10kV變電所設(shè)計和施工中常見問題淺析

劉江龍

（深圳市中行建設(shè)監(jiān)理有限公司，廣東 深圳 518000）

現(xiàn)階段我國的民用建筑中，10 kV 變電所是其供配電系統(tǒng)的核心，是保證人民生命安全及用電設(shè)備安全、可靠運行的關(guān)鍵。然而，變電所的設(shè)計和施工，不僅包含變配電專業(yè)，還包括與其相關(guān)的結(jié)構(gòu)、建筑、采暖與通風(fēng)等相關(guān)專業(yè)，可見，專業(yè)綜合性極強。這就對設(shè)計和施工提出了很高的要求，要完成一套合格的變電所，不僅要有完善的設(shè)計，而且要有專業(yè)的施工和較強的現(xiàn)場協(xié)調(diào)。然而，遺憾的是，由于方方面面的原因，已投入運行的變電所，總是存在某些缺陷，對系統(tǒng)的長期穩(wěn)定運行留下了隱患。為此，筆者根據(jù)豐富的現(xiàn)場管理經(jīng)驗，對變電所設(shè)計和施工中存在的常見問題做一淺析。

1 設(shè)計施工圖紙中存在的問題

1.1 變配電系統(tǒng)方面的問題

1.1.1 低壓斷路器標(biāo)注參數(shù)不全

在低壓配電系統(tǒng)圖中，饋電回路(出線回路)的斷路器至少應(yīng)標(biāo)注脫扣器額定電流、長延時脫扣整定電流、瞬時脫扣整定電流，還應(yīng)標(biāo)注額定短路分斷能力。在設(shè)計施工圖中，最常見的是缺少瞬時脫扣整定電流和額定短路分斷能力，因為瞬時脫扣整定電流既要躲過線路的尖峰電流，又要保證線路短路時瞬時動作，因此應(yīng)合理設(shè)置，而額定短路分斷能力是保證斷路器在短路電流過后仍可正常使用的參數(shù)，因此應(yīng)根據(jù)線路的短路電流正確選擇該參數(shù)。

1.1.2 電流互感器變比與斷路器整定電流不匹配

在有些施工圖中，選擇電流互感器的變比太隨意，比如主回路斷路器額定電流 400 A，脫扣器額定電流 300 A，長延時脫扣整定電流 240 A，配 200/5的電流互感器做計量用，當(dāng)線路電流超過 200 A 時，不僅不能準(zhǔn)確計量，而且可能還會燒壞互感器，因此選擇互感器必須與主回路斷路器整定電流匹配。

1.1.3 發(fā)電機與市電切換的信號線標(biāo)注不清

對于重要的負荷，采用柴油發(fā)電機作為備用電源，已經(jīng)被廣泛使用。市電與發(fā)電機的切換，通常采用 ATS雙電源自動轉(zhuǎn)換柜。市電失電時，ATS 轉(zhuǎn)換柜發(fā)出失電信號給發(fā)電機，發(fā)電機經(jīng)延時后起動。然而有些低壓配電系統(tǒng)圖中，發(fā)電機的起動信號即市電失電信號從何處取，含糊不清，只是用文字說明“市電停電時，發(fā)電機應(yīng)自起動并在 30s 內(nèi)供電”，而且無相應(yīng)的管線，造成施工時失電信號錯誤，進而造成市電與發(fā)電機的切換錯誤，當(dāng)一臺發(fā)電機供多路應(yīng)急段母線時，更會造成嚴重的切換錯誤。因而應(yīng)詳細標(biāo)注信號線。

1.1.4 直流屏問題

對于需要配置直流屏的變電所，設(shè)計圖中常常只是在變電所平面圖上示意有直流屏，有時最多再標(biāo)注一下型號和尺寸，而最關(guān)鍵的直流屏供電系統(tǒng)圖卻未設(shè)計，這就不能具體反應(yīng)哪些設(shè)備需要直流電源操作以及其他二次回路的供電需求。因此，應(yīng)詳細設(shè)計直流屏供電系統(tǒng)圖。

1.2 其他專業(yè)方面的問題

1.2.1 承載變壓器的樓板荷載太小或無運輸通道

配電變壓器是變電所中單件最大最重的設(shè)備，如 ABBSCB10-1000/10/0.4 變壓器，尺寸 1900(長)×1400(寬)×1800(高)，重量3150 kg，可見其對樓板承載及運輸通道的要求是很高的。JGJ 16—2008《民用建筑電氣設(shè)計規(guī)范》(以下簡稱《民規(guī)》)第 4.9.5條規(guī)定，當(dāng)配變電所設(shè)置在建筑物內(nèi)時，應(yīng)向結(jié)構(gòu)專業(yè)提出荷載要求并應(yīng)設(shè)有運輸通道，然而現(xiàn)在的大部分設(shè)計單位由于設(shè)計任務(wù)重，設(shè)計周期緊，基本不進行專業(yè)之間會簽，再加上設(shè)計階段有些變配電設(shè)備的數(shù)據(jù)不詳，造成了承載變壓器的樓板承載力不夠或無運輸通道。

1.2.2 接地干線與普通插座標(biāo)高沖突

目前的變電所設(shè)計施工圖中，根據(jù)習(xí)慣沿墻敷設(shè)的接地干線(一般為40×4 或 50×5 鍍鋅扁鋼)離地標(biāo)高為0.3 m，普通插座的標(biāo)高也是 0.3 m，這就造成了扁鋼遮擋插座的現(xiàn)象，導(dǎo)致插座不能使用，因而應(yīng)對其中任何一個的標(biāo)高進行調(diào)整。

1.2.3 風(fēng)機設(shè)在變電所內(nèi)

根據(jù) GB 5009—1994《10 kV 變電所及以下設(shè)計規(guī)范》(以下簡稱《設(shè)計規(guī)范》)及“民規(guī)”相關(guān)條款要求，變電所內(nèi)不能滿足自然通風(fēng)要求時，應(yīng)設(shè)置機械通風(fēng)系統(tǒng)。這一點在通風(fēng)專業(yè)施工圖中一般沒有問題，問題是有些設(shè)計將通風(fēng)系統(tǒng)的送風(fēng)機、排風(fēng)機設(shè)置在變電所內(nèi)部上空，甚至剛好在高壓柜或變壓器的正上方，這不僅增加了變電所正常運行期間的噪音，還可能與橋架位置相沖突，影響橋架的正常安裝，更為嚴重的是，一旦風(fēng)機故障需要維修或更換，將需要停高壓，那將是非常麻煩的一件事。正確的做法是，風(fēng)管及風(fēng)口設(shè)置在變電所內(nèi)，風(fēng)機設(shè)置在變電所外部適當(dāng)位置。

1.2.4 給排水管道從配電室穿越

《設(shè)計規(guī)范》第 6.4.1條規(guī)定，高、低壓配電室、變壓器室、電容器室、控制室內(nèi)，不應(yīng)有與其無關(guān)的管路及線路通過。關(guān)于這一點，現(xiàn)場遇到比較多的情況是，給排水圖紙上有排水管道從配電室經(jīng)過，如果是在角落處豎向穿越，經(jīng)常采用砌體包封的措施應(yīng)付驗收，實際上還是留下了隱患；如果是從配電室上空穿越，那只有現(xiàn)場修改，所以，設(shè)計時就應(yīng)根據(jù)規(guī)范要求，水系統(tǒng)管道遇到配電室時應(yīng)繞行，才是解決問題的根本辦法。

2 施工中存在的問題

2.1 預(yù)留預(yù)埋方面的問題

2.1.1 外墻上的預(yù)埋套管制作、封堵不符合要求

我們知道，變電所的防水是非常重要的。對于設(shè)在地下室的變電所，外墻上的進、出戶電纜預(yù)埋套管，不僅要保證電纜正常敷設(shè)，而且還要保證絕對不漏水?，F(xiàn)場經(jīng)常遇到由于套管未加止水鋼板導(dǎo)致水從套管外側(cè)滲入變電所，由于電纜敷設(shè)完成后封堵不符合要求導(dǎo)致水從套管內(nèi)側(cè)滲入變電所的問題，而且維修非常不便。因此，對于套管的制作、預(yù)埋及封堵要嚴格按圖紙及規(guī)范要求進行施工。

2.1.2 接地干線焊接不規(guī)范

變電所的接地是供配電系統(tǒng)工作零線和保護零線的總接地點，其穩(wěn)定的可靠性是保證供配電系統(tǒng)正常運行及人身安全的關(guān)鍵。接地干線的引出，一般是采用扁鋼與基礎(chǔ)內(nèi)的鋼筋搭接焊，接地干線的續(xù)接一般是扁鋼與扁鋼之間的搭接焊，現(xiàn)場存在的問題是，搭接長度不夠。正確的做法是嚴格按照 GB 5030—2002《建筑電氣工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》(以下簡稱《驗收規(guī)范》)第 24.2.1條，圓鋼與扁鋼搭接為圓鋼直徑的6 倍，雙面施焊；扁鋼與扁鋼搭接為扁鋼寬度的2 倍，不少于3 面施焊。

2.1.3 剪力墻上的預(yù)留洞口遺漏

現(xiàn)場經(jīng)常遇到變電所局部采用剪力墻，穿越剪力墻的橋架及風(fēng)管預(yù)留孔洞有時只體現(xiàn)在電氣和通風(fēng)圖中，沒有體現(xiàn)在結(jié)構(gòu)圖中，而在結(jié)構(gòu)部分施工時如果由土建負責(zé)孔洞預(yù)留，則會造成遺漏，后期開洞由于涉及結(jié)構(gòu)安全，需要設(shè)計確認，而且施工難度非常大。所以，變電所剪力墻澆筑前，各個專業(yè)之間作好協(xié)調(diào)與溝通是非常重要的。

2.2 母線安裝方面的問題

2.2.1 封閉式母線支架未接地

根據(jù)《民規(guī)》第 8.11.11條，封閉式母線外殼及支架應(yīng)可靠接地，全長應(yīng)不少于2 處與接地保護導(dǎo)體(PE)相連。在現(xiàn)場施工中，對于母線外殼一般都按要求做了可靠接地，然而由于對規(guī)范理解模糊，支架未做接地幾乎成了通病，這就造成了安全隱患，所以，應(yīng)深刻理解規(guī)范并按要求接地。

2.2.2 母線采用螺栓搭接時缺少彈簧墊或鎖緊螺母

為了保證母線長期穩(wěn)定的載流量，《驗收規(guī)范》第11.1.2 第 3條規(guī)定，母線采用螺栓搭接連接時，螺栓兩側(cè)有平墊圈，連接螺母側(cè)裝有彈簧墊圈或鎖緊螺母。而現(xiàn)場施工中，由于安裝工人質(zhì)量意識淡薄，有時不裝彈簧墊，認為這是小事情，其實是非常錯誤的，造成的后果是母線運行一段時間后不穩(wěn)定，嚴重時會引起打火，所以堅決不允許。

2.3 調(diào)試方面的問題

2.3.1 低壓柜不進行交接試驗

根據(jù)《驗收規(guī)范》第 6.1.4 和6.1.5條規(guī)定，高壓柜、低壓成套配電柜必須按規(guī)定進行交接試驗。在現(xiàn)場實際施工中，由于當(dāng)?shù)毓╇姴块T驗收時重點對高壓部分進行交接試驗，合格后就可以高壓送電，導(dǎo)致施工單位基本不進行低壓部分的交接試驗，這是不正確的做法。

2.3.2 低壓斷路器未進行電流整定

如本文前述，在設(shè)計施工圖中有時對低壓斷路器的整定電流標(biāo)注不全，而現(xiàn)場施工中，由于施工人員對整定電流的概念模糊、質(zhì)量意識淡薄，或是由于工期緊急于通電對設(shè)備進行調(diào)試，即使施工圖已完善，仍未按要求對低壓斷路器電流參數(shù)進行整定，如額定電流整定、瞬時電流整定等，通電后系統(tǒng)表面正常，一旦遇到故障，不能及時保護線路和設(shè)備，對系統(tǒng)長期運行留下了隱患，因此，在施工時應(yīng)嚴格按設(shè)計要求對斷路器各電流參數(shù)進行整定后方可通電運行。

2.4 模擬牌與現(xiàn)場高壓、低壓系統(tǒng)主接線不一致

為了便于進行日常管理及維護，供電部門要求在變電所內(nèi)高、低壓柜的對應(yīng)位置墻面上設(shè)置模擬圖板，即系統(tǒng)主接線圖。由于施工單位制作模擬圖時是利用舊版高、低壓系統(tǒng)圖(常常因供電部門審圖意見或設(shè)計變更會產(chǎn)生新版圖)，導(dǎo)致模擬圖與現(xiàn)場實際高、低壓柜的主接線不一致，在系統(tǒng)管理和維護時會非常不便。所以一定要依據(jù)最終版本的施工圖制作模擬圖板。

3 結(jié) 語

10 kV 變電所作為建筑供配電系統(tǒng)的核心，其重要性不言而喻。現(xiàn)代建筑正朝著大規(guī)模、超高層方向發(fā)展，對供配電的要求會越來越高。作為工程技術(shù)人員，不僅要深刻地理解相關(guān)規(guī)范，而且要在實踐中不斷學(xué)習(xí)和探索，才能不斷提高自己的業(yè)務(wù)水平，在變電所建設(shè)中發(fā)揮應(yīng)有的作用。