GB50053新舊版本的不同要求

王慶華

（秦皇島市城市供電配套有限公司，河北 秦皇島 066004）

0 引 言

城市化進程加快使現代化居住小區成為發展的主流，居民用電的可靠性、方便性和安全性成為人們對生活品質要求提高的表現。小區住宅配套開發中，變電站建設是一項重要基礎內容，變電站設計直接影響了小區的供電安全和開發成本。同時，隨著供配電技術的提升和國家法律法規對環境保護的要求，變電站設計標準做出了相應修訂和完善。這些標準中，最常用的GB50053《20kV及以下變電所設計規范》進行了相應修訂和增補。本文總結了GB50053新舊版本的不同之處，歸納了三個方面的改變因素，即市場需要、技術進步和安全環保要求[1]。

1 GB50053新舊版本對比分析

對比研究GB50053-94《10 kV及以下變電所設計規范》與GB50053-2013《20kV及以下變電所設計規范》之間的不同規定，分析標準修訂的原因，歸納了三方面的因素，即市場、技術和安全環保。

1.1 市場原因

1.1.1 高層住宅的開發

隨著現代化居住小區中高層住宅、超高層住宅的拔地而起，高層、超高層建筑的變電站設計出現了新的問題。在所址選擇和變電設計上，既要考慮供電的安全可靠性，又要考慮建筑實體的實際情況。為此，新版標準增加了一條內容：“高層或超高層建筑物根據需要可以在避難層、設備層和屋頂設置配電所、變電所，但應設置設備的垂直搬運及電纜敷設措施”。這條標準解決了當前高層和超高層住宅開發時變電站設計的特殊性需求問題，同時，考慮了開發商在變電站建設中成本和施工單位的安裝需求。

1.1.2 節約土地資源

新版標準中，針對城市土地資源的重要性，對變電站設計標準進行了相應修訂，增加了有利于城市房地產開發的設計內容。比如第三節中增加了“預裝式變電站”的內容，對容量不大的變壓器（≤800kVA）而言，可以采用預裝式變電站，且進、出線宜采用電纜[2]。采用此方法，住宅小區開發過程中可以有效利用土地資源，降低開發商土建配電室規劃審批時的難度。最重要的是，考慮到了小區環境的美觀，所有進、出線均采用電纜，地下敷設，不影響小區的地面空間效果。

此外，為了節約住宅小區的占地面積，可以將變電站設置在地下一層，并配合小區的室外地面和綠化建設增加新規定。新版規定：“設置的地下變電所位于室外地面或綠化土層下方時，應避免頂部滯水，并應采取避免積水、滲漏的措施”。這些增加的標準，既節約了小區開發的土地資源，又對變電站設計提出了要求，保證了小區供電的可靠性和安全性。

1.2 技術進步

1.2.1 電壓變化

舊標準從標準名稱就能看出，只針對10kV及以下變電站設計提出了總體要求。因為之前的居民住宅用電變電站供電網中，高壓電源都是10kV電壓等級，而隨著電力技術的不斷提升，20kV電源供電已經成為新興地區終端變電站供電的主要電源。比如蘇州工業園區，所有終端變電站均為20kV供電電源。20kV電源供電較10kV電源供電有技術和經濟兩方面的優勢。根據電流計算式，當功率一定的情況下，供電電壓提高時電流減少。

輸電線路中，架空線路越來越少，電力電纜成為輸電線路的主流方式。高壓電力電纜生產原料以鋁材或銅材為主，當電壓升高1倍后，電流減少一半，輸電電纜的截面也會相應減少，從而減少金屬材料的使用，降低造價。因此，20kV供電電源將成為未來發展的趨勢。

1.2.2 變壓器接線組別變化

新版標準第三節中，規定了變電站中變壓器的連接組別，增加內容為：“在低壓電網中，配電變壓器宜選用（D，yn11）接線組別的三相變壓器”。經過多年的住宅變電站運行實踐表明，小區居民用電沒有規律，每戶實際用電量和用電時間不盡相同，居民住宅入戶均為單相（220 V）供電。因此，三相不平衡始終是困擾供電質量的一個問題。運行實踐中，接線組別為（D，yn11）變壓器平衡三相電流的效果高于接線組別為（Y，yn0）的變壓器，對提高居民用電質量、節約能源發揮了技術優勢，并且不增加經濟成本。

1.2.3 并聯電容器的放電要求

舊版中對并聯電容放電要求為：“電容器組應裝設放電裝置，使電容器組兩端的電壓從峰值倍額定電壓）降至50 V所需的時間，高壓電容器不應大于5 min；低壓電容器不應大于1 min”。新版標準則要求：“放電器件應滿足斷開電源后電容器組兩端的電壓從倍額定電壓降至50 V所需的時間，高壓電容器不應大于5 s；低壓電容器不應大于3 s”。由此可知，新版標準提高了放電要求，通過提高充、放電模塊的技術參數，大幅度縮短電容器放電時間[3]。

1.3 安全環保

1.3.1 電磁干擾

新版標準中，在所址選擇中增加了一條內容：“（變電所）不宜設在對防電磁干擾有較高要求的設備機房的正上方、正下方或與其相鄰的場所，當需要設于上述場所時，應采取防電磁干擾的措施”。傳統小區變電站設計中，沒有對電磁提出更多要求。但是，現代化居住小區中，由于智能化程度的提高，很多電磁接收、發射裝置成為智能通信傳輸的工具，促使變電站設計考慮電磁因素。

1.3.2 操作電源

舊版標準規定：“當裝有電磁操動機構的斷路器時，應采用220 V或110 V蓄電池組作為合、分閘直流操作電源；當裝有彈簧儲能操動機構的斷路器時，宜采用小容量鎘鎳電池裝置作為合、分閘操作電源”。同時，規定電磁操動機構的斷路器合閘電源宜采用硅整流，分閘電源可采用小容量鎘鎳電池裝置或電容儲能。新版標準則規定：“配電所、變電所采用彈簧儲能操動機構的斷路器時，宜采用110 V蓄電池組作為合、分閘操作電源；當采用永磁操動機構或電磁操動機構時，宜采用220 V蓄電池組作為合、分閘操作電源”。此外，刪除了硅整流電源、小容量鎘鎳電池的規定[4]。

新版本提高了節能環保標準。因為硅整流過程中會發熱，消耗大量電能，而鎘鎳電池長期運行會污染環境。除了上述三個方面的修改外，新版標準還刪除了舊版中“供操作、控制、保護、信號等所應用的電源可引自電壓互感器”的描述。因為電壓互感器容量有限，當主母線不帶電時，無法提供電源保證。另外，新標準刪除了電源柜后進線時可以在墻上另設隔離開關及手動操動機構的內容。一方面，墻上設置隔離開關和操作機構不安全；另一方面，目前的電氣成套設備技術已經不需要在墻上設置操作機構[5]。

2 結 論

GB50053新標準反映了市場實際需求，結合了電力技術的發展需要，滿足了國家對安全和環保的要求，形成了目前較為適合住宅小區變電站使用的設計規范。隨著技術水平的進步和社會的發展，更適用的規范會不斷完善，這也是社會發展的普遍規律。