構(gòu)成。 俗稱美 式箱變。另一種是由電力變壓器、負荷開關(guān)、塑殼斷路器呈“目”定型組合在一 個箱體內(nèi)，俗稱歐式箱變。它們是一種具有自我保護功能的緊湊型變配電裝置， 它們采用密封結(jié)構(gòu)， 外殼采用具有防腐蝕功能的粉末噴涂處理， 可以直接安裝在 室外混凝土基礎(chǔ)上， 不受風雨侵蝕。 箱式變電站可深入負荷中心實現(xiàn)配電， 一般 輸入電壓為6-10kV，輸出電壓為0.4

3、kV，使用十分方便。目前由于其價格是普通 配電方式的 1.5-3 倍，因此在施工現(xiàn)場的臨時用電中還較少使用。 但是由于箱式 變電站在技術(shù)上具有結(jié)構(gòu)緊湊、運行可靠、維護方便、造型美觀等優(yōu)點，在經(jīng)濟 上具有占地面積少、移動方便、建站周期短、損耗小的優(yōu)點，因此預(yù)計在今后的 一些大型施工現(xiàn)場會得到廣泛的應(yīng)用。箱式變電站的主要特點如下：1 ）箱式變電站的變壓器采用干式變壓器或油浸式變壓器，其容量為200-1600kVA。2）箱式變電站設(shè)有高壓室、變壓器室和低壓室，其高低壓側(cè)均設(shè)有常規(guī)的 各類電氣保護，因而其供電的可靠性高。3）當施工現(xiàn)場對防火要求較高時，可選用帶有干式變壓器的箱式變電站。2.1.2 變電

4、所的選址（1）盡可能接近負荷中心，從而減少導(dǎo)線用量，降低電能損耗，提高配電 質(zhì)量。（2）便于線路的引進和引出，且便于電器設(shè)備的運輸。（3）周圍環(huán)境清潔，無污染，地勢較高，不積水，盡量避開高溫、多塵、 震動的地區(qū)。（4）不妨礙建筑物的施工，不妨礙道路的交通。2.1.3 其它注意事項設(shè)置變電所時，一般應(yīng)同時考慮以下幾方面的要求：（1）變配電所的設(shè)計和安裝應(yīng)遵守電力部門的有關(guān)規(guī)程和規(guī)定，并符合當 地電網(wǎng)的統(tǒng)一規(guī)定。（2）6kV、10kV的電源進線一般應(yīng)設(shè)斷路器，對室外變電亭，當變壓器容 量在320kVA以下時，一次側(cè)可采用跌開式熔斷器。（3）變配電所的6kV、10kV的架空進出線，在出入口處應(yīng)裝設(shè)避

5、雷器。（4）室外變電亭，對30kVA及以下的變壓器宜采用單桿式變壓器；40-320kVA 的變壓器應(yīng)采用雙桿式變壓器臺；320kVA以上的變壓器宜采用落地式變壓器臺。（5）變配電所的布置要緊湊，以便于檢修。（6） 變配電所的建筑物應(yīng)采用非燃性材料，其耐火等級：變壓器室為一級， 其它房間為二級。2.2 變壓器的類型與容量的選擇變壓器是按照電磁感應(yīng)原理工作的。鐵芯和線圈是變壓器的兩個重要組成部 分，鐵芯是由高導(dǎo)磁率的冷軋硅鋼片疊裝而成，每片硅鋼片厚度一般為0.35mm片與片之間相互絕緣，主要起導(dǎo)磁作用，線圈由絕緣銅導(dǎo)線或鋁導(dǎo)線繞制而成， 主要起導(dǎo)電作用，在設(shè)計中應(yīng)盡量采用鋁線圈變壓器。變壓器按冷卻

6、方式主要有：油浸自冷式、油浸風冷式、強迫油循環(huán)冷卻、水 內(nèi)冷變壓器、干式變壓器。建筑施工現(xiàn)場臨時用電常用電力變壓器的型號為三相 雙線圈油浸自冷式降壓變壓器，主要的型號為 SJL1系列。S J L 8-800/10高壓側(cè)電壓級，kV 額定容量，kVA設(shè)計序號三相變壓器1L油浸自冷 鋁線圈SJL1系列蠻壓器型號的表示和含意6kV、10kV電力變壓器選擇的內(nèi)容主要是變壓器的型式、臺數(shù)和容量，選擇的原則是供電運行可靠，技術(shù)經(jīng)濟合理。2.2.1變壓器的臺數(shù)和型式變壓器的臺數(shù)和型式選擇應(yīng)遵循以下原則：（1）應(yīng)滿足用電負荷對供電可靠性的要求。當具有一、二級負荷時，宜采 用兩臺變壓器，當一臺變壓器進行檢修時，

7、另一臺能對一、二級負荷繼續(xù)供電。 對只有二級負荷，而無一級負荷時，則可采用一臺變壓器，并在低壓側(cè)從鄰近變 電所取得備用電源。（2）當負荷計算總的視在功率在1000kVA以上時，由于目前電器設(shè)備開關(guān)容量的限制，因此要考慮選兩臺變壓器，從而使每一臺的容量小于1000kVA（3）對于季節(jié)性或晝夜變化較大的負荷，為考慮經(jīng)濟性運行，可選用兩臺 變壓器。（4）為了考慮節(jié)約有色金屬，盡量采用低能耗的鋁芯變壓器。（5）在防火要求較高的場所，應(yīng)盡可能選用干式變壓器。（6）在選用兩臺變壓器并列運行時，其阻抗值、聯(lián)接組別、額定電壓、工 作頻率都必須相互匹配。222變壓器的容量（1 ）只裝一臺變壓器的變電所。變壓器的

8、容量 Sb應(yīng)能滿足全部用電設(shè)備總 計算負荷Ss的需要，即SBSs（2）裝有兩臺變壓器的變電所。每臺變壓器的容量 SB應(yīng)該滿足以下兩個條 件：1）任一臺變壓器單獨運行時，應(yīng)滿足總計算負荷的 70%勺需要，即70%S這樣在一臺出現(xiàn)事故后，另一臺可連續(xù)運行5天（變壓器每天過負荷運行的 持續(xù)時間不超過5小時），從而保證有足夠時間進行維修，又不耽誤施工。2）任一臺變壓器單獨運行時，應(yīng)滿足一、二級負荷的需要，即Sb> Ss （i，n）Sjl 1型部分6-10kV電力變壓器的主要技術(shù)數(shù)據(jù)表2-1額定容量kVA阻抗電壓%損耗W空載電流%空載電流125448024004.2160456029003.920

9、0464036003.6額定容量kVA阻抗電壓%損耗W空載電流%空載電流250478041003.4315490050003.140041100600035004125071002.76304150084002.68004.51900130002.610004.523001450002.23）單臺容量應(yīng)以750kVA及以下為宜，不宜用大于lOOOkVA的變壓器，以便 深入到負荷中心，但用電設(shè)備容量大、負荷集中的情況除外。例2- 1某施工現(xiàn)場的臨時變電所，電壓比為10/0.4kV，用電設(shè)備總的計算負荷為Ss=350kVA其中有一、二類負荷150kVA試選擇變壓器。解：由于該施工現(xiàn)場有一、二類負荷

10、，因此選用兩臺變壓器，對于其中的一 臺變壓器來說，應(yīng)滿足以下條件：Sb> Sjs（i，n）=150kVASb> 0.7 X Ss =0.7 X 350=245kVA根據(jù)上述條件，可選擇兩臺額定容量為250kVA的變壓器，其型號為Sjl 1-250/10。2.3 變配電所主要電氣設(shè)備2.3.1 高壓主接線方案建筑施工現(xiàn)場臨時用電，其變電所形式，一般采用獨立變電所和室外變電亭， 本書以單臺變壓器為例加以闡述。獨立變電所在架空進線時，首先通過高壓負荷開關(guān)，再經(jīng)高壓熔斷器，把電 源引入變壓器，為了防止雷電波的入侵，在高壓負荷開關(guān)前裝避雷器。而室外變 電亭，由架空線把電源引入后，經(jīng)過跌落式熔

11、斷器直接進入變壓器，為了防止雷電波的入侵，同樣加裝避雷器。常見的高壓電器有：高壓隔離開關(guān)、高壓負荷開 關(guān)、高壓熔斷器、高壓斷路器。2.3.2 高壓電氣設(shè)備2.3.2.1 高壓隔離開關(guān)高壓隔離開關(guān)主要用來隔離高壓電源，以保證其它電氣設(shè)備的安全檢修。由 于它沒有專門的滅弧裝置， 所以不能帶負荷操作。 但是可以用來通斷一定的小電 流，如激磁電流不超過2A的空載變壓器、電容電流不超過5A的空載線路以及電 壓互感器和避雷器回路。 高壓隔離開關(guān)在結(jié)構(gòu)上有明顯的斷開間隙， 而且斷開間 隙的絕緣及相間絕緣都是足夠可靠的，能夠充分保證人身和設(shè)備的安全。隔離開關(guān)根據(jù)使用場所不同， 分成戶內(nèi)和戶外兩種形式。 戶內(nèi)常

12、用的三極隔 離開關(guān)有GN2 GN6 GN8都是三相聯(lián)動三柱式結(jié)構(gòu)。戶外常用的有 GW4 GW5 GW等。2.3.2.2 高壓負荷開關(guān)高壓負荷開關(guān)專門用在高壓裝置中通斷負荷電流， 也能在過負荷情況下 （裝 有熱脫扣器時） 自動跳閘。 由于負荷開關(guān)要通斷負荷電流或過負荷電流， 所以它 具有簡單的滅弧裝置。 但它不能斷開短路電流， 因此線路的短路故障只有借助與 它串聯(lián)的高壓熔斷器（一般為RN1型）來切除。它的外形與高壓隔離開關(guān)很相似， 實際上，高壓負荷開關(guān)也就是在高壓隔離開關(guān)上加上一個簡單的滅弧裝置， 以便 能通斷電流。 由于這種負荷開關(guān)在斷開時有明顯的斷開點， 因此高壓負荷開關(guān)也 起隔離高壓電源保

13、證安全檢修的作用。 高壓隔離開關(guān)按安裝地點可分為戶內(nèi)式和 戶外式兩大類，目前常用的FN2 FN3型用于戶內(nèi)的，F(xiàn)W5-10型用于戶外。目前生產(chǎn)的FN2 FN3型負荷開關(guān)，采用開關(guān)傳動機構(gòu)帶動壓氣裝置，分閘 時噴出壓縮空氣，將電弧吹滅，因此滅弧性能好，斷流容量大，安裝調(diào)整方便， 壽命也比較長，一般選用這兩種類型。其中FN2-10型不帶熔斷器；FN2-10R及FN3-10R與熔斷器組合成有保護作用的開關(guān)，用負荷開關(guān)正常通斷操作，用熔斷 器切斷故障電流，以代替昂貴的斷路器；FN3-10RT型負荷開關(guān)帶有熔斷器和熱脫扣器，所以既能保護短路故障，又能保護過載，保護性能較為完善。2.3.2.3 高壓熔斷器

14、高壓熔斷器，戶內(nèi)采用RN1型管式熔斷器，戶外則廣泛采用RW型跌落式熔 斷器。RN1熔斷器用于電力線路的短路保護，滅弧能力很強，能在短路電流未達 到?jīng)_擊值之前就可完全熄滅電弧，屬于“限流”型熔斷器。RW稱戶外跌落式熔斷器，俗稱令克， 即可作 6-10kV 線路和變壓器的短路保護， 又可在一定條件下， 直接用高壓絕緣棒來分合熔斷器， 以斷開或接通小容量的空載變壓器、 空載線路 和小負荷電流，在線路上形成明顯的斷開點，在某種程度上講相當于隔離開關(guān)。戶外跌落式熔斷器， 正常運行時， 跌落式熔斷器串聯(lián)在線路上， 熔管上部動 觸頭借熔絲張力拉緊后， 推入靜觸頭中鎖緊， 同時下動動觸頭和下靜觸頭也相互 壓緊

15、，從而使電路接通。當出現(xiàn)短路故障時，故障電流使熔絲迅速熔斷，形成電 弧。消弧管因電弧的灼熱作用，而分解出大量的氣體，使管內(nèi)形成很大的壓力， 并沿管道形成強烈的縱向吹弧， 使電弧迅速拉長而熄滅。 熔絲熔斷后， 熔管上動 觸頭因失去張力而下翻， 使用鎖緊機構(gòu)釋放熔管， 在觸頭彈力和熔管自重作用下， 回轉(zhuǎn)跌落，造成明顯的斷開間隙，切斷電源，使配電變壓器和線路得到保護。戶外跌落式熔斷器所用的熔絲的額定電流按變壓器高壓側(cè)額定電流的2-2.5倍選擇。配電變壓器容量超過 100kVA時，熔絲按變壓器高壓側(cè)額定電流的1.5-2倍選擇10-180kVA配電變壓器配用熔絲的容量見表 2-2所示。工作中僅供參考。2

16、.324高壓斷路器高壓斷路器專門用在高壓裝置中通斷負荷電流，并在嚴重過負荷和短路時自由跳閘，切斷過負荷或短路電流。它具有相當完善的滅弧裝置和足夠大的斷流能 力。按滅弧介質(zhì)分，有油斷路器、氣體斷路器和真空斷路器。根據(jù)斷路器安裝地 點，斷路器可分為戶內(nèi)式、戶外式和防爆式。配電變壓器配用熔絲的容量表2-2額定電壓（kV）106、額定電流變壓器（kVA、變壓器熔絲變壓器熔絲100.5830.963201.1531.925301.7352.897.5502.897.54.8110754.33107.22151005.77159.622018010.392017.3240額定開斷電流和額定斷路容量是斷路器

17、的兩個重要的技術(shù)參數(shù)， 其中額定開 斷電流是指斷路器在額定電壓下允許通過的最大工作電流； 額定斷路容量是指斷 路器在額定電壓下允許開斷的最大短路容量。斷路器的斷路容量必須與電力系統(tǒng)的短路容量相適應(yīng)。如果斷路的斷路容量 小于電力系統(tǒng)的短路容量，當發(fā)生短路故障時，斷路器就不能切斷很大的短路電 流，不能及時熄滅電弧，就會引起燃燒、爆炸。2.3.2.5 閥式避雷器在雷雨季節(jié)，架空線路和變壓器有可能受到雷電過電壓的侵襲。 雷電過電壓 比電氣設(shè)備本身的額定電壓高許多倍， 造成絕緣擊穿，甚至引起燃燒。常用的防 劸保護設(shè)備有避雷器和保護間隙。當雷電過電壓波襲來時，它們先引放電接地， 把雷電流引入地下，使配電變

18、壓器等電氣設(shè)備免遭雷電波的破壞。高壓閥型避雷器外部的瓷件作為絕緣保護，內(nèi)部由多個閥型電阻和火花間隙 組成。閥型電阻具有非線性特性，電壓越高，它的電阻越??；電壓低，它呈現(xiàn)的 電阻就很大。閥型電阻一側(cè)通過接地線接地，最上端的火花間隙接到變壓器的高 壓側(cè)。在正常運行時，火花間隙有足夠的絕緣強度，不會被正常運行的工頻電壓 所擊穿。當有雷電過電壓時，火花間隙很快被擊穿，高電壓加到閥型電阻上，閥 型電阻的電阻值立即降低，把雷電流迅速引入大地。雷電流過后，閥型電阻值又 立即升高，恢復(fù)到原來的高電阻值，工頻電流同時被火花間隙切斷，防止線路因 繼續(xù)放電而發(fā)生跳閘事故，使線路恢復(fù)正常工作。從上面介紹可以知道，斷路

19、器具有完善的滅弧裝置，可以切斷正常工作電流 和短路電流；負荷開關(guān)有簡單的滅弧裝置，只能切斷正常的工作電流；隔離開關(guān) 沒有滅弧裝置，所以基本上只能在電路切斷的情況下操作。為避免錯誤拉合隔離開關(guān)，用隔離開關(guān)切斷短路電流或負荷電流，造成嚴重傷亡事故，因此，斷路器 和隔離開關(guān)的操作應(yīng)當嚴格配合， 拉閘時，先拉斷路器，后拉隔離開關(guān)；合閘時, 先合隔離開關(guān)，后合斷路器。為了防止誤操作，在斷路器和隔離開關(guān)的操作機構(gòu) 上，一般裝有聯(lián)鎖裝置，以保證上述操作的順序進行。2.3.3 高壓電氣設(shè)備的選擇與校驗高壓電氣設(shè)備的選擇可參照表2-3。選擇6-10kV電氣設(shè)備應(yīng)校驗項目表表2-4項目設(shè)備名稱電壓（V電流（A）斷

20、流容量（MVA動熱穩(wěn)疋性校驗動穩(wěn)定熱穩(wěn)定斷路器VVVVV負荷開關(guān)VVVVV隔離開關(guān)VVVV熔斷器VVV母線V電纜VVV注：表中V表示要進行校驗為了保證電氣設(shè)備的正常運行，并在發(fā)生故障時通過最大可能的短路電流不 致受到嚴重損壞，除了根據(jù)設(shè)備的額定電流、定額電壓、額定斷流容量等選擇外， 還需要根據(jù)短路電流所產(chǎn)生的動穩(wěn)定及熱穩(wěn)定進行校驗，對選擇各種電氣設(shè)備應(yīng)進行的校驗項目如表2-4所示。2.4 變配電所的布置與結(jié)構(gòu)建筑施工現(xiàn)場臨時6、10kV變配電所由高壓配電裝置、降壓變壓器和室內(nèi)低 壓配電裝置組成。2.4.1 柱上變電臺用于配電的三相柱上變電臺有兩桿式和三桿式， 三桿式為變壓器裝在單獨的 兩根電桿

21、上。柱上變電臺的附近有建筑物時，其距離不得小于 5m不足5m時, 在變電臺寬度及其兩側(cè)各加1.5m范圍內(nèi)（高度為變壓器以上3m及以下所有部分） 不得有門窗。柱上變壓器的容量不得大于 320kVA2.4.2 落地式變電臺落地式變電臺與低壓配電室組合成 6-10kV變電所。落地式變電臺周圍應(yīng)設(shè) 固定圍欄，圍欄高度不低于1.7m;變壓器與圍欄或建筑物的凈距離不應(yīng)小于0.8m;變壓器底部距地面不小于 0.3m,相鄰兩變壓器外殼之間的凈距不得小于 1.5m。2.4.3 變壓器室的結(jié)構(gòu)變壓器室的結(jié)構(gòu)型式，決定于變壓器的型號、容量、放置方式、主接線方案 及進出線的方式和方向等因素，并應(yīng)考慮運行維護的安全及通

22、風、防火等問題。為了保證變壓器安全運行及防止變壓器失火時故障蔓延，我國現(xiàn)行規(guī)程規(guī) 定，每臺三相油浸式變壓器應(yīng)安裝在單獨的房間內(nèi)，變壓器外殼與變壓器室四壁的距離應(yīng)不小于表2-5所列的數(shù)值。變壓器外殼與變壓器室四壁的距離表2-5變壓器容量，kVA315以下400-10001000以上至后壁和側(cè)壁凈距，mm600600800至大門凈距，mm6008001000變壓器室的建筑屬于一級耐火等級，其門窗材料都應(yīng)滿足相應(yīng)的防火要求。 變壓器室內(nèi)墻應(yīng)勾縫刷白。變壓器室門的大小，一般按變壓器推進面的外殼尺寸 外加0.5m考慮。門要向外開。室內(nèi)只設(shè)通風窗，不設(shè)采光窗。進風窗應(yīng)設(shè)在變 壓器室前門的下方，并應(yīng)有防止小

23、動物進入的措施。出風窗應(yīng)設(shè)變壓器室的上方， 并應(yīng)有防雨雪和小動物進入的措施。變壓器通風窗的面積，根據(jù)變壓器的容量、 進風溫度及變壓器中心標高至出風窗中心標高的距離等確定。變壓器室的地坪，按變壓器的通風要求，分為地坪抬高和不抬高兩者形式。 變壓器室地坪抬高時，通風散熱更好，但建筑費用高?，F(xiàn)在變壓器容量在630kVA 以下的地坪，一般不抬高。244 低壓配電室低壓配電室一般采用低壓成套配電柜，除采用單面操作的開關(guān)柜超過 3臺時 可靠墻面安裝外，均采用離墻安裝。配電柜一般靠近變壓器的方向以使低壓母線 距離最短。配電柜下設(shè)低壓電纜溝，溝深一般為0.8-1.0m，溝蓋板一般用花紋鋼板及角鋼制成，以便以開

24、啟和防火。配電柜正面的操作通道寬度：單列或雙列 背對背布置時應(yīng)不小于1.5m，雙列面對面布置不小于0.2m;柜后操作與檢修通 道的寬度單列或雙列面對面不宜小于 0.8m,雙列背對背不小于1.5m。低壓配電 柜頂母線與頂板的距離不應(yīng)小于 1m局部有混凝土梁處可降低，以便于清掃和 檢修。低壓配電室高度除了滿足低壓配電柜母線距頂?shù)囊笸猓€要根據(jù)從變壓器引來的母線高度加以考慮。低壓配電室的耐火等級不低于三級，當長度大于 7m時，需有兩個出入口，門應(yīng)向外開，對室外的門應(yīng)設(shè)雨罩，室內(nèi)可開采光窗 但應(yīng)避開配電柜的位置。與低壓配電無關(guān)的管道不應(yīng)穿越其間， 需要采暖時，暖 氣裝置應(yīng)采用焊接，且不應(yīng)有法蘭、螺紋接頭及閘門等。低壓配電柜后的通道， 需在墻上設(shè)照明燈。2.5 自備發(fā)電機組施工現(xiàn)場臨時用