小结民用建筑内10/0.4kV变电所设计要点

小结民用建筑内10/0.4kV变电所设计要点

杨顺尧

基准方中建筑设计股份有限公司昆明分公司，云南·昆明·650000

摘 要：本论文旨在探讨民用建筑内10/0.4kV变电所的设计要点，以确保电力系统的安全、可靠和高效运行。通过对现有文献的综合分析及相关规范、标准要求，结合实际案例，从变电所选址、对相关专业的要求等方面分析总结其设计要点。

关键词：民用建筑；10/0.4kV变电所；设计要点

0引言

随着城市化进程的加速，民用建筑对电力的需求日益增加。10/0.4kV变电所在电力系统中扮演着承上启下的重要角色，其设计质量直接关系到电力供应的安全性和稳定性。同时变电所是供电系统的重要组成部分，10/0.4kV变电所（以下简称变电所）是现阶段民用建筑内运用最广泛的型式，同时也是民用建筑内最重要的电气装置用房。《民用建筑电气设计标准》GB 51348-2019、《民用建筑设计统一标准》GB50352-2019、《20kV及以下变电所设计规范》GB50053-2013等规范、标准对变电所设计均有要求。笔者通过梳理、总结相关规范、标准对变电所的设计要求并结合工程设计经验分析总结其设计要点，供电气设计人员参考。

1设计收资

建设项目初始阶段（一般为项目可行性研究），根据以往项目设计经验，笔者认为针对变电所设计应重点收集以下资料：

（1）10kV市政公网、专线供电容量；

（2）可引入电源回路数及位置；

（3）当地供电部门对变电所的特殊要求：是否允许在地下室设置变电所；单台变压器最大容量；变电所内变压器最多安装台数；高压主接线方式；高压柜（手车柜、固定柜、环网柜）型式；计量装置设置位置（高压或低压侧计量）；居民住宅小区专用变电所、公用变电所变电所的设置等。

2用电负荷估算

建设项目方案阶段应向建筑专业提资变电所大小，因此阶段设备未能全部确定其用电负荷大小，一般采用单位面积法或单位指标法估算工程用电负荷及变压器容量、台数，以此作为确定变电所尺寸的依据。建设工程单位面积负荷可根据工程实际按表1~表7选用，对于商店、教育、金融等建筑还可参照《商店建筑电气设计规范》JGJ392-2016表3.4.2，《教育建筑电气设计规范》JGJ310-2013表3.2.5、表4.4.1，《金融建筑电气设计规范》JGJ284-2012表10.2.4单位面积用电指标估算用电负荷。

根据负荷估算结果，按单台变压器容量不超1250kVA计算变压器台数，当二级以上负荷较多时，应按“装设两台及以上变压器，当一台变压器停运时，其余变压器容量应满足一级和二级负荷用电要求”来确定变压器台数。

根据变压器台数，可按每台变压器占用60~80m²估算变电所面积，变电所短边长度不宜小于7m。

3变电所选址要求

变电所应按以下原则进行选址：

3.1通用要求

（1）变电所尽量靠近用电负荷中心，低压供电半径一般不超200m。

（2）接近市政高压电源进线侧；

（3）方便进出线；

（4）方便设备运输；

（5）不应设置在多层地下室的最底层；设置在只有一层的地下室时，应采取抬高地面或者挡水门槛等防水淹的措施，地面、门槛高于本层地面不小于0.15m；

（6）应避开建筑物的伸缩缝、沉降缝处；

（7）不应设在有剧烈振动或高温的场所；

（8）不应设在厕所、浴室、厨房等经常积水场所的直接下一层，当与上述场所贴邻时，相邻的隔墙应做无渗漏、无结露等防水措施或设置双墙将变电所与上述场所分隔；

（9）独立设置的变电所应避开地势低洼、可能积水的场所；

（10）应避免贴临对防电磁干扰较敏感的设备机房（如智能化系统机房）设置，当不可避免时时，应采取有效的防电磁干扰措施（如采用变电所围护结构内设置钢丝或钢板屏蔽结构等）。

（11）民用建筑内的变压器，应采用干式变压器、气体绝缘变压器，不应采用油浸变压器。

3.2特殊要求

（1）变电所不应贴临教室、居室设置；条件允许时，应避免贴邻病房、客房、办公室设置，不可避免时应采取屏蔽、降噪等措施。

（2）住宅建筑变电所建议设置住宅投影范围外。

（3）商店建筑变电所不应靠近主出入口等人流密集场所，也不应设置在顾客可以接触到的区域。

（4）会展建筑、体育建筑的变电所不应靠近贵宾、观众的主出入口设置，也不应设置在观众能达到的场所，

（5）附设在教育建筑内的变电所，不应与宿舍相贴邻。

4变电所对其它专业的提资要求

4.1建筑

（1）地上变电所宜设自然采光窗，但不应设置在临街的一面，高压配电室窗户底边距室外地面的高度不应小于1.8m。

（2）当高、低压配电室长度大于7m时，应设置两道疏散门，并应布置在配电室的两端，当配电室的长度大于60m时，应设置至少3道疏散门。

（3）变电所建筑面积小于200.0m²时，至少1道疏散门直接通向疏散走道或室外；建筑面积大于200.0m²时，至少2道疏散门直接通向疏散走道或室外；当变电所长度大于60.0m时，至少应3道疏散门直接通向疏散走道或室外。

（4）变电所设置的多个疏散门之间的距离不小于5.0m，不大于40.0m。

（5）变电所的门应向外开启，变电所内相邻配电室的门应采用不燃材料制作的双向弹簧门。

（6）变电所的门应设置防雨及鼠等小动物进入室内的措施（如设置雨棚、挡鼠板等）。

（7）变电所疏散门的要求：通向疏散走道或非变电所区域时采用甲级防火门；直接通向室外时采用不低于丙级以的防火门。

（8）变电所设备运输通道

（a）当采用走道作为运输通道时，走道宽度可按变压器长边尺寸加1m确定（630kVA~1600kVA干式变压器长边尺寸为2.1~2.4m，走道宽度可为3.1~3.4m）；当需设置吊装孔作为设备运输通道时，吊装装孔尺寸可按变压器长宽各加1m确定（630kVA~1600kVA干式变压器长宽尺寸为2.1~2.4mx1.4~1.5m，吊装孔尺寸可为3.1~3.4mx2.4~2.5m）。

（b）设备运输通道上的门及变电所设置的作为运输设备的门，其宽度按变压器短边尺寸加0.3m（630kVA~1600kVA干式变压器长宽尺寸为1.4~1.5m，门宽可为1.7~1.8m）确定，高度按低压开关柜高度（2.2m）加0.5m即2.7m确定。考虑建筑专业标注的门尺寸实为门洞尺寸，扣除门框的影响，笔者认为设备运输通道上的门及变电所设置的作为运输设备的门按宽度2m高度2.7m预留，可满足大多数变电所的设备运输要求。

（c）当变电所设置建筑物避难层、设备层和屋顶时，应考虑变压器运输通道，同时变压器容量不宜过大（通常不大于1250kVA）。变压器运输可采用大载重电梯运输或电梯井道运输。

（9）变电所净高

相关规范对变电所净高无明确要求，笔者认为可根据变电所上出线或下出线方式，采用以下计算公式确定其净高。

当采用上出线时，采用式（1）计算变电所梁下净高：

H1=h1+h2+h3+h4+h5                                      式（1）           

H1-上出线方式变电所梁下净高（m）；

h1-开关柜安装角钢高度，取0.1m；

h2-开关柜高度，2.2m；

h3-桥架底距开关柜距离（考虑最大敷设电缆截面为4x240+1x120，其直径约70mm，转弯半径按15倍电缆至今考虑），取1.1m；

h4-电缆桥架高度，变电所敷设电缆较多，取0.2m；

h5-电缆桥架上表面距梁底距离，取0.2m；

以上可得H1=3.8m

当采用下出线时，采用式（2）计算变电所梁下净高：

H2=h6+h2+h7                                               式（2）           

H2-上出线方式变电所梁下净高（m）；

h2-开关柜高度，2.2m；

h6-电缆沟深度，取0.8~1.2m；

h7-开关柜距上表面距梁底距离，取0.8m；

以上可得H2=3.8~4.2m

通过以上可得，变电所梁下净高不应小于3.8m。

（10）电缆夹层

当变电所设置电缆夹层，独立设置的变电所其电缆夹层净高不小于2m；附设在民用建筑内的变电所其电缆夹层净高不小于1.4m。

4.2结构

结构专业应考虑变电所及其运输通道楼板载荷。参照《户内变电站建筑结构设计规程》DL/T5602-2021表5.2.1，变电所变电所及其运输通道楼板均布活荷载可按8kN/m²设计。

4.3给排水

变电所位于室外地坪以下的电缆夹层、电缆沟等应采取排水措施，可在变电所内设置集水坑并配置排水泵。

4.4其他

变电所内不应有与其无关的管道通过，应注意向给排水、暖通专业提资相关要求。

参考文献

[1]中国建筑东北设计研究院．GB51348-2019 民用建筑电气设计标准[S]．北京：中国建筑工业出版社，2020．

[2]中机中电设计研究院有限公司．GB50053-2013 20kV及以下变电所设计规范[S]．北京：中国计划出版社，2013

[3]中国建筑标准设计研究院．19DX101-1 建筑电气常用数据[S]．北京：中国计划出版社，2019．

[4]中国建筑设计研究院有限公司．建筑电气设计统一技术措施2021[M]．北京：中国建筑工业出版社，2021．

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