變配電所設計(design of substation and distribution station)

設計范圍包括總降壓變電所、配電所和車間變電所。

總降壓變電所 將來自電力系統的高電壓降壓成廠區配電電壓的設施。其設計內容包括位置選擇、主結線確定、結構與布置、主要設備選擇、控制方式、主變壓器的運輸與檢修和消防。

位置選擇 總降壓變電所要盡量接近工廠的負荷中心，并要考慮進出線的方便和主變壓器的運輸。為減少污染盡可能配置在工廠的上風向。電源進線通常都用架空線，因此在總圖布置上要留出架空線路的走廊位置。此外，在布置上還不應妨礙工廠的發展，根據需要考慮留有擴建的可能性。

主結線確定 主結線根據負荷容量的大小、負荷性質、電源條件、主變壓器容量與臺數和進出線回路數等條件確定。主結線要力求簡單、運行可靠、操作方便、設備數量少且便于檢修，需要時還要考慮擴建的可能性。

結構與布置 一般設計成獨立式，其構筑物包括高壓配電裝置、主變壓器裝置、主控制室、蓄電池及其通風和調酸間、自用電變壓器室及其他輔助間等。

高壓配電裝置可設計成屋外式或屋內式，要根據周圍的環境條件決定。屋外式適用于正常環境的110～220kV配電裝置，屋內式適用于所有6～35kV配電裝置及位于空氣污穢、有腐蝕性氣體及導電粉塵、可燃塵埃較多的地區或沿海嚴重鹽霧地區，或用地面積受限制的110kV配電裝置。對于220kV配電裝置，若采用六氟化硫全封閉組合電器，因裝置體積小，可采用屋內布置。當采用單體開關設備時，由于間距大、占地多，土建造價高，較少采用屋內布置。

主變壓器一般為屋外安裝，在空氣嚴重污穢地區，主變壓器的外絕緣要加強。一次電壓為35kV或110kV的主變壓器或在嚴重污穢地區以及用地面積受限制時，也可設計成屋內安裝。

主控制室是全變電所的控制和監視中心，要位于運行方便、操作電纜最短和便于觀察屋內外主要設備的地方，盡可能有良好的朝向。控制室內一般安裝有控制屏、中央信號屏、直流電源屏、交流配電屏、繼電器屏和電度表屏等，所有屏面布置要求監視、調試方便r力求緊湊，并注意美觀、整齊，既要考慮近期的需要，又要考慮遠期的發展。屏上要設有經常監視的儀表和清晰的模擬系統線。

蓄電池間及其通風和調酸間是為采用固定式鉛酸蓄電池而設置的，若采用免維護的鉛酸蓄電池或鎘鎳電池，因無酸霧逸出，不需設專用房間。

有些冶金工廠的功率因數是全廠集中補償的，補償設備安裝在總降壓變電所內，因此要設置單獨的電容器室，室內要有良好的通風條件。

主要設備選擇 主變壓器一般選用三相、強迫油循環風冷的變壓器。由于供電電網在運行時有電壓偏移，變壓器需要分接頭，用分接開關來進行調節，分接開關有無勵磁調壓及有載調壓兩種，視電壓偏移的情況選定。

斷路器有多油、少油、真空、六氟化硫單體式和六氟化硫全封閉組合電器等類型。設計中采用最多的是少油斷路器，多油斷路器已很少選用，真空斷路器及六氟化硫單體式斷路器因其結構及維護簡單，又適合于頻繁操作，采用日趨增多。六氟化硫全封閉組合電器具有體積小、能防止大氣污染、安全方便、維護簡單、運行安全可靠等優點，是變電所小型化的理想高壓配電裝置，但價格昂貴。

6～35kV的配電裝置，設計上要優先選用成套柜，只有在額定電流大、短路電流大而超出成套柜的最大限定值時，才考慮采用裝配式的配電間隔。

控制方式 總降壓變電所的控制方式，按控制地點分為在配電裝置上就地控制、在主控制室內集中控制，或在工廠能源中心遠方控制等。按控制線路的原理分為強電控制、弱電控制、一對一控制、選線控制、計算機監控、巡回檢測和遠動(遙控、遙測和遙信)控制等。

主變壓器的運輸與檢修 設計總降壓變電所時，要考慮主變壓器的運輸與檢修，在布置上要設置公路或鐵路以搬運主變壓器，對容量特大的變壓器，還要考慮不超過運輸部門限定的外形尺寸及橋梁的允許荷載。當變壓器就地抽芯檢查和干燥時，布置上要留有一定的位置。變電所內一般不設固定的油處理設施和固定油罐。油處理設施通常設置在工廠的電修部門，那里備有一定數量的移動油罐，用來貯存更換用的新油和換下來的廢油。就地檢修主變壓器可將所需的油罐和油凈化設備等臨時運至現場使用。

消防 主控制室、蓄電池間和電容器室，宜采用化學或其他適合于電氣設備的滅火措施。對戶外油浸電力變壓器，要根據其重要性，火災危害程度和環境條件等，采取距離分割、防火隔墻、化學滅火設施、事故排油設施和水噴霧滅火系統等任一種或數種防火措施。

配電所自電力系統或工廠總降壓變電所受電，以相同的電壓向廠區各用戶配電的設施。配電所的主結線根據車間生產工藝及負荷性質來確定，其位置盡量接近負荷中心，并考慮進出線的方便，需要時要考慮留有擴建的可能性。

配電所一般設計成獨立式，其構筑物包括高壓配電裝置、控制室、自用電變壓器室及其他輔助間。為方便生產而在技術經濟上又合理時，配電所也可附設在用電負荷集中的某一車間旁，并兼作該車間的車間變電所。

高壓配電裝置一般為屋內式并盡量選用成套開關柜。

控制室是配電所的監控中心，其要求與總降壓變電所的主控室相同。控制電源一般采用直流鎘鎳電池成套設備，可安裝在控制室內。

控制方式一般采用強電控制的集中控制或就地控制。較重要的回路集中在控制室內控制，其余回路在開關柜上就地控制。對較小的配電所，也可全部在高壓開關柜上就地控制。

車間變電所將來自總降壓變電所或配電所較高的配電電壓降至車間用電設備所需電壓的設施。

車間變電所的位置盡量接近大容量用電設備，要考慮進出線方便并不妨礙車間的發展。一般由高壓配電設備、變壓器和低壓配電設備等組成。高低壓配電設備多采用屋內式成套裝置。配電變壓器采用屋內式或屋外式，要根據環境條件及變壓器型式確定，在技術經濟合理且能滿足防火要求時，也可以采用干式變壓器。

車間變電所的結構有外附式、內附式、車間內部式、獨立式和組合式等。(1)外附式設置在車間外墻外側，變壓器室門向戶外開，適用于車間的主要負荷在廠房邊沿，或雖在廠房中間但其周圍或外墻內無法設置變配電裝置的情況。(2)內附式設置在車間外墻內側，變壓器室門向戶外開，適用于車間的主要負荷在廠房邊沿，或雖在廠房中間但外墻為允許設置變配電裝置的情況。(3)車間內部式設置在廠房中間，變壓器室門開向車間內，適用于負荷大的多跨廠房且廠房中間允許設置變配電設備的情況；(4)獨立式為一獨立建筑物，適用于對幾個車間的供電，其負荷中心不在某個車間，或由于防爆原因不能設車間內附式或外附式變配電設備的情況；(5)組合式為由設備制造廠成套供貨的獨立箱式變配電裝置，可直接放置在戶外或車間內部，不需要建筑物。

變壓器室一般采用自然通風，有敞開式及封閉式兩種。敞開式一般用金屬網門，封閉式為金屬實體門，門上開通風百葉窗。封閉式又分低式及高式，高式為將變壓器樓板抬高，以利變壓器的后部通風。車間內外附式及獨立式均不設貯油池，車間內部式如采用油浸變壓器，則在其下部應設貯油池。