变电所设计的常见问题分析

1 变电所设计的常见问题分析变电所设计的常见问题分析 摘要 摘要 国家电力的发展为我们的生活带来了极大便捷性 但是也出现了很 多问题 本文针对变电所设计中发现的一系列问题 并以国家现行的规范和标准 体系为指导方针来进行分析并提出对应的处理措施和部分具体的改进意见 文 章简要探讨了变电所的定义与种类 论述了变电所设计和布局的注意要点 变 电所设备检修和安全隔离措施等问题 关键词 关键词 变电所设计 布局 问题 随着国家社会经济的跨越性发展 电力事业逐渐走上发展的高潮阶段 然 而 在变电所设计中还是出现了一些无法预计的问题和故障 以下就针对变电 所设计中的常见问题进行一系列可行性措施的探索 1 关于变电所的概述 发电厂发出的电能需送给远方的电力用户 为了减小输电线路上电能损耗及 线路压降 需要将低电压升高 为了满足电力用户安全的需要 又要将电压降低 并分配给各个用户 这就需要能升高和降低电压 并能分配电能的变电所 所 以变电所是电力系统中通过其变换电压 接受和分配电能的电气装置 它是联 系发电厂和电力用户的中间环节 同时通过变电所将各电压等级的电网联系起 来 变电所的作用是变换电压 传输和分配电能 变电所有多种分类方法 可以根据电压的等级 升压或降压及在电力系统 中的地位分类 枢纽变电所 中间变电所 地区变电所 终端变电所 还可以分 为升压变电站 降压变电站 电力系统的变电站 工矿变电站 铁路变电站 25kv 5OHz 5OOkv 330kv 220kv 110kv 66kv 35kv lOkv 6 3kv 等电压等级 的变电站 变电站 所 是电力系统中变换电压 接受和分配电能 控制电力的流向和 调整电压的电力设施 它通过其变压器将各级电压的电网联系起来 变电站 所 起 变换电压作用的设备是变压器 除此之外 变电站的设备还有开闭电路的开关 设备 汇集电流的母线 计量和控制用互感器 仪表 继电保护装置和防雷保 护装置 调度通信装置等 有的变电站还有无功补偿设备 变电站的主要设备 和连接方式 按其功能不同而有差异 2 变电所设计和布局的注意要点 2 2 12 1 设计设计 电力工程师而临的主要问题是设计的实用性及成本 一个好的设计是能在 这两者之间取得一个平衡 不用花费过多的成本就能达到足够的实用性 如果 需要 这个设计还要能够使电厂易于扩展 一个变电站的选址需要考虑很多因 素 设备安装及设备之间的安全间隙 还有一些大仪器 如变压器 的安装需要 足够的土地 在一些地价高的地区 如市区 采用气体绝缘开关可以节省一笔 钱 另外 所选 的地区还需要有足够的空间便于电厂扩展由于负荷增加或计划传输补充 还需 要考虑变电站对环境的影响 例如噪音 排水 交通等为了保护在传输系统短 路时的行人 必须测量地的电位 当然了 变电站 所 的选址必须在它服务范 围的中心 2 22 2 布局安排布局安排 设计变电站 所 布局的第一个步骤是准备一个单线图 这个单线图要能简 洁的展现必要的开关 保护设备以及输入线输出线的排布 从多种电力公用来 考虑 准备一个单线图是一个惯例 单线图上的一些主要组成部分如电线 开 关 断路器 变压器的布局类似于实际电厂的仪器的布局 进线处几乎都设有隔离开关和断路器 有些进线处只有其中的一个 因为 只要具有两者中的一个就己经足够了 尽管隔离开关不能阻断负荷电流 但它 能够起到隔离的作用 作为一个保护装置 断路器可以自动阻断故障电流 还 可以断开或连接电路 电流变换器可以侦察到流经断路器的较大的故障电流 电力变换器的重要性表现在它可以关闭造成从馈电点的断路器输送的负荷断开 的断路器输出电流互感器将故障点与系统的其他部分隔离开来 把不利影响减 到最小 使系统其余部分继续运行 开关和断路器在变电站内或是离监控中心较远的地方都可以操作 开关部 分之后 固定高压线就和一条或多条母线连在一起 这里有几套母线 通常是 三套 因为世界大都是三相配电系统 开关 断路器 总线的排布影响变电站 的成木和实用性 一些重要的变电站会使用环形总线 双母线也叫半断路设置 这种设置可以使支路在较短时间内不受到其他断路器断开的影响 这样可以在 其他支路不受影响的情况下对部分电路进行检修 只供给单一工业负荷的变电 站有一些极小的转换供给 特别是提供给一些小的设备 如果不同的电压等级之间设有母线 那么这些电压等级之间必须设置一个 变压器为了以防变压器发生故障 通常是短路 安装一个断路器 相当于一条输 3 出线 是有必要的 除了以上装置 变电站通常还有一个控制电路 用来控制在 一些组件出现故障的时候断开各种断路器 3 变电所建筑设计中的问题及分析 3 13 1 变电所位置的选择应该合理变电所位置的选择应该合理 GB50053 94 第 2 0 1 条明确规定 变电所不应该设在地势较低或者可能 积水的场所 比如 有些变电所设计在地下一层 如果考虑不设人防的要求 则可以将地下一层的高度设为 2 7 米 此时 如果将变电所所需层高考虑在内 则会使地下一层局部下沉 那么变电所的层高将为 5 4 米 这很明显违背了变 电所位置选取的基本设计标准 3 23 2 应注重对安全出口的合理设计应注重对安全出口的合理设计 在变电所建筑设计中 要严格的按照国家的规范标准来设计 比如 有些 长度长于七米的变电所配电室为了节省经济资源 仅在配电室的一端设置一个 出口 有的配电室虽然配备有两个出口但是都靠近于同一端这种出口设置方法 无疑会增加配电室在出现安全事故时的疏散压力 甚至可能会由于人员疏散不 利而出现不可估量的经济损失 国家变电所的标准规范要求 变电所配电室的安 全出口至少应设置两个 并且要均匀的分布在配电室的两端 3 33 3 设计中应着重考虑变电所电缆夹层中梁的高度设计中应着重考虑变电所电缆夹层中梁的高度 在进行实际的变电所设计中 由于变电所囊括的跨度较大 并且通常位于 建筑物的最底层 梁高可能会达到 800 毫米的高度 因此 在考虑电缆夹层净 高时不能忽略对梁高的计算 3 43 4 变电所中值班室的设计问题变电所中值班室的设计问题 有些变电所的值班室被设置在变电所最靠里的死角内 给从值班室向工作 区进行任务勘查的工作人员带来很大的不便 如遇紧急情况 工作人员在既定 时间内赶不到工作区 不能及时阻止事故的发生 这不但会给变电所带来不必 要的经济损失 还可能会危及工作人员安全 因此 值班室应该被设置在 交 通便捷 的地方 如果是经常有人值班的配电所 应该要设置单人值班室 而 高压配电室与值班室之间应该要有直接通道 另外 值班室周围还应有直接与 外界相通的直接通道 以防出现意外时工作人员的疏散 3 53 5 电缆沟的设置要权衡线路之间的连通情况电缆沟的设置要权衡线路之间的连通情况 变电所电缆线的设置还可能会随着配电室规模的需求不断改进与调整 而 4 为了方便电缆线路的调整 不仅要在变电所内低压配电屏的屏底与后侧方设置 地沟 还应将变电所内所有主电缆沟与控制电缆沟之间相互连通 4 设备布置中常见问题 4 14 1 高 低压柜的排列不合理高 低压柜的排列不合理 变电所往往跨度较大 高低压柜成排排列时 往往把高 低压出线柜摆放 在梁上面 造成无法出线 设计中可采用将电容柜和出线柜合理排列或增加母 线柜 避免此类问题的发生 4 24 2 高 低压配电系统图与平面图不一致高 低压配电系统图与平面图不一致 其表现形式有两种 其一是系统图与平面图中柜 屏 的排列顺序相反 看系 统图时是面向柜 屏 的正面 将其从左至右排列为 1 2 3 n 而在平面图 上却是面向屏的背面 将其从左至右排列为 1 2 3 n 要避免这一错误的 关键是在系统图和平面图上都应面向柜 屏 的正面从左至右按顺序排列 4 34 3 低压配电屏屏前 屏后通道宽度不满足新规范要求低压配电屏屏前 屏后通道宽度不满足新规范要求 如屏后有时仅距墙 700mm 抽屉式低压屏双排面对面布置时仅相距 1 800mm 根 据规范 GB50053 94 第 4 2 9 条规定 低压配电室内成排布置配电屏的屏前 屏后的通道最小宽度为 其屏后通道 固定式和抽屉式均为 1000mm 其屏前通 道 固定式单排布置为 15OOmm 抽屉式单排布置为 1800mm 固定式双排面对面 布置为 2OOOmm 抽屉式双排面对面布置为 2300mm 只有当建筑物墙面遇有柱类 局部 凸出时 凸出部分的通道宽度可减少 200mm 4 44 4 配电柜配电柜 屏屏 后通道的出口数量不满足规范要求后通道的出口数量不满足规范要求 作为规范强制性条文 GB 50053 94 第 4 2 6 条规定 配电装置长度大于 6m 时 其柜 屏 后通道应设两个出口 低压配电装置两个出口间的距离超过 15m 时 尚应增加出口 这一条要强制执行的理由是为了当高压柜 低压屏内 有电气设备突发性故障时 在屏后的巡视或维修人员能及时离开事故点 4 54 5 配电室内灯具采用线吊 链吊 且安装在配电装置的正上方不符合安全要配电室内灯具采用线吊 链吊 且安装在配电装置的正上方不符合安全要 求求 GB 50053 94 第 6 4 3 条规定 在配电室内裸导体的正上方 不应布置 灯具和明敷线路 当在配电室内裸导体上方布置灯具时 灯具与裸导体的水平 净距不应小于 1 0m 灯具不得采用吊链和软线吊装 因低压屏顶部布置有母 5 线铜排通常又不封闭 故要执行此条规定 配电室内可采用线槽型荧光灯用吊 杆安装 5 变电所设备检修安全隔离措施 5 15 1 一般要求一般要求 主要是 1 在一经合闸即可送电到工作地点的断路器 隔离刀闸操作把手 上悬挂 禁止合闸 有人工作 标示牌 对在显示屏上进行操作的断路器和隔 离刀闸 应在其操作处设置 禁止合闸 有人工作 标记 2 若线路有人工作 应在线路断路器 隔离刀闸操作把手上悬挂 禁止合闸 线路有人工作 标示 牌 对在显示屏上进行操作的断路器和隔离刀闸 应在其操作处设置 禁止合 闸 线路有人工作 标记 3 在工作地点设置 在此工作 标示牌 4 严 禁工作人员擅自移动或拆除遮拦 围栏 标示牌 严禁翻越围栏 5 对溪变中 控室盘柜两侧设置围栏 并配置满足室外最高电压等级两个间隔同时检修的遮 拦网围栏 遮拦的高度不小于 1 7 米 5 25 2 室外高压设备检修的隔离措施室外高压设备检修的隔离措施 1 在室外高压设备上进行检修工作时 在工作地点四周装设全封闭遮拦网 围栏 其出入口要围至临近道路旁边 并设置 从此进出 标示牌 围栏上悬 挂适当数量的 止步 高压危险 标示牌 标示牌应朝向围栏里面 2 若室 外设备装置的大部分设备停电 只有个别地点保留有带电设备而其他设备不可 能触及带电导体时 应在带电设备四周装设全封闭遮拦网围栏 围栏上悬挂适 当数量的 止步 高压危险 标示牌 标示牌应朝向围栏外面 3 对室外高 压设备进行预试时 在工作地点装设遮拦网围栏 遮拦与试验设备高压部分应 有足够安全距离 向外悬挂 止步 高压危险 标示牌 并派人看守 被试设 备不在同一地点时 另一端还应派人看守 4 室外扩建 改建施工时 采取 非金属板 木板或其他板材 对施工区域进行封闭隔离 其出入口要围至临近道 路旁边 并设置 从此进出 标示牌 进入配电装置设备区至施工地点出入口 处的道路两旁应设置遮拦网围栏 围栏上悬挂适当数量的 止步 高压危险 标示牌 标示牌应朝向围栏外面 5 当施工地点上方有高压配电装置运行时 应设置安全限高标志 6 在室外构架上工作 应在工作地点临近带电部分的横 梁上悬挂 止步 高压危险 标示牌 在上下铁架或梯子上 悬挂 从此上下 标示牌 在临近其它可能误登的带电构架上 悬挂 禁止攀登 高压危险 标 示牌 5 35 3 在二次系统上工作的安全隔离措施在二次系统上工作的安全隔离措施 6 1 在全部停运的继电保护 安全自动装置和仪表 自动化监控系统等屏 柜 上工作时 在检修屏 柜 两旁及对而运行屏 柜 上设置临时遮拦或以明显 标志隔开 2 在部分停运的继电保护 安全自动装置和仪表 自动化监控系统 等屏 柜 上工作时 在检修间隔上下与运行设备以明显标志隔开 3 在继电保 护 安全自动装置和仪表 自动化监控系统等屏 柜 上或附近进行打眼等振动 较大的工作时 采取防止运行设备中设备误动作的措施 必要时中请暂停保护 4 在继电保护 安全自动装置和仪表 自动化监控系统等屏间的通道上搬运 安放试验设备或其它屏柜时 注意与运行设备保持一定距离 防止误碰运行设 备 6 变电所的防雷设备 变电所还装有防雷设备 主要有避雷针和避雷器 避雷针是为了防止变电 站遭受直接雷击将雷电对其自身放电把雷电流引入大地 在变电站附近的线路 上落雷时雷电波会沿导线进入变电站 产生过电压 另外 断路器操作等也会 引起过电压 避雷器的作用是当过电压超过一定限值时 自动对地放电降低电 压保护设备放电后又迅速自动灭弧 保证系统止常运行 目前 使用最多的是 氧化锌避雷器 7 断路器选择与短路电流计算 在低压配电系统中用作保护电器的有断路器和熔断器两种 目前我们使用 最多的是断路器 用它来作配电线路的短路保护和过载保护 但是 在选用低 压断路器时存在不少问题 其中突出的问题是没有进行短路电流计算 配电线 路短路保护电器的分断能力应大于安装处的预期短路电流 选择断路器应先计 算其出口端的短路电流 但有的设