變電所設(shè)計的常見問題分析(共7頁)

1、- 7 -變電所設(shè)計(shj)的常見問題分析摘要(zhiyo)：國家電力的發(fā)展為我們的生活(shnghu)帶來了極大便捷性，但是也出現(xiàn)了很多問題,本文針對變電所設(shè)計中發(fā)現(xiàn)的一系列問題，并以國家現(xiàn)行的規(guī)范和標準體系為指導方針來進行分析并提出對應(yīng)的處理措施和部分具體的改進意見。文章簡要探討了變電所的定義與種類，論述了變電所設(shè)計和布局的注意要點，變電所設(shè)備檢修和安全隔離措施等問題。關(guān)鍵詞：變電所設(shè)計 布局 問題隨著國家社會經(jīng)濟的跨越性發(fā)展，電力事業(yè)逐漸走上發(fā)展的高潮階段。然而，在變電所設(shè)計中還是出現(xiàn)了一些無法預(yù)計的問題和故障，以下就針對變電所設(shè)計中的常見問題進行一系列可行性措施的探索。1 關(guān)于變電所

2、的概述發(fā)電廠發(fā)出的電能需送給遠方的電力用戶,為了減小輸電線路上電能損耗及線路壓降，需要將低電壓升高;為了滿足電力用戶安全的需要，又要將電壓降低，并分配給各個用戶。這就需要能升高和降低電壓，并能分配電能的變電所。所以變電所是電力系統(tǒng)中通過其變換電壓、接受和分配電能的電氣裝置，它是聯(lián)系發(fā)電廠和電力用戶的中間環(huán)節(jié)，同時通過變電所將各電壓等級的電網(wǎng)聯(lián)系起來，變電所的作用是變換電壓、傳輸和分配電能。 變電所有多種分類方法，可以根據(jù)電壓的等級、升壓或降壓及在電力系統(tǒng)中的地位分類:樞紐變電所、中間變電所、地區(qū)變電所、終端變電所，還可以分為升壓變電站、降壓變電站；電力系統(tǒng)的變電站、工礦變電站、鐵路變電站(25

3、kv, 5OHz);5OOkv, 330kv,220kv,110kv,66kv,35kv,lOkv,6.3kv等電壓等級的變電站。 變電站(所)是電力系統(tǒng)中變換電壓、接受和分配電能、控制電力的流向和調(diào)整電壓的電力設(shè)施，它通過其變壓器將各級電壓的電網(wǎng)聯(lián)系起來。變電站(所)起變換電壓作用的設(shè)備是變壓器，除此之外，變電站的設(shè)備還有開閉電路的開關(guān)設(shè)備，匯集電流的母線，計量和控制用互感器、儀表、繼電保護裝置和防雷保護裝置、調(diào)度通信裝置等，有的變電站還有無功補償設(shè)備。變電站的主要設(shè)備和連接方式，按其功能不同而有差異。2 變電所設(shè)計(shj)和布局的注意要點 2.1 設(shè)計(shj) 電力工程師而臨的主要問題

4、是設(shè)計的實用性及成本。一個好的設(shè)計是能在這兩者之間取得(qd)一個平衡，不用花費過多的成本就能達到足夠的實用性。如果需要，這個設(shè)計還要能夠使電廠易于擴展。一個變電站的選址需要考慮很多因素。設(shè)備安裝及設(shè)備之間的安全間隙，還有一些大儀器(如變壓器)的安裝需要足夠的土地。在一些地價高的地區(qū)，如市區(qū)，采用氣體絕緣開關(guān)可以節(jié)省一筆錢。另外，所選的地區(qū)還需要有足夠的空間便于電廠擴展由于負荷增加或計劃傳輸補充，還需要考慮變電站對環(huán)境的影響，例如噪音、排水、交通等為了保護在傳輸系統(tǒng)短路時的行人，必須測量地的電位。當然了，變電站(所)的選址必須在它服務(wù)范圍的中心。2.2 布局安排 設(shè)計變電站(所)布局的第一個步

5、驟是準備一個單線圖。這個單線圖要能簡潔的展現(xiàn)必要的開關(guān)、保護設(shè)備以及輸入線輸出線的排布。從多種電力公用來考慮，準備一個單線圖是一個慣例。單線圖上的一些主要組成部分如電線、開關(guān)、斷路器、變壓器的布局類似于實際電廠的儀器的布局。進線處幾乎都設(shè)有隔離開關(guān)和斷路器。有些進線處只有其中的一個，因為只要具有兩者中的一個就己經(jīng)足夠了。盡管隔離開關(guān)不能阻斷負荷電流，但它能夠起到隔離的作用。作為一個保護裝置，斷路器可以自動阻斷故障電流，還可以斷開或連接電路。電流變換器可以偵察到流經(jīng)斷路器的較大的故障電流。電力變換器的重要性表現(xiàn)在它可以關(guān)閉造成從饋電點的斷路器輸送的負荷斷開的斷路器輸出電流互感器將故障點與系統(tǒng)的其

6、他部分隔離開來，把不利影響減到最小，使系統(tǒng)其余部分繼續(xù)運行。開關(guān)和斷路器在變電站內(nèi)或是離監(jiān)控中心較遠的地方都可以操作。開關(guān)部分之后，固定高壓線就和一條或多條母線連在一起。這里有幾套母線，通常是三套，因為世界大都是三相配電系統(tǒng)。開關(guān)、斷路器、總線的排布影響變電站的成木和實用性。一些重要的變電站會使用環(huán)形總線、雙母線也叫半斷路設(shè)置，這種設(shè)置可以使支路在較短時間內(nèi)不受到其他斷路器斷開的影響。這樣可以在其他支路不受影響的情況下對部分電路進行檢修。只供給單一工業(yè)負荷的變電站有一些極小的轉(zhuǎn)換供給，特別是提供給一些小的設(shè)備。如果(rgu)不同的電壓等級之間設(shè)有母線，那么這些電壓等級之間必須設(shè)置一個變壓器為了

7、以防變壓器發(fā)生故障，通常是短路，安裝一個斷路器(相當于一條輸出線)是有必要的。除了以上裝置，變電站通常還有一個控制電路，用來控制在一些組件(z jin)出現(xiàn)故障的時候斷開(dun ki)各種斷路器3 變電所建筑設(shè)計中的問題及分析3.1 變電所位置的選擇應(yīng)該合理 GB50053- 94第2.0.1條明確規(guī)定，變電所不應(yīng)該設(shè)在地勢較低或者可能積水的場所。比如，有些變電所設(shè)計在地下一層，如果考慮不設(shè)人防的要求，則可以將地下一層的高度設(shè)為2.7米；此時，如果將變電所所需層高考慮在內(nèi)，則會使地下一層局部下沉，那么變電所的層高將為5.4米，這很明顯違背了變電所位置選取的基本設(shè)計標準。3.2 應(yīng)注重對安全出

8、口的合理設(shè)計 在變電所建筑設(shè)計中，要嚴格的按照國家的規(guī)范標準來設(shè)計，比如，有些長度長于七米的變電所配電室為了節(jié)省經(jīng)濟資源，僅在配電室的一端設(shè)置一個出口，有的配電室雖然配備有兩個出口但是都靠近于同一端這種出口設(shè)置方法無疑會增加配電室在出現(xiàn)安全事故時的疏散壓力，甚至可能會由于人員疏散不利而出現(xiàn)不可估量的經(jīng)濟損失。國家變電所的標準規(guī)范要求:變電所配電室的安全出口至少應(yīng)設(shè)置兩個，并且要均勻的分布在配電室的兩端。3.3 設(shè)計中應(yīng)著重考慮變電所電纜夾層中梁的高度 在進行實際的變電所設(shè)計中，由于變電所囊括的跨度較大，并且通常位于建筑物的最底層，梁高可能會達到800毫米的高度。因此，在考慮電纜夾層凈高時不能忽

9、略對梁高的計算。3.4 變電所中值班室的設(shè)計問題 有些(yuxi)變電所的值班室被設(shè)置在變電所最靠里的死角內(nèi)，給從值班室向工作區(qū)進行任務(wù)勘查的工作人員帶來很大的不便，如遇緊急情況，工作人員在既定時間(shjin)內(nèi)趕不到工作區(qū)，不能及時阻止事故的發(fā)生，這不但會給變電所帶來不必要的經(jīng)濟損失，還可能會危及工作人員安全(nqun)。因此，值班室應(yīng)該被設(shè)置在“交通便捷”的地方，如果是經(jīng)常有人值班的配電所，應(yīng)該要設(shè)置單人值班室；而高壓配電室與值班室之間應(yīng)該要有直接通道；另外，值班室周圍還應(yīng)有直接與外界相通的直接通道，以防出現(xiàn)意外時工作人員的疏散。3.5 電纜溝的設(shè)置要權(quán)衡線路之間的連通情況變電所電纜線的

10、設(shè)置還可能會隨著配電室規(guī)模的需求不斷改進與調(diào)整，而為了方便電纜線路的調(diào)整，不僅要在變電所內(nèi)低壓配電屏的屏底與后側(cè)方設(shè)置地溝，還應(yīng)將變電所內(nèi)所有主電纜溝與控制電纜溝之間相互連通。4 設(shè)備布置中常見問題4.1 高、低壓柜的排列不合理變電所往往跨度較大，高低壓柜成排排列時，往往把高、低壓出線柜擺放在梁上面，造成無法出線。設(shè)計中可采用將電容柜和出線柜合理排列或增加母線柜，避免此類問題的發(fā)生。4.2 高、低壓配電系統(tǒng)圖與平面圖不一致其表現(xiàn)形式有兩種:其一是系統(tǒng)圖與平面圖中柜(屏)的排列順序相反?？聪到y(tǒng)圖時是面向柜(屏)的正面，將其從左至右排列為1、2、3n；而在平面圖上卻是面向屏的背面，將其從左至右排列

11、為1、2、3n。要避免這一錯誤的關(guān)鍵是在系統(tǒng)圖和平面圖上都應(yīng)面向柜(屏)的正面從左至右按順序排列。4.3 低壓配電屏屏前、屏后通道寬度不滿足新規(guī)范要求如屏后有時僅距墻700mm，抽屜式低壓屏雙排面對面布置時僅相距1 800mm.根據(jù)規(guī)范GB50053- 94第4.2.9條規(guī)定，低壓配電室內(nèi)成排布置配電屏的屏前、屏后的通道最小寬度為:其屏后通道，固定式和抽屜式均為1000mm；其屏前通道，固定式單排布置為15OOmm，抽屜式單排布置為1800mm，固定式雙排面對面布置為2OOOmm，抽屜式雙排面對面布置為2300mm只有當建筑物墻面遇有柱類局部凸出時，凸出部分的通道寬度可減少200mm。4.4

12、配電柜(屏)后通道的出口(ch ku)數(shù)量不滿足規(guī)范要求作為(zuwi)規(guī)范強制性條文GB 50053- 94第4.2.6條規(guī)定:“配電裝置長度大于6m時，其柜(屏)后通道應(yīng)設(shè)兩個出口，低壓配電裝置兩個出口間的距離超過15m時，尚應(yīng)增加出口”。這一條(y tio)要強制執(zhí)行的理由是為了當高壓柜、低壓屏內(nèi)有電氣設(shè)備突發(fā)性故障時，在屏后的巡視或維修人員能及時離開事故點。4.5 配電室內(nèi)燈具采用線吊、鏈吊，且安裝在配電裝置的正上方不符合安全要求GB 50053- 94第6.4.3條規(guī)定:“在配電室內(nèi)裸導體的正上方，不應(yīng)布置燈具和明敷線路，當在配電室內(nèi)裸導體上方布置燈具時，燈具與裸導體的水平凈距不應(yīng)小

13、于1.0m，燈具不得采用吊鏈和軟線吊裝”。因低壓屏頂部布置有母線銅排通常又不封閉，故要執(zhí)行此條規(guī)定。配電室內(nèi)可采用線槽型熒光燈用吊桿安裝。5 變電所設(shè)備檢修安全隔離措施5.1 一般要求 主要是:(1)在一經(jīng)合閘即可送電到工作地點的斷路器、隔離刀閘操作把手上懸掛“禁止合閘、有人工作”標示牌。對在顯示屏上進行操作的斷路器和隔離刀閘，應(yīng)在其操作處設(shè)置“禁止合閘、有人工作”標記。(2)若線路有人工作，應(yīng)在線路斷路器、隔離刀閘操作把手上懸掛“禁止合閘、線路有人工作”標示牌。對在顯示屏上進行操作的斷路器和隔離刀閘，應(yīng)在其操作處設(shè)置“禁止合閘、線路有人工作”標記。（3）在工作地點設(shè)置“在此工作”標示牌。（4

14、）嚴禁工作人員擅自移動或拆除遮攔(圍欄)、標示牌，嚴禁翻越圍欄。(5)對溪變中控室盤柜兩側(cè)設(shè)置圍欄，并配置滿足室外最高電壓等級兩個間隔同時檢修的遮攔網(wǎng)圍欄，遮攔的高度不小于1.7米。5.2 室外高壓設(shè)備檢修的隔離措施 (1)在室外高壓設(shè)備上進行檢修工作時，在工作地點四周裝設(shè)全封閉遮攔網(wǎng)圍欄，其出入口要圍至臨近道路旁邊，并設(shè)置“從此進出”標示牌。圍欄上懸掛適當數(shù)量的“止步，高壓危險!”標示牌，標示牌應(yīng)朝向圍欄里面。(2)若室外設(shè)備裝置的大部分設(shè)備停電，只有個別地點保留有帶電設(shè)備而其他設(shè)備不可能觸及帶電導體時，應(yīng)在帶電設(shè)備四周裝設(shè)全封閉遮攔網(wǎng)圍欄，圍欄上懸掛適當數(shù)量的“止步，高壓危險!”標示牌，標

15、示牌應(yīng)朝向圍欄外面。(3)對室外高壓設(shè)備進行預(yù)試時，在工作地點裝設(shè)遮攔網(wǎng)圍欄，遮攔與試驗設(shè)備高壓部分應(yīng)有足夠安全距離，向外懸掛“止步，高壓危險!”標示牌，并派人看守。被試設(shè)備不在同一地點時，另一端還應(yīng)派人看守。(4) 室外擴建、改建施工時，采取非金屬板(木板或其他板材)對施工區(qū)域進行封閉隔離，其出入口要圍至臨近道路旁邊，并設(shè)置“從此進出”標示牌。進入配電裝置設(shè)備區(qū)至施工地點出入口處的道路兩旁應(yīng)設(shè)置遮攔網(wǎng)圍欄，圍欄上懸掛適當數(shù)量的“止步，高壓危險!”標示牌，標示牌應(yīng)朝向圍欄外面。(5)當施工地點上方有高壓配電裝置運行時，應(yīng)設(shè)置安全限高標志。(6)在室外構(gòu)架上工作，應(yīng)在工作地點臨近帶電部分的橫梁上

16、懸掛“止步，高壓危險!”標示牌。在上下鐵架或梯子上，懸掛“從此上下”標示牌。在臨近其它可能誤登的帶電構(gòu)架上，懸掛“禁止攀登，高壓危險!”標示牌5.3 在二次系統(tǒng)上工作的安全隔離(gl)措施(1)在全部(qunb)停運的繼電保護、安全自動裝置和儀表、自動化監(jiān)控系統(tǒng)等屏(柜)上工作時，在檢修屏(柜)兩旁及對而運行屏(柜)上設(shè)置臨時遮攔或以明顯標志隔開。(2)在部分停運的繼電保護、安全自動裝置和儀表、自動化監(jiān)控系統(tǒng)等屏(柜)上工作時，在檢修間隔上下(shngxi)與運行設(shè)備以明顯標志隔開。(3)在繼電保護、安全自動裝置和儀表、自動化監(jiān)控系統(tǒng)等屏(柜)上或附近進行打眼等振動較大的工作時，采取防止運行設(shè)

17、備中設(shè)備誤動作的措施，必要時中請暫停保護。(4)在繼電保護、安全自動裝置和儀表、自動化監(jiān)控系統(tǒng)等屏間的通道上搬運、安放試驗設(shè)備或其它屏柜時，注意與運行設(shè)備保持一定距離，防止誤碰運行設(shè)備6 變電所的防雷設(shè)備 變電所還裝有防雷設(shè)備，主要有避雷針和避雷器。避雷針是為了防止變電站遭受直接雷擊將雷電對其自身放電把雷電流引入大地。在變電站附近的線路上落雷時雷電波會沿導線進入變電站，產(chǎn)生過電壓。另外，斷路器操作等也會引起過電壓。避雷器的作用是當過電壓超過一定限值時，自動對地放電降低電壓保護設(shè)備放電后又迅速自動滅弧，保證系統(tǒng)止常運行。目前，使用最多的是氧化鋅避雷器。7 斷路器選擇與短路電流計算在低壓配電系統(tǒng)(

18、xtng)中用作保護電器的有斷路器和熔斷器兩種。目前我們使用最多的是斷路器，用它來作配電線路的短路保護和過載保護。但是，在選用低壓斷路器時存在不少問題，其中突出的問題是沒有進行短路電流計算。配電線路短路保護電器的分斷能力應(yīng)大于安裝處的預(yù)期短路電流。選擇斷路器應(yīng)先計算其出口端的(dund)短路電流，但有的設(shè)計者卻沒有進行短路電流計算，所選短路器的極限短路分斷能力不夠，不能切斷短路故障電流。綜上所述，在變配電所設(shè)計中還存在各種各樣的問題，處理不好將給工程質(zhì)量及進度造成(zo chn)非常大的影響。參考文獻：1張赫 變電所設(shè)計中常見問題分析 公用工程設(shè)計 北京中科國金工程管理齊詢有限公司2李彥利 李偉科 孟慶輝 賈劍 變電所設(shè)計中常見的巖上工程問題探討 北京國電華北電力工程有限公司 北京3石殿中 淺