第10章電氣總布置

第10章電氣總布置10.1主變場(chǎng)地布置

主變壓器是電站和變電站中最重、油量最多的設(shè)備之一，且又處于一次接線的紐帶地位，其場(chǎng)地布置應(yīng)著重考慮起吊搬運(yùn)、防火防爆、進(jìn)出線方式和通風(fēng)散熱等多方面的問(wèn)題。此外，其中性點(diǎn)設(shè)備與出口避雷器等的布置也應(yīng)一并考慮。主變壓器的起吊與搬運(yùn)

目前，220kV電壓等級(jí)及以下的發(fā)電廠和變電站普遍采用三相油浸式變壓器。電壓35kV及以下電壓等級(jí)和容量為6300kVA以下的變壓器一般為整體運(yùn)輸。所以廠房橋機(jī)要按主變吊重進(jìn)行校驗(yàn)，橋機(jī)吊高還要滿足主變吊芯或吊蓋高度的要求，否則可在安裝間設(shè)置主變檢坑（洞）。

主變檢修有以下三種方式：一是拖運(yùn)至安裝間檢修；二是就地檢修；三是就近設(shè)置變壓器檢修間。對(duì)電壓110kV和容量為1000kVA以上的主變，可酌情采用鋼軌運(yùn)輸?shù)?，牽引力大為降低（每噸只?5kg左右）。主變的進(jìn)出線方式

因受地形條件和樞紐建筑物的制約，水電站主變的進(jìn)出線有時(shí)比較復(fù)雜，甚至成為影響主變位置的選擇和電氣總布置的一個(gè)制約因素。變壓器出線套管的排列規(guī)則對(duì)雙繞組變壓器，站在高壓側(cè)看，從左至右為O、A、B、C、油枕。對(duì)側(cè)對(duì)應(yīng)為低壓側(cè)的a、b、c。對(duì)三繞組變壓器，高壓側(cè)與上述相同。中壓側(cè)和低壓側(cè)套管居同側(cè)，且按中壓、低壓、油枕的順序排列。如果變壓器兩側(cè)電路均有電源，但相序相反，則需將一側(cè)線路倒相，否則不能并列。進(jìn)出線方式（1）電纜進(jìn)（出）線。（2）硬母線進(jìn)（出）線。（3）跳線—架空線出線。主變的防火防爆

防火措施主要不在于著火主變的救滅，而在于其事故排油和隔離，以避免出現(xiàn)火災(zāi)蔓延、擴(kuò)大，禍及相鄰建筑物和鄰近主變的設(shè)備。（1）事故排油和儲(chǔ)油池。為了防止變壓器發(fā)生事故時(shí)，燃油流失使事故范圍擴(kuò)大，單個(gè)油箱油量在1000kg以上的變壓器，應(yīng)設(shè)置能容納100%或20%油量的儲(chǔ)油池或擋油墻，設(shè)有容納20%油量的儲(chǔ)油池或擋油墻時(shí)，應(yīng)將油排倒安全處。變壓器基礎(chǔ)應(yīng)比儲(chǔ)油池高0.1m，儲(chǔ)油池四壁應(yīng)高于屋外場(chǎng)地0.1m。儲(chǔ)油池內(nèi)鋪設(shè)厚度不小于0.25m的卵石層（卵石直徑0.05~0.08m），儲(chǔ)油池底面向排油管側(cè)有不小于2%的坡度。（2）防火隔墻。當(dāng)變壓器著火或防爆玻璃爆噴油時(shí)，應(yīng)不危及臨近變壓器或建筑物的安全。當(dāng)變壓器的油量超過(guò)2500kg以上時(shí)，兩臺(tái)變壓器之間的防火凈距不得小于下列數(shù)據(jù)：

35kV及以下5m63kV6m110kV8m220kV10m主變場(chǎng)地的通風(fēng)散熱變壓器的效率很高，但大容量變壓器的功率損耗仍屬可觀，并以熱的形式散布于周?chē)臻g，屋外的主變壓器宜置于開(kāi)闊通風(fēng)處。

屋內(nèi)布置的主變間應(yīng)有自然或強(qiáng)迫排風(fēng)設(shè)施，熱空氣要直接排向屋外，且不得對(duì)流返回主廠房?jī)?nèi)。10.2電氣總布置

發(fā)電廠變電站的電氣總布置設(shè)計(jì)，是全廠、站總布置設(shè)計(jì)的重要組成部分，科學(xué)性強(qiáng)，涉及面廣。因此，要和各專(zhuān)業(yè)密切配合協(xié)調(diào)，權(quán)衡利弊，通過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，選擇占地少、投資省、建設(shè)快、運(yùn)行安全經(jīng)濟(jì)、管理方便的總布置方案。電氣總布置的原則

（1）縮短發(fā)電機(jī)、開(kāi)關(guān)室、主變壓器和開(kāi)關(guān)站之間的連接線。（2）為保證大型設(shè)備（如發(fā)電機(jī)、變壓器等）的運(yùn)輸、安裝和檢修的方便，盡量縮短運(yùn)輸距離。

（3）盡量減少電氣設(shè)備及其連線與水力機(jī)械設(shè)備及管路的交叉和干擾。（4）保證進(jìn)線和出線方便，盡可能減少架空導(dǎo)線交叉。（5）遠(yuǎn)近期結(jié)合，留有發(fā)展余地。（6）布置緊湊合理，盡量節(jié)約用地。（7）結(jié)合地形地質(zhì)，因地制宜布置。（8）符合防火規(guī)定，預(yù)防火災(zāi)和爆炸事故。電氣總布置中控室的位置確定基本要求中控室是發(fā)電廠、變電站操作和監(jiān)視的中心地點(diǎn)，其位置確定應(yīng)滿足的基本要求是：（1）值班人員有良好的環(huán)境（噪聲干擾和靜電感應(yīng)小，有較好的防潮、通風(fēng)和采光），有利于安靜和專(zhuān)心地工作。（2）便于監(jiān)視屋外配電裝置，有利于值班人員與各級(jí)電壓配電裝置和主要車(chē)間聯(lián)系，以便迅速進(jìn)行各種操作。（3）盡可能縮短中控室與配電裝置、機(jī)組間聯(lián)系的控制電纜長(zhǎng)度中控室的布置方式中控室的布置應(yīng)滿足位置確定的基本要求，下面以水電站為例，介紹中控室的布置方式。中控室一般緊靠主廠房上游、下游或一端布置。（1）中控室布置在主廠房上游側(cè)副廠房的中間位置，可使中控室到各發(fā)電機(jī)的距離最近，對(duì)機(jī)組的巡視和與主廠房運(yùn)行人員聯(lián)系方便，一般還能節(jié)約電纜投資。（2）中控室布置在主廠房一端，自然采光和通風(fēng)條件較好，能適應(yīng)電站分期建設(shè)的要求，同時(shí)易于使中控室處于主廠房和升壓站的適中位置，對(duì)地陡峻的電站可減少開(kāi)挖量。（3）中控室布置在尾水平臺(tái)以上，距發(fā)電機(jī)近，并能節(jié)省控制電纜。配電裝置位置確定

發(fā)電機(jī)電壓配電裝置一般采用屋內(nèi)成套配電裝置即高壓開(kāi)關(guān)柜。通常布置在發(fā)電機(jī)開(kāi)關(guān)室內(nèi)，發(fā)電機(jī)開(kāi)關(guān)室應(yīng)盡量靠近發(fā)電機(jī)，且最好與中控室等布置在與發(fā)電機(jī)層相同高程的副廠房?jī)?nèi)，常在開(kāi)關(guān)室和中控室下統(tǒng)一設(shè)一層凈高約2~3m的電纜層，布置開(kāi)關(guān)室的進(jìn)出線和中控室的進(jìn)出控制電纜。電纜構(gòu)筑物的確定

常用電纜構(gòu)筑物有電纜隧道、電纜夾層、電纜溝、電纜豎井等。電纜隧道和電纜溝的結(jié)構(gòu)如圖10-4所示。電纜構(gòu)筑物的選擇取決于發(fā)電廠、變電站各電工建筑物的布置以及機(jī)組容量大小、結(jié)構(gòu)型式等。（1）在發(fā)電廠、變電站中屋內(nèi)電纜敷設(shè)主要采用電纜溝。（2）屋外配電裝置的主要電纜通道，宜采用電纜溝，當(dāng)電纜數(shù)量多，電纜溝不足以容納時(shí)，則采用電纜隧道。（3）垂直走向的電纜，宜沿墻、柱敷設(shè)，當(dāng)數(shù)量多，或含有35kV以上高壓電纜時(shí)，應(yīng)采用電纜豎井。（4）立式機(jī)組的發(fā)電機(jī)層樓板下通常采用電纜吊架或橋架，吊橋架最低層離地面距離不應(yīng)低于2m。（5）其他分散的電纜，由于電纜根數(shù)較少，可根據(jù)實(shí)際情況采用直埋、穿管、架空敷設(shè)等方式。

電纜走向

電纜的起、止點(diǎn)及其所經(jīng)路線叫做電纜走向或電纜走線。從整體看，電纜走向有集中走線和分散走線兩種方式。電纜兩端所接電氣設(shè)備的位置各不相同，但若將設(shè)備按所在位置分片，眾多的電纜常有大致相同的走向。發(fā)電廠、變電站廠房結(jié)構(gòu)復(fù)雜，電纜走線要與廠房結(jié)構(gòu)和樞紐布置緊密結(jié)合，還要處理好大量與機(jī)電設(shè)備、管路、母線等的相互干擾問(wèn)題。

升壓站位置確定在地形條件允許的情況下，開(kāi)關(guān)站盡量與主變壓器布置在一起，成為升壓站；升壓站的位置的選擇同樣必須緊密結(jié)合電站的型式、地形和地質(zhì)等具體條件。升壓站或開(kāi)關(guān)站應(yīng)有公路相通，以便于設(shè)備搬運(yùn)，此外，在選擇升壓站或開(kāi)關(guān)站位置時(shí)，應(yīng)考慮進(jìn)線和出線的方便。電氣總布置實(shí)例引水式電站的電氣總布置如圖10-5所示為一引水式電站，電站廠房位于某河流左岸，電站裝機(jī)容量為2×3200kW，機(jī)組為臥式機(jī)組，出線兩回，出線電壓等級(jí)為35kV，發(fā)電機(jī)電壓側(cè)為單元接線，35kV側(cè)為單母線接線，主變?yōu)閮膳_(tái)雙繞組變壓器，容量均為4000kVA。變電站電氣總布置

變電站主要由屋內(nèi)、屋外配電裝置、主變壓器、控制室以及輔助設(shè)施等組成。220kV變電站中常設(shè)有調(diào)相機(jī)室。變電站的電氣總布置應(yīng)根據(jù)城市規(guī)劃、交通和水源等外界條件,依據(jù)配電裝置的電壓等級(jí)、出線方向和方式，出線走廊的條件、地形情況等因素，并滿足防火及環(huán)境保護(hù)要求，因地制宜地進(jìn)行設(shè)計(jì)。圖10-7為