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三、本条文中增加了“电缆线路”的内容,因市区建筑群稠密,架空线路走廊受到限制,变电所采用电缆进、出线的逐渐增多。
四、所址应尽可能地选择在靠近铁路、公路和河流交通线附近,便于主要设备的运输及对变电所的管理。
五、原规范规定“所址应设在污源的上风侧”,但由于不少地方,其两个相反风向的风频往往是接近的,因此,本条文改为“设在受污源影响最小处”。
所址选择时,应对风玫瑰图作具体分析,根据本地区的具体情况确定所址。
六、原规范要求35kV变电所所址标高宜在50年一遇高水位之上,原部颁规程要求63kV,1lOkV变电所宜在百年一遇高水位之上。
随着500kV电网的出现,63kV、1lOkV电网在系统中的地位相对降低,本规范将1lOkV及以下变电所的所址标高均改为50年一遇高水位之上。
如50年一遇高水位之上仍难以满足时,可考虑与本地区、工业企业的防洪标准相一致,但所址标高应高于内涝水位;
也可采取将主建筑物的地面及主要设备、端子箱和动力箱的基础局部抬高的措施,使发生内涝时不为积水淹浸。
七、运行单位反映,有些郊区或远离城镇的变电所值班人员上下班不方便;
生活条件差,因此,所址应尽量靠近邻近城镇或工矿企业现有的或规划的文教、卫生、商业网点等公用设施。
此外,选址时应注意水源条件。
八、周围环境对变电所的不良影响主要指:
污染,剧烈振动及易燃、易爆的危险场所等对变电所的影响。
变电所对邻近设施的影响主要指:
地电位升高、电磁感应、无线电干扰、噪音等对无线电收发讯台、飞机场、导航台、地面卫星站、通信设施和居民生活区等的影响。
第2.0.2条在满足电气安全、防火、防洪、排水等要求的前提下,做到配电装置和楼层设置、地坪标高等合理布置,使占地面积小、场地利用率高、工程量小、投资省。
第2.0.3条因人的举手高度一般为2.3m以下,2.2m高已能阻止人翻越围墙。
城网与企业变电所,可根据具体条件设置实体围墙或与周围环境协调的花墙。
有的企业变电所,所在的厂区已有围墙防护,故可视具体情况设置围墙或围栅。
第2.0.4条根据国标《建筑设计防火规范》的要求,“消防车道的宽度不应小于3.5m”,故改为3.5m。
变电所内不需进消防车的道路宽度则可适当减小。
主要设备运输道路的宽度(一般指主变压器运输道路),按主变运输和大修时用平板车或利用汽车吊作业的要求确定。
第2.0.5条本条文系根据过去工程实践经验确定。
场地的局部坡度过大,将使场地形成冲沟。
道路局部坡度过大,将不利于行车、停车及日常运行。
明沟和电缆沟的沟底坡度太小时将引起淤积和排水不畅。
当采用连续的进、出线门型架时,平行于母线方向的场地如有坡度,将造成该连续架构各梁的对地距离不等,并给电气与结构的设计带来困难,故与母线平行方向的场地应尽量平整,需要坡度时,不宜太大。
第2.0.6条为使建筑物不被积水淹浸及避免场地雨水倒灌电缆沟内,故规定了建筑物内外地面标高及屋外电缆沟壁与地面的高差。
第2.0.7条各种地下管线之间和地下管线与建筑物、道路之间的最小净距,宜符介规范附录一、二的规定,如在实际工程中确有困难,经过论证,在满足安全、检修和安装的前提下;
个别净距可以酌减。
第2.0.8条所区场地绿化可美化环境,减小变电所的辐射热。
绿化的分期、分批进行,主要是为了减少初期投资。
第2.0.9条变电所内排出的污水一般是指带油设备油坑内排出的含油污水及蓄电池室排出的含酸污水。
根据不少变电所的经验,含油污水可以通过带有油水分离设施的总事故油池进行处堙,含酸污水一般排出量不多,可通过中和或稀释后排放。
第三章电气部分
第一节主变压器
第3.1.2条在函调和对天津、沈阳、北京、武汉等地的实地调查中了解到,变电所装设主变压器的台数一般为1-3台不等,也有装设4台的。
其中2台主变压器的占总数的75%以上,其余的以3台为多。
选择2台主变压器具有较大的灵活性和可靠性,变电所接线较简单。
对有一、二级负荷的变电所来说,应列为基本型式。
但有些单位主张按3台主变压器设计,其理由是:
一、主变压器的单台容量和变电所的总容量都可以减少,降低投资。
对工企变电所来说,还可减少电业单位所需的贴费。
二、主变压器可以按变电所的供电负荷、实际增长速度分期逐台安装,使变电所最经济的方式运行。
三、提高变电所的供电可靠性和灵活性。
但选用2台以上主变压器时,尚应计人增加的断路器、控制保护设备、配电装置和场地扩大、年运行费用等因素。
因此变电所的主变压器台数应经技术经济比较,综合考虑确定。
本条由中、低压侧电力网取得足够容量的备用电源系指能满足第3.1.3条容量要求的备用电源。
第3.1.3条原规范第3.0.2条规定:
“装有2台及以上主变压器的变电所中,当断开1台时,其余主变压器的容量应能保证用户的一级和二级负荷,但此时应计人变压器的过负荷能力。
”
据调查,变压器实际运行的负荷率(运行负荷与额定容量的比值)在0.5-0.7之间,绝大多数变电所的负荷率在50%左右,变电所的一、二级负荷约占其全部负荷的30%-80%。
安装2台主变压器的变电所约占变电所总数的75%以上。
当断开1台主变压器时,其余主变压器的容量如按能保证100%的全部负荷进行选择,则主变压器在正常运行时的负荷率可按下式求得:
(n-1)Se=nKSe
式中Se——单台主变压器容量;
I
K——主变压器的负荷率
n--主变压器安装台数。
可见,当n=2时,负荷率X=0.5;
n=3时,负荷率K=0.67。
同样,当断开1台主变压器时,其余主变压器的容量如按计人变压器1.3倍的过负荷能力后保证100%的全部负荷进行选择,则可得:
n=2,K=0.65;
n=3,K=0.87。
分析说明,对安装有2台主变压器的变电所,在上述两种情况下,主变压器在正常运行时的负荷率为0.5—0.65;
安装有3台主变压器时,其负荷率为0.67~0.87。
对比实际调查的负荷率,说明大多数变压器的实际容量均大于按原规范要求的容量,基本上接近按断开1台时,其余主变压器能保证100%的全部负荷选择的容量。
因此,许多单位认为原条文的要求过低,随着供电可靠性要求的不断提高,原规范要求应予修订提高。
但是,根据我们的国情,对于大量的中、小型变电所变压器,容量的裕度不宜过大,否则将会大量增加基建投资。
因为变压器容量的选择是按设计年限末期(一般按近期5年考虑)预测的最大负荷确定,负荷预测很难做到准确,一般均偏大。
即使准确,也有很长一段时间处于轻负荷运行状态。
由于电业部门对企业变电所收取贴费和按容量计算基本电费,每单位容量贴费可达变压器单位容量价格的8~10倍,增大备用容量,就意味着贴费和基本电费的大大增加和基本建设投资的大量积压,企业难以承受。
综上所述,考虑到本规范的使用覆盖面范围较广,参照原水电部《变电所设计技术规程》第16条的精神,本条对变压器容量的要求予以适当提高。
规定在断开1台时,其余主变压器的容量应满足下列两个条件:
一、不应小于60%的全部负荷;
二:
、应保证用户的一、二级负荷。
鉴于目前变压器产品容量是采用R10系列分级的,逐级容量的增大系数为1.259,因此,按保证60%全部负荷计算选择时,实际选定的变压器容量可有约l~1.2倍的增大,其实际容量可达全部负荷的60%~72%。
同时,电力变压器运行规程,对不同冷却方式的变压器,规定了允许的过负荷能力和相应时间。
一般考虑变压器的短时过负荷能力为1.3倍。
由于1.3>
1.259,故本条取消了原规范的“应计人变压器的过负荷能力”的规定,也使变压器的容量约增大一级。
总之,按本条的规定来确定变压器容量,对企业变电所和电力系统的地区变电所都是恰当的。
第3.1.4条因本规范的适用电压已由原35kV提高到110kV,有选用三线圈变压器的可能,本条引用原水电部《变电所设计技术规程》第18条条文。
第3.1.5条由于我国电力不足,缺电严重,电网电压波动较大。
变压器的有载调压是改善电压质量、减少电压波动的有效手段。
对电力系统,一般要求110kV及以下变电所至少采用一级有载调压变压器,因此城网变电所采用有载调压变压器的较多。
对企业变电所,有载调压变压器的采用决定于负荷的性质。
如化工企业一般用电负荷比较平稳,供电质量能满足要求,很少采用有载调压变压器,但像钢铁厂等负荷波动较大的企业,则采用有载调压变压器。
有载调压变压器在价格上比普通变压器贵30%一40%,其检修工作量也比普通变压器增加1/3。
因此,本条规定经计算在电压质量不能满足要求时,应采用有载调压变压器。
第二节电气主接线
第3.2.1条由于本规范的适用电压已由原35kV提高到110kV,参考原《变电所设计技术规程》及实践经验,本条对电气主接线提出了基本要求和设计中应考虑的主要条件。
“便于扩建”是考虑变电所分期建设时,接线能较方便地从初期形式分期过渡到最终接线,使在一次和二次设备装置方面所需的改动最小,减少扩建过程中所造成的停电损失和可能发生的事故。
第3.2.2条、第3.2.3条根据运行经验,取消了原规范“采用熔断器或短路开关”的有关条文。
强调当采用桥形、线路变压器组或线路分支接线(即T接)等断路器较少或不用断路器的接线时,应满足运行及继电保护要求。
例如,采用线路变压器组接线时,主变压器应有可靠的保护,如不用断路器时,可采取远方跳电源侧断路器的措施;
采用线路分支接线时,分支线须包括在线路的继电保护范围之内,且线路分支接线应不使原来的系统继电保护性能显著变坏。
在线路数较多时采用双母线,其特点是便于系统中的功率分配,母线事故后停电范围小恢复供电快,便于对母线及母线设备进行检修试验,对供电影响较小。
因此,规定当35-63kV线路为8回及以上、110kV线路为6回及以上时,采用双母线接线。
多数变电所的实际情况也是如此。
第3.2.4条设置旁路设施的目的是为了减少在断路器检修时对用户供电的影响。
如果是双回路供电或负荷可由系统取得备用电源,允许停电检修断路器时,就不必设置旁路设施。
分段断路器或母联断路器兼作旁路断路器之用,是从节约投资出发。
但当检修线路断路器而占用分段断路器或母联断路器时,会使分段单母线变成单母线接线运行,或使双母线也变成单母线运行,降低了可靠性。
因此,在线路数较多时,宜设置专用的旁路断路器。
主变压器的35一110kV侧断路器接人旁路母线的问题,不少供电单位认为主变回路中的断路器同样有定期检修和试验的需要,因此最好能接人。
有些认为可根据网络的具体条件,如允许在工厂假日负荷轻时停1台变压器或配合变压器本身检修时进行断路器检修就可以不接入。
此外,主变压器断路器是否接人旁路母线,尚有继电保护和配电装置布置等因素,故不作硬性规定。
装有SF6断路器时,因断路器检修周期可长达5—10年甚至20年,所以可以不设旁路设施。
第3.2.5条6—10kV主接线线路12回及以上用双母线,是根据生产单位的运行经验,理由可参阅第3.2.3条条文说明。
6—10kV配电装置设置旁路设施的理由是:
一、出线回路数较多,断路器停电检修的机会就多;
二、多数线路系向用户单独供电,不允许停电;
三、如均为架空出线,雷雨季节跳闸次数多,增加了断路器的检修次数。
如用手车式高压开关柜,在开关柜故障时可以用备用的开关柜迅速置换,停电时间很短,所以不宜再设旁路设施。
只在供电可靠性要求特别高,甚至手车置换时也不允许停电的情况下才可考虑旁路。
第3.2.6条变压器分列运行,限流效果显著,是现在广泛采用的限流措施。
高阻抗低损耗变压器近年来也逐渐被采用,它可以简化配电装置结构。
在变压器回路中装设电抗器或分裂电抗器用得很少。
出线上装电抗器,投资最贵,且需造两层配电装置室,在变电所中应尽量少用,故条文中略去。
第三节所用电源和操作电源
第3.3.1条所用变压器是供给变电所的操作、照明及其他动力用电的电源,应保证可靠供电。
因此,变电所宜装设2台容量按全所计算负荷选择的所用变压器,以保证相互切换和轮换检修。
若可由所外引入1个可靠的所用低压电源时,也可只设1台所用变压器,以节省投资。
在只有1条电源进线的35kV变电所中,为在主变压器停电后能够取得所用电源,因此,规定此种情况下,所用变压器应接在断路器的电源侧。
第3.3.2条根据变电所直流系统的运行经验,采用单母线或分段单母线接线较为清晰可靠。
目前生产的典型直流屏或成套镉镍电池屏有这两种接线的产品,可根据工程需要具体选用,
第3.3.3条重要变电所设有较复杂的继电保护装置,应提供不间断供电的直流电源,铅酸蓄电池组或镉镍蓄电池组与硅整流装置组成的电源装置可满足以上要求。
蓄电池组的容量是按照事故持续放电容量或最大冲击负荷选择。
平时蓄电池组处于浮充电状态,当直流负荷突然增大(断路器合闸或交流电停电)时,蓄电池组放电,以满足直流负荷的需要。
由此可见,铅酸蓄电池组或镉镍蓄电池组与硅整流组成的电源装置是一种独立的电源型式,它不受电力网的影响。
在变电所内发生任何事故时,甚至在交流电全部停电的情况下,它也能保证直流系统中的用电设备可靠而连续地工作。
因而它是一种可靠的电源型式,可作为重要变电所中的直流操作电源。
成套的小容量镉镍电池装置或电容储能装置是镉镍电池或储能电容分闸、硅整流电源合闸的装置,不是一种独立的电源型式。
它必须依靠交流电源才能完成合闸操作,可靠性较差,但由于它们有体积小、重量轻、使用维护方便、价格便宜等优点,因而适宜在一般变电所中采用。
第3.3.4条在重要变电所中,全所事故停电时,为满足查找故障和切换电源的需要,应对必要的信号及事故照明提供保证一定时间的所用电源,此时由蓄电池组供电。
在事故放电末期,还应由蓄电池组提供合闸电源,以恢复交流供电。
因而蓄电池组的容量应按事故停电期间的放电容量及事故放电末期最大冲击负荷确定。
根据《火力发电厂设计技术规程》第11.4.4条规定,全厂停电事故时,厂用电停电时间为1h。
考虑到变电所的事故照明负荷较发电厂小得多,对容量的影响较小,并与发电厂规程相配合,故变电所的事故停电也按1h考虑。
第3.3.5条变电所内宜设置固定的检修电源,以方便检修、试验,提高工效。
第四节控制室
第3.4.1条本条对控制室的位置提出了基本要求。
控制室是整个变电所的控制中心,是运行值班人员工作的场所,又是全所电缆汇集的中心,因而控制室应位于便于运行维护、操作巡视和使用电缆最短的地方,并应布置在朝阳的房间,以获得良好的采光和适宜的温度。
第3.4.2条控制屏(台)的排列次序与配电间隔的次序尽可能对应。
这样可便于值班人员回忆,缩短判别和处理事故时间,减少误操作。
第3.4.4条无人值班变电所的控制室仅需考虑临时性的巡回检查和检修人员的工作需要,故面积可适当减小,建筑处理也可简化
第五节二次接线
第3.5.1条根据生产单位运行经验,明确提出应在控制室内控制的元件。
6—35kv屋内配电装置馈电线路采用就地控制,主要因一般配电装置均采用成套开关柜。
第3.5.2条能重复动作并能延时自动解除或手动解除音响的中央事故信号和预告信号使用效果较好,受到运行人员欢迎,在有人值班的变电所中已得到广泛应用。
因此,本规范增加了这方面的规定。
由于预告信号重复出现的机会较多,如寻找接地时间较长,这期间内可能出现其他预告信号。
因此,驻所值班的变电所也可装设能重复动作的预告信号。
断路器控制回路的监视信号,采用灯光监视或音响监视各有优缺点,各变电所的习惯也不同。
因此,本规范不作硬性规定。
第3.5.3条隔离开关与断路器、接地刀闸之间,应装设电气闭锁装置,以防止带负荷拉合隔离开关、带接地合闸及误拉合断路器,并增加了防止误人屋内有电间隔等的联锁要求。
闭锁联锁回路电源与继电保护、控制信号回路的电源分开,主要是为满足安全可靠的要求。
第六节照明
第3.6.1条现行的《工业企业照明设计标准》对工业企业电气照明光源、照明方式及照明种类、照度、灯具、照明供电等都有明确要求,因此变电所照明设计也应符合该标准的基本规定。
第3.6.2条参考原《变电所设计技术规程》,按实际情况适当扩大了应装设事故照明的地点。
由于事故照明的方式直接与直流操作电源型式有关,故应配合本规范第3.3.3条的规定选用。
例如,装有铅酸蓄电池的变电所,采用交流电源停电后自动切换至蓄电池组的方式或采用工作照明兼作事故照明方式;
装有大容量镉镍蓄电池组的变电所,因镉镍蓄电池组允许的短时冲击值较大,使镉镍蓄电池容量的安时数小于铅酸蓄电池,为了减少事故时的照明容量,可采用一部分工作照明兼作事故照明的方式,另一部分则在事故处理需要时,手动投人事故照明的方式;
装有小容量镉镍蓄电池组的变电所,在直流操作电源有余度的情况下,除控制室内装设一盏工作照明兼作事故照明灯以外,其余的可采用在事故处理时临时手动投入事故照明灯的方式;
在没有直流事故照明容量的情况下,可装设少量的自动切换应急灯作为事故照明;
无人值班的变电所一般不装设事故照明自动投切装置。
第3.6.3条调查表明,照明灯具装于高压带电体上方的情况及过于接近带电体的情况,在工程中时有发生,以致只有在高压停电时才能检修,殊为不便,故本规范条文强调“照明设备的安装位置,应便于维修”。
第3.6.4条根据运行值班人员反映,由于观察屏面所产生的眩光和反射光直接影响运行操作,特作此规定。
第3.6.5条根据工程实践经验,装有铅酸蓄电池的室内,含有氢气成分,在有火花的情况下,容易引起着火、爆炸危险。
目前,变电所内虽然采用了防酸隔爆铅酸蓄电池组,但还缺少含氢量的分析研究数据,而且采用防爆灯具投资增加极少,故对于铅酸蓄电池室仍按防爆灯具考虑,且不应装设可能产生火花的电器。
第3.6.6条本条规定引自原《变电所设计技术规程》第54条。
一般电缆隧道的高度为1.9m左右,运行人员行走时易触到照明器,故要求电缆隧道内的照明电压不高于安全电压36V。
如高于36V,对于容易被人触及的灯具应采取在灯具外设罩、网等防止触电的措施,并敷设灯具外壳用的接地线。
第七节并联电容器装置
第3.7.1条功率因数标准应满足原国家经委1983年颁发的《全国供用电规则》第4.3条的规定:
“高压供电的工业用户和高压供电装有带负荷调整电压装置的电力用户,功率因数为0.9以上,其他100kVA及以上电力用户功率因数为0.85以上,农业用电的功率因数为0,8”。
电容器装置宜装设在主变压器的低压侧或主要负荷侧,这样可以获得较好的无功补偿效果,减少变压器及线路损耗,提高经济效益。
当电容器装置容量较大时,为便于调整电压,可以分组配置。
但电容器分组容量的大小,应满足投切时系统电压调整允许变动的范围和不发生谐振的要求。
第3.7.2条
一、电容器应与接人电网的运行电压相配合以充分利用容量。
因为电容器的无功容量与施加电压的平方和频率成正比(Qc=2πfcU2),一般系统频率变化很小。
所以电容器端子上若施加的是额定电压,则它输出的亦为额定功率。
如果降低电压运行,电容器无功输出将大大减扒影响无功补偿效果。
如果过电压运行,将大大增加无功出力造成过负荷,危害亦是很大的。
二、根据国家标准《并联电容器》第11条中规定:
“电容器组的绝缘水平应按拟接入的系统的绝缘水平来选择。
电容器的绝缘水平如果低寸:
电力系统的绝缘水平,则应采用与该电力系统的绝缘水平相等的外部绝缘将电容器对地绝缘起来”。
例如拟设计接人10kV系统的电容器组,应选用10kV绝缘水平的电容器。
现国产的11/√3kV电容器就是供10kV系统采用不接地星形接线的电容器组选用的,电容器对地绝缘为1lkV级。
这样可将电容器直接装设在接地的构架上,电容器外壳的连线应与金属构架连接,而构架的接地线还应与变电所主接地网连接。
三、据调查,电容器组的接线方式以采用不接地星形或双星形为主。
北京、上海供电局所属变电所一般采用双星形,华东地区骨从故障电流、涌流冲击。
过电压水平、单台保护用熔断器性能的要求方面对三角形和不接地星形接线进行了分析比较,认为三角形接线电容器组存在不少问题.北京供电局在三角形接线时,曾多次发生电容器膨胀、爆炸和失火事故,所以认为三角形接线不宜推广。
三角形接线的并联电容器组直接接于电网线电压上,任一合并联电容器内部串联元件发生贯穿性击穿或极间故障时,就形成相间短路,故障电流决定于两相短路时的系统容量,比不接地星形接线的故障电流大得多.因后者发生瞄穿性击穿时,工频故障电流仅为并联电容器组预定电流的3倍,且不形成相间短路。
国外对电压等级较高的电力系统使用的电容器组都采用星形接线,只有在电压等级较低的电力系统采用三角形接线。
如,美国2.4kV及以下电容器组采用三角形,4.6kV及以上采用星形;
日本6.6kY及以下采用三角形,llkV及以上都用星形。
关于三角形接线电容器组的适用范围,比较集中的意见是三角形接线只能用于35kV变电所的10kV母线,相间短路容量小于等于30或50MVA,容量小于等于180或300kVar,的电容器组。
第3.7.3条电容器装置的电器和导体的忙期允许电流,不应小于135倍电容器组额定电流.是根据下面的理由确定的:
一、根据我国国家标准和IEC标准的规定,在过电压和谐波的共同作用下,电容器应能在有效值为1.3Ied(Ied为电容器额定电流)的稳定过电流下运行。
二、日本、英国等国家规定,电容器的最大允许工作电流为具额定电流的1.35倍。
三、国家标准《并联电容器》第6.6条规定:
“电容器的实测电容与其额定值之差应不超过额定值的-5%或+10%”。
因此,对具有最大电容正偏差的电容器,其电流允许值可达到电容器额定电流的1.43倍。
但厂家供应的成批产品,总容量误差达不到十10%.故不能以1.43倍电容器组额定电流作为选择电器和导件的依据。
四,水电部标准《并联电容器装置设计技术规程》规定为1.35倍。
综合上述理由,并且为了与水电部标准相一致.确定为电容器组电器和导体的选择不小于1.35倍电容器组额定电流。
第3.7.4条为防止由于电容器故障而影响主设备的供电.也为丁便于继电保护的配合,因此电容器组成与其他设备的控制、保护回路分开,单独设置。
利用熔断器作电容器的成组保护时,通常继电保护难于配合。
成组保护用熔断器的熔丝电流整定值较大,对于单台电容器的故障反应迟钝或不能反应。
且成组保护用熔断器熔断时,将使整组电容器退出。
因此,为防止故障的扩大且便于检查和隔离电容器组,
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- 35110 kV 变电所 设计规范 GB5005992