谈民用建筑变配电系统设计发展

王振声 / 杨宇飞 / 熊小俊 / 王 铮 / 李 吉 吉（中国建筑设计研究院机电院, 北京 100044）

当前在我们的变配电系统设计中，大都采用10kV放射式供电系统。每台变压器均从高压配电室引来一路专用回路，变压器、高压柜、低压柜等设备采用共室布置，即高压柜、变压器、低压柜等均安装在一个大房间内，但各自均为分离式安装，保持一定的维护和操作距离，这较以往的分室布置有了很大的进步和发展。变配电系统的设计发展历程，就变配电装置的布置而言，可以分为三个阶段，即第一阶段分室布置阶段、第二阶段共室布置阶段及第三阶段组合式变电站，当前正处在第二阶段向第三阶段过渡时期。

1 变配电装置分室布置

1.1 高压配电室

由于受时代发展水平的限制，高压配电装置早期的主流产品是GG系列，为开启式靠墙固定安装，无后护板。其最具代表性的是GG－1A型，外型尺寸大、运行很多年，有的现在仍然在运行，其技术性能及可靠性在当时是先进产品。

● 内装断路，SN10 －10 少油断路

● 分断能力，10kV有200MVA、300MVA和 500MVA

● 额定电流，200A～300A

● 操作机构有CS2型手动操作机构和CD10型电磁操作机构

● 开关柜外形尺寸 ：1218×1225×3100（宽×深×高）mm

由于是开启型，其母线上隔离开关均明装在开关柜的顶部，每隔一定时间就需进行维护和清扫一次灰尘，维护管理极其不便，故对供电的可靠性也有影响。另外本装置是充油设备，有引发火灾的危险。所以规范规定应安装在专用房间内，设置高压配电室。

1.2 高压出线回路

10kV电力电缆均采用油浸纸绝缘电缆，造价高、电缆头制作困难，一般需要专业队施工制作，且不能垂直敷设，有漏油问题。所以高压出线回路大都采用造价低、施工方便的架空线路。一路架空线可以供一处或多处变电所，在电线杆上做T接线即可。变压器保护采用隔离开关加熔断器或负荷开关（带有灭弧罩的隔离开关）加熔断器，安装在变压器室的墙上。

70年代后期，用于6kV及以下的VV型塑料电缆已有生产，大多都采用铝芯，用于10kV系统的YJV型交联聚乙烯电力电缆已有供货，给设计带来了很大的方便。

1.3 配电变压器室

配电变压器：在当时均为油浸变压器，规范要求不允许进入民用建筑内部，只能单建变电所。变电所的形式有多种，如：内附式变电所、外附式变电所、独立式变电所及柱上变电站等。

变电所的布置设有高压配电室、低压配电室、变压器室、补偿电容器室及控制室等。变压器室对通风要求很高，上、下部应分别设有通风百叶出风口和进风口，且百叶通风口的内侧应设有网格不大于1cm的钢丝网。由于通风量大，要求进出风口的面积也大，常常不能满足要求，造成变压器的运行温度超标，存在事故隐患。变压器室的大门为甲级防火门，而且直接向室外开启，所以标准详图就做成了实体钢板大门，开闭极为不便。一般均做成大门套小门，维护管理开小门，搬运大件开大门。为防止变压器故障时变压器油引起更大的火灾事故，还要求在变压器下部设置储油池，并堆放卵石。

1.4 低压配电室

低压开关柜（俗称开关板）：当时多采用BDL（靠墙式）和BSL（不靠墙式）系列，二者均为开启型设备。低压母线通过瓷质绝缘子明装在开关柜的顶部，其出线回路大都为刀闸加熔断器，或刀熔开关。国产断路器分断能力见表1。

表1 断路器分断能力

由于受西方技术封锁，靠自力更生制造出的空气断路器技术指标较低，而经过多年的研究和统一设计，制造出的DW系列万能型（框架式）断路器和DZ系列塑壳断路器，在技术指标上仍然没有大的突破。所以当时规定安装在封闭式低压开关柜内的断路器，要降容使用，要求不大于额定电流的80%。由于这些开关的分断能力不够，而熔断器比DZ10型断路器分断能力大，可以保护线路避免发生短路故障，所以当时出现了低压开关柜内安装的DZ10型断路器串接熔断器的方案。

1.5 终端配电设备

终端配电设备，如照明配电箱等：进线采用胶盖开关（刀闸加保险线），出线回路大都采用瓷插式熔断器或螺旋式熔断器，误差很大，常有熔断器引起火灾的事故发生，且维护管理困难大。有的用户私自更换大的熔丝，更有甚者用铜丝代替熔丝，造成严重的火灾隐患。

小型终端用微型断路器（俗称微断）如DZ5、DZ6、DZ12等，分断能力都较低，见表1。

1.6 变配电系统的特点

建国初期为变配电系统设计发展的第一个阶段，变配电系统设计的主要特征是：电气设备技术性能差、指标低，且主要设备包括变压器、高压断路器、补偿电容器等均为充油设备，属于易燃产品，防火要求很高。这就造成了变电所设计的另一个特征，即各种电器设备均各自独立地布置在专用的房间内。如：高压配电室、变压器室（每台变压器均占用一个独立的小间）、低压配电室及补偿电容器室等。除此之外还存在以下问题：

1）供电可靠性差，因为当时的高低压线路主要是架空线路，风雪、飞鸟都可能造成线路故障而停电。

2）高低压配电装置均为开启式装置，安全性差，没有防护能力，常常因鼠、蛇等小动物造成的短路故障而停电。

3）保护元件的性能差，熔断器保护的误差率高达20%，且火灾隐患很大。

4）开关设备的操作性能差，低压开关主要是手动合闸、拉闸；高压断路器也多采用手动操作。当时的电磁操作机构耗电很大，合闸电流高达90A，并且还不具备弹簧操作机构。

5）分室布置占用面积大、造价高。

6）维护管理不便，需要设置电工值班室24h看守，造成管理成本的增加。

7）由于变电所多为集中设置，故线路长、损耗大，尤其是民用建筑，一般只设有一处独立的变电所，线路拉得很长，有的供电距离竟然长达数百米，造成电力损耗的增加。

2 变配电装置共室布置

改革开放以后，外商外资大量进入中国，世界著名的大公司，如ABB、西门子、施耐德、美国通用电气等纷纷进入中国投资办厂，并带来了新技术、新设备等。经过20多年的改革开放，我国电气行业的发展有了很大的进步，具备了较强的生产能力，全国已有1200多家生产成套装置的企业。

根据经贸委推荐目录资料统计，有300多家以上的企业生产的产品主要规格有GCK、GCS、GGD、PGL等4种型号。上述四种规格产品是我国成套设备的主导产品。

2.1 高压配电系统

1) 10kV配电系统

开关柜目前主流机型为铠装移开式金属封闭型开关设备（俗称手车柜），如KYN系列开关柜。其中具有代表性的为KYN28A-12型，它吸收了ABB公司的ZS1型开关柜的技术，是结合国家标准研制的小型化、智能化、高可靠性的开关设备，主要用于接受和分配电能，实现控制、保护、监测、通信等功能。钢板制成的柜体的防护等级可以满足IP42，内装断路器可以配用多家产品，如ABB公司的VD4、VM型真空断路器；GE公司的VB2真空断路器；西屋公司的VAC-W、W-VCP真空断路器；西门子公司的3AH真空断路器及ZN18-12、ZN65-12、VS1真空断路器等。

中置手车，小型化、标准化，互换性好，采用丝杆中置推进操作，省力、进出方便。操作机构可以配用弹簧、电磁等操作机构，其开关柜的主要技术参数见表2。

表2 KYN 28A-12 kV 开关柜技术参数

2) 20kV配电系统

有的地区配电电压为20kV, 尤其是援外工程，如在非洲大都采用20kV供电网络。KYN-24铠装移开式交流封闭开关柜，额定电压24kV，该类型开关柜具有各种防误操作功能，包括防止带负荷移开手车、防止接地开关闭合位置断路器合闸、防止带电合接地开关和防止误入带电间隔等五防功能。

表3 KYN-24 kV开关柜技术参数

KYN-24开关柜配置有性能优良的VS1系列中置式高压交流真空断路器、固封式真空开关等。二次出线回路配置有先进可靠的控制保护元件，母线采用热伸缩绝缘材料或环氧涂覆的绝缘，其结构紧凑、合理，是一种技术先进、性能稳定、方便使用和安全可靠的中压配电设备，其主要技术参数见表3。

3) 35kV配电系统

有些地区大型民建工程采用了35kV电压作为配电电压，配电变压器采用35/0.4kV直接变为0.4kV低压配电系统。其高压开关柜可选用KYN-40.5铠装式金属封闭开关柜。

KYN-40.5铠装式交流金属封闭开关设备（以下简称开关柜），其框架按金属封闭铠装式结构设计，外壳防护等级为IP2×；柜内配有性能优良的真空断路器或SF6 断路器，可大大地减少停电检修时间和次数。此外，柜内亦可安装少油断路器；主回路采用硫化涂敷绝缘母线，相间及连接头配有用阻燃材料压制而成的绝缘板（套），进线及柜间隔板装有环氧树脂绝缘套管，触头盒与电流互感器合为一体，从而保证开关柜具有良好的绝缘特性、且较大幅度地缩小了体积，减小了开关柜的使用面积和空间；接地开关具有较高的开合能力，从而避免由于误操作而使设备遭受不应有的损坏；手车具有轻便的推进机构及可靠的导向定位装置，从而确保同类手车具有良好的互换性；柜内设有可靠的“五防”机械联锁装置，从而确保设备操作运行安全可靠。开关柜除符合GB3906国标外，还满足IEC298国际标准的要求。其开关柜和可配用的断路器的主要技术参数见表4。

表4 KYN-40.5 开关柜主要技术参数

表5 配用断路器的主要技术参数

4) 环网式配电系统

改革开放后，环网式供电系统也是从无到有，从小到大，得到了广泛的应用，尤其是在民用建筑的住宅小区、高层建筑等均作为分配电能来用。目前广泛应用的开关设备，主要是六氟化硫环网柜。

D×G-12(L)型户内交流高压六氟化硫环网开关设备（以下简称“环网柜”）是新一代以六氟化硫负荷开关为主开关、整柜采用空气绝缘的、适用于配电自动化的、既紧凑又可扩充的金属封闭开关设备。

环网柜具有结构简单、操作灵活、联锁可靠等特点，对各种不同的应用场合、不同的用户要求均能提供令人满意的技术方案。传感技术和最新保护继电器的采用，加上先进的技术性能及轻便灵活的装配方案，可以完全满足市场不断变化的要求。

环网柜为金属铠装封闭式，柜内为空气绝缘，具有终端变电站接线及适应环网供电的接线。

本系列环网柜设备采用规范部件，如：选用断路器（真空或SF6型）、SF6负荷开关、接地开关、熔断器、仪表互感器、二次仪表，通过这些部件的组合能广泛满足各种设计方案的要求。根据需要，可以增设低压箱。产品具有可靠的机械联锁装置，可满足“五防”功能要求。

（1） 负荷开关环网柜

表6 负荷开关柜技术参数

负荷开关柜主要用作环网接线和放射式接线中得进线柜。该柜一般配备一个SF6绝缘的三工位负荷开关及其操动机构。三工位负荷开关仅可置于合闸、分闸、接地运行位置中的一个，可防止误操动。当负荷开关处于接地状态时才可能进入电缆室。负荷开关的位置指示器符合IEC60129A2(1996)的要求。运行人员可通过低压室门后的观察窗检查开关是否处于分闸或接地的状态；在设备运行时也可透过前门窗口方便地观察到电缆连接和故障指示（如果装有的话）。其负荷开关柜技术参数见表6。

（2） 负荷开关—熔断器组合电器柜

负荷开关—熔断器组合电器柜主要用于变压器的保护。该型柜配有1个SF6绝缘的三工位负荷开关和1台独立的辅助接地开关。置于负荷开关内的接地开关的关合可使熔断器上触头接地，而独立的辅助接地开关的关合可使熔断器的下触头接地。操动机构为双弹簧式，具有熔断器熔断自动跳闸功能。只有负荷开关处于接地位置时，才可能进入电缆室。其负荷开关—熔断器组合柜技术参数见表7。

表7 负荷开关—熔断器组合柜技术参数

（3） 环网计量柜

环网计量柜包括两个独立操作、分别布置在分断母线两端的三工位负荷开关，负荷开关与开关柜联锁。只有当两个负荷开关都处于接地状态时，开关柜门才能打开。其主要技术参数见表8。

表8 环网计量柜技术参数

（4） 断路器环网柜

断路器柜，主要用于额定电流1250A以内的进线或用于1600kVA及以上的变压器保护柜，配置有可移开式DZN-12型真空断路器。断路器室门上设有观察窗，运行人员可以通过观察窗查看断路器的手车位置和断路器的状态，其开关柜技术参数见表9。

表9 环网式断路器柜技术参数

5）系统特点

目前中压配电系统主流做法还是以放射式配电系统为主，在住宅或超高层建筑等场所采用环网式供电系统的逐渐增多。而采用电缆树干式供电系统的较少，但这种系统对简化系统接线、降低工程造价效果明显，很有发展前途。

（1）放射式供电系统

放射式供电系统适合于负荷比较集中的单体建筑，即集中设置变电所，其系统的优点比较突出：

① 供电可靠性高，一台变压器回路故障不影响其他变压器回路。

② 有的变压器和高压配电装置设在一个大房间内，线路短，电缆造价低、线路损耗小。

③ 维护管理比较方便。

④ 单体建筑内低压线路相对较短，所以电压降容易满足要求。

⑤ 超高层建筑和建筑群则应设置分变电所，以便深入负荷中心，减少线路损耗。

（2） 环网式供电系统

环网式供电系统适合于负荷比较分散、等级不高（多为二、三级负荷）的负荷，其具有以下特点：

① 环网式供电系统是由环网式开关柜实现环网联结的，变电站可以是室外“箱变”，也可以是室内变电所。每一个环路供电容量不宜大于8000～10000kVA，二路供电电源可以是引自同一变电站的两台变压器母线，也可以引自两个不同的变电站。

② 每台变压器均由二路电源供电，正常为开环运行。当任何一路电源故障而停电时，能实现电源的相互切换，以保证全环路系统变压器负荷的供电。变压器的数量一般15～20台为宜，环路长度不大于1000m。

③ 能使变电器深入负荷中心，减少线损耗，符合节能、环保的原则。

④ 系统接线简单、安全可靠，高低压线路短、电压损失小、供电质量好。

⑤ 变压器容量小（建议不超过1000kVA），熔断器保护、简单、可靠、造价低。

⑥ 能实现电动操作遥控、遥信、遥测等；智能化管理，无人值守变电站。

(3) 电缆树干式供电系统

10kV电缆树干式供电系统，分支电缆是通过电缆分支接线箱实现的。电缆分支接线箱额定电压为12kV，额定电流为630A，用于户外10kV电缆的接续和分支接线。根据需要，箱内可以设有SF6负荷开关，接地开关和避雷器等。其部分接线示意图及外形尺寸见表10； 室外电缆分支接线箱主要技术参数见表11。

表10 室外电缆分支接线箱

2.2 配电变压器

改革开放后，配电变压器也有较大的发展，目前，民用建筑工程已不再选用油浸变压器。

环氧树脂浇注式变压器是近年来研发的新产品，是目前的主流机型。规格品种很齐全，从50kVA～3150kVA，具有难燃、防尘、耐潮及低噪声等特点，适合于组合式成套变电站，能深入负荷中心。其线圈由环氧树脂真空浇注，高温烘焙固化成型。

SC(B)10系列是当前民用建筑变配电系统的主导产品，安全性能高、耐冲击力强，损耗比8型产品（SC(B)8）降低10%～15%:

（1）局部放电值低，1.1Vm的试验电压下，局部放电小于1PC。

（2）当雷电冲击电压沿绕组的起始分布危害变压器绕组的绝缘时，由于箔式绕组起始电压分布接近线性，因此变压器具有良好的耐冲击电压能力。

（3）抗开裂性能好，变压器采用填料型树脂和箔式绕组结构，绝缘材料与导体热膨胀系数相近，可以有效地防止线圈开裂。

（4）阻燃性能好，采用填料树脂浇注工艺，阻燃和自熄性好，而且抗潮、抗湿热性能好，在电弧高温燃烧下，无毒、无味。

（5）噪声低，变压器采用特殊结构设计，噪声大大降低，整体噪声水平比国家专业标准低10～13dB。

上述三种变压器的主要技术参数对比见表12。

2.3 低压配电装置

为促进我国低压配电行业的技术进步，加速低压配电成套装置的更新换代，1995年，由电力工业部和机械工业部组织并联合设计出GCS型抽出式低压开关柜。目前，GCS、GCK仍然是国产品牌的主导产品，具有分断、接通能力高，热稳定性能好，电气方案灵活，组合方便，适用性强，结构合理，防护等级高等特点，其主要电气性能如下：

● 额定绝缘电压 交流 660（1000）V

● 额定工作电压 主电路 交流（380660）V

● 额定频率 50（60）Hz

● 水平母线额定电流 ≤4000A

● 垂直母线额定电流 1000A

● 额定峰值耐受电流 105（176）kA

● 额定短时耐受电流 （1s） 50（80）kA

● 防护等级 IP30，IP40

表13 国内外主要低压成套设备电气性能对比表

表12 SC(B)8、9、10型变压器技术参数对比表（10/0.4kV）

另外，一些国外的企业生产的SIVACON 8PV、SIVACON 8PT、SIKUS 和MASTERBLOC、PRISMA、OKKEN等低压成套设备已成为中国重点工程项目的首选设备。国内与国外品牌产品的技术参数对比如表13所示。

3 组合式变电站

3.1 传统做法及存在问题

前面已经谈过，目前在设计中，变配电装置大都采用“共室布置”，但这些变配电装置均为独立式、分离式安装，各自均保持一定的维护和操作距离，因而占用面积大。设计时一般有高压配电的约占200m2，无高压配电时约占150m2。高压开关柜与变压器采用高压电缆连接，电缆桥架架空敷设；而变压器与低压开关柜的连接，采用封闭式母线或母线桥架空敷设；低压出线回路大都采用电缆线路，采用电缆桥架敷设或电缆沟或者是电缆夹层敷设等。而这种传统做法存在以下问题：

1）楼层内无法满足设置电缆夹层或电缆沟的条件，因为变配电室要求有不小于3.6m左右的层高，而电缆夹层应有不小于2m左右的层高，这就给建筑设计造成很大的困难，甚至无法满足。

2）各种变配电设备分离式安装，占用面积大，常出现柱子处在配电装置中间，给设备布置造成很大的困难。为了躲开柱子，造成设计很不合理。

3）由于各种设备是各自独立式安装，各自保持维护或操作距离，增加了线路长度，这就会造成线路损耗、材料及成本的增加。

3.2 户内组合式变电站

最近由中国建筑设计研究院与厂家合作，推出了户内组合式变电站。这种组合变电站具备当前变电所的全部功能，能使变配电系统的设计创新更上一个台阶。

组合式变电站以现行国家规范为依据，以现行国家标准定型产品为基础，保留了设计施工中有价值的经验和传统做法，突破了原有分离式安装的传统做法，采用了组合式安装的新概念。其主要特征如下：

1）将分离式安装的高压环网柜、干式变压器及低压开关柜等改为组合式安装，节省占用面积、缩短连接线路，有利于节能和降低成本。

2）将高压柜至变压器的连接电缆改为高压单芯电缆，设备内部敷设和连接。方便安装，缩短连接线路。

3）将由变压器至低压开关柜的封闭式母线架空敷设改为环氧涂覆绝缘母线，夹板式安装在设备内部，有利于缩短线路，减少损失。

4）环网柜、干式变压器和低压开关柜等均采用定型设备进行组装，方便、快捷、灵活，并保证质量，供电安全。

5）体积小、占用面积小，有利于深入负荷中心和楼层内安装。

6）进出线灵活，可上进上出，不需设置电缆夹层和电缆沟，节省建筑空间。

7）可采用双面柜背靠背安装方式，以增加出线回路数，缩短线路长度，减少占用面积，简化接线系统。

8）本组合式变电站，系由三台设备模块组成，即高压环网柜模块、变压器模块及低压柜模块。每个模块为一台整体设备，质量更高，便于运输及安装，可定型生产。

9）选用国家定型产品，满足国家规程、规范和IEC标准，组装灵活，可任意扩展，方便使用，符合节能、环保、低碳的国家政策。

10）经与厂家合作研究，已落实生产加工的细节，不存在任何难度。可批量生产，接受订货。

11）有利实现变配电装置的模块化、集成化、小型化、一体化和智能化的发展方向。

3.3 组合式变电站的分类

目前户外“箱变”已运行多年，尤其在住宅小区应用甚广，全国各地均有生产厂家，有一定的运行经验。户内组合式变电站近几年也有厂家陆续推出，就目前情况，组合式变电站有如下几种：

1）按使用环境分：

● 户内型组合式变电站

● 户外型组合式变电站

2）按使用的变压器分：

● 油浸变压器组合式变电站

● 干式变压器组合式变电站

3）按组合方式分：

● 立体组合型组合式变电站

● 平面组合型组合式变电站

4）按一次接线方式分：

● 终端型组合式变电站

● 环网型组合式变电站

5）按变压器台数分：

● 单台变压器组合式变电站

● 两台变压器组合式变电站

6）按进出线方式分：

● 下进下出组合式变电站

● 上进上出组合式变电站

7）按组合体形式分：

● 共箱式组合式变电站

● 模块组合式变电站

8）按计量方式分：

● 高压计量组合式变电站

● 低压计量组合式变电站

3.4 高压一次接线方式

1）放射式供电系统（1）无隔离电器的接线方式——适用于变压器设在总变电所内。

（2）设负荷开关隔离的接线方式——适用于变压器设在分变电所内。

2）树干线式供电系统（1）设进线隔离电器及变压器保护的接线方式——适用于电缆干线系统，电缆分接箱可安装在室外电缆分支处。

（2）高压计量设进线隔离电器及变压器保护的接线方式——适用于有高压计量要求的用户。

3）环网式供电系统

表14 变压器一次高压接线方式

（1）设环进环出负荷开关及变压器保护的接线方式——适用于变压器容量不大于1000kVA。

（2）高压计量设环网负荷开关及变压器保护的接线方式——适用于有高压计量要求的用户。

变压器一次高压接线方式见表14。

3.5 低压出线回路

低压柜可以选用MNS，GCS或GCK等定型产品，变压器低压出线总开关选用柜架式开关，出线回路 选 用 塑 壳 断 路 器。容 量630A、400A、250A、160A等。其组合原则有：

（1）低压柜宽度

● 进线柜及母线柜，当变压器容量不大于1000kVA时，柜宽均为600mm。

● 静电电容器柜，当变压器容量为800～1000kVA时，柜宽为1000mm；当变压器容量为500～630kVA时，柜宽为800mm。

● 出线柜，一台单面柜柜宽为600mm；两台并列安装为1200mm；一台双面柜为1000mm。

（2）低压出线柜元件安装有效高度为1800mm，出线开关占用高度：630A占用600mm；400A占用400mm；250A占用200mm；160A两台占用200mm。

（3）组合体按一台变压器进行组合，当工程设计为两台变压器为一组时，应选用两台组合体，并设置母联开关柜。

（4）当出线开关回路不够用时，可增加出线柜。

（5）当工程选用时，应当有10%～15%的备用回路。

（6）每台出线柜垂直母线负荷电流不大于1200A。

（7）标准模块出线柜为两台单面柜并列安装，双面柜为背靠背安装。

表15 低压柜模块出线回路方案

图1 组合变电站系统简图

（8）出线回路方案可根据工程需要，自行组合。

（9）变电站一般为二台组合体成对安装，可以单列布置，也可以双列布置。（10）低压柜模块出线回路组合方案见表15。

3.6 应用举例

某超高层办公大楼，分别在40层、55层及70层各设一处分变电所，环网式供电，各设2台1000kVA变压器，选用组合式变电站。

（1）高压侧选用环网模块，采用电缆环网式接线方式，环网线路保护设在总变电所手车柜内，电缆采用YJV-8.7/15kVA，3×185，共连接3组1000kVA变压器，环网柜模块尺寸1125×1050×2200mm（宽×高×厚）。

（2）变压器模块，变压器选用SCB-1000kVA，10/0.4kV箱式变压器，长向布置，即L1000，外形尺寸2000×1400×2200 mm（长×深×高），防护能力不低于IP30，并设有自动测温度及自动控制冷却风机的装置。

（3）低压柜模块，选3S型出线回路方案号，即2×630A+2×400A+6×250A+4×160A，变压器总保护开关选用1600A/4P，长延时整定电流1600A，变压器负荷率不大于85%；静电电容器容量为300kVar，联络柜为单独模块柜宽800mm。

（4）整体外形尺寸长12050mm，深1400mm，高均为2200mm。

（5）组合变电站系统示意图见图1，平面布置见图2。

3.7 对变配电系统设计的几点看法

1）变压器容量不宜过大

当拿到设计任务时，首先要考虑的是设几个变电所的问题。集中设一个变电所，方便控制和管理，但这势必造成线路过长及线路损失的增加。有时为了管理方便，集中设置变电所，造成变压器容量太大，达到2000kVA，甚至2500kVA，这种情况应慎重。除非有集中大负荷，如冷冻机房、水泵房等。为了更好的深入负荷中心，一般均匀负荷，建议变压器容量不宜大于1000kVA。

2）低压出线回路不宜过多过小

在我们的设计中变电所出线回路有过多过小的现象，尤其是16A～50A的小回路太多，有的一台变压器的出线回路多达几十个回路，更有甚者。2.2kW的污水泵，2.8kW的排风机，其控制保护电器均安装在低压出线回路中会造成低压开关柜增加，有的多达十几台低压开关柜。建议小于160A的回路，移至下级配电箱MCC配出。

图2 组合变电站平面布置图

3）规划设置供电区域

如每栋建筑物，每一个独立供电要求单位，如超市、商场、办公、酒店、公寓等及冷冻机房、水泵房等负荷较集中的地方，根据负荷大小，设置分变电所或专线回路供电的配电室。

4）低压配电线路不宜过长

低压线路的长短对电力损耗关系很大，其电力损耗可由下式表示：P=3I2R,因为电阻R的大小与线路长度成正比，而电力损耗与电流的平方成正比，与电阻R成正比。有资料称YJV-4×120的电缆每米电力损耗为P=0.0489kW/m，如果1000kVA变压器用5个回路出线，则P=5×0.0489=0.2445kW/m；如果线路长度为80m，则P=0.2445×80=19.56kW。这是一个很可观的数字，建议低压线路长度不宜大于80m，可视具体情况另设分变电所。

4 结束语

供配电设计的发展和主要变配电设备的安装可分为分室安装、共室安装和组合式安装三个阶段。

（1）在建国初期向前苏联老大哥学习，设计规范和设备制造标准都是从前苏联引进，多采用油浸式变压器、少油断路器GG-1型高压开关柜，及静电电容器（易燃设备），所以当时的变电所设计均采用单间隔离式安装，即设置单独的高压配电室、变压器室及低压配电室等。这种做法至今有的还在采用，但已不是主流做法。

（2）改革开放以后，国外先进的技术、设备和设计理念进入我国，如空气断路器、真空断路器、固体封柱式断路器、干式变压器、环氧树脂浇注型变压器、干式电容器等。这些设备具有容量大、体积小、安全度高等优点，大大减少了线路故障和设备烧毁的可能性，所以设计规范允许高低压设备共室安装。这种做法是当前的主流做法，但设计上仍然是各自独立分离式安装。（3）随着设备制造技术的发展和智能监控技术的应用，高压柜、变压器、低压柜等各自独立安装，仍然存在着占用面积大、造价高、操作不方便的弊病，为了更好地深入负荷中心，满足上进、上出的灵活性要求，采用组合式安装是一种很好的解决方案。从当前变配电设备的现状和设计实践来看，向智能化、一体化、小型化及模块化组合式发展的条件已经成熟，也是今后供配电设计发展的必然趋势。

[1] 中华人民共和国机械工业部. GB50052-2009供配电系统设计规范[S]. 北京: 中国计划出版社, 2009.

[2] 中华人民共和国住房和城乡建设部. JGJ16-2008民用建筑电气设计规范[S]. 北京: 中国建筑工业出版社, 2008.

[3]住房和城乡建设部工程质量安全监管司.全国民用建筑工程设计技术措施-2009[S]. 北京：中国建筑标准设计研究院，2009.

[4]华北地区建筑设计标准化办公室. 09BD210kV变配电装置[S].北京: 中国建筑工业出版社.

[5]北京市规划委员会. DB11/687-2009公共建筑节能设计标准[S]. 北京:2009.

[6]新疆建筑设计研究院. 03D603 住宅小区建筑电气设计与施工[S]. 北京：中国建筑标准设计研究院，2003.

[7]长沙有色冶金设计研究院. 04D201-3室外变压器安装[S].北京：中国建筑标准设计研究院，2004

[8] 年培新. 低压成套开关设备与国外同类产品相比存在差距与问题[M]. 天津:原天津电气传动设计研究院.