某生產車間變配電所設計

余濤，雷翼龍

（四川大學錦江學院，四川 眉山 620860）

0 前言

在低壓供配電系統中，10kV變配電所的設計是其中極其重要的一環，其主要包含了變壓器容量及臺數的確定、主接線的確定、開關柜選型、斷路器選擇、無功補償計算，還包含配電室內的接地等。本文通過一個工程實例詳細介紹了工業建筑中10kV變配電所設計。

1 項目概況

該項目為某企業的備料生產車間改造項目，主體建筑不發生大變化，更換車間內生產設備以及配電設施，如圖1所示，由板材下料區、鋼材預處理區、型材處理區和型材存放區四大部分組成。變配電室位于廠房的左上側，本廠房為丁類廠房，建筑面積10116.12m2。廠房包含設備明細如表1所示。

圖1 廠房建筑圖

2 配電柜的確定

2.1 柜體尺寸

廠房設備明細 表1

配電柜柜體大小通常受柜體型號限制為固定值，本文中采用的普通配電柜規格長寬高為800×800×2200型 GCS抽屜柜。補償柜采用 1000×800×2200GCS型柜。

2.2 柜體數量

對于GCS型低壓開關柜，其長和寬固定，能容納多少斷路器，就要根據斷路器所需占的模數決定。因此，配電柜類型選定以后，需要根據配電線路保護斷路器框架所占模數，以及變壓器所出回路數量決定。抽屜柜的規格有1/2單元、1單元、1.5單元、2單元、3單元5種規格，其中，每1單元模數為160mm。抽屜柜的額定電流也有所限制，1/2單元的抽屜柜最大做到63A，1單元的抽屜柜最大做到160A，1.5單元抽屜柜最大做到250A，2單元的抽屜柜最大做到400A，3單元的抽屜柜最大做到630A。同時，一個低壓開光母排最大1000A。

變壓器計算表 表2

成排布置的配電屏道最小寬度（m） 表3

該項目中，工藝設備采用樹干式供電，每一跨設置1條母線，該跨工藝設備供電由該段母線直接引下至設備配電柜即可，共設置3條母線，分別為北一跨及東跨配電干線、北二跨配電干線、北三跨配電干線，由于母排作為干線，其承載電流較大，故三條出線單獨占一個出線GCS柜。另外該項目中，產房普通照明用電以及輔房用電中所采用斷路器型號有BM30-630M1個，占3個單元；斷路器BM30-225M2個，各占1.5個單元，斷路器BM30-400M1個，占2個單元，斷路器BM30-63M1個，占1/2個單元，共計1360mm；由于廠房設備功率因數較低，該廠房所需武功補償柜2個，另出線柜1個。故該廠房低壓出線柜共7個。

3 變壓器的確定

根據設備明細表，變壓器的計算書如表2所示。

變壓器的負載率設計時，通?？刂圃?5%～85%之間，該項目中，若取630kVA，則負載率超過85%，不利于變壓器節能。同時，考慮甲方對該廠房某些設備的不確定性，而保留一定的變壓器余量，故選取變壓器容量為800kVA。

4 變壓器室內布置

根據《低壓配電設計規范》（GB50054-2011），第4.2.5節，變配電房內，配電裝置布置如表3所示。

故有本項目變配電所布置如圖2所示。

5 變配電所接地

變配電所接地系統是維護電力系統安全穩定運行、同時也是有效保障運行人員和設備安全的根本保證和重要措施[1]。該項目中，采用的是TN-S系統，所需接地的部分分為兩個，第一，電氣接地，低壓配電變壓器通常采用DY-11型變壓器，二次側采用的是星型接法，此處中性點接地，接地線的規格可參看《建筑電氣常用數據》04DX101-1。第二，保護接地，所有設備金屬外殼均需可靠接地。該項目具體接地做法如圖3所示。

圖2 變配電所布置圖

圖3 變配電所接地

6 小結

變配電所電氣設計是一項專業綜合性強、難度系數很高的一項工作，其包含了負荷計算、變壓器和開關柜選型、系統的保護接地等。在設計的過程中，要注意合理合具，以確保布置的合理性與經濟性。