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【摘要】变电所在民用建筑电气设计中处于非常重要的地位，本文参考现行国家标准，结合项目设计经验，对民用建筑电气设计过程中变电所的选址、设备布置等变电所相关内容进行研究，得到变电所的典型布置。
【关键词】变电所;配电装置;检修距离;操作空间
【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.
21.
民用建筑设计中不仅要考虑建筑物的美观效果，同样要考虑功能性，机电专业的设计是实现建筑物功能性的关键。在民用建筑电气设计中，变电所的设计是非常重要的内容。变电所的设计包括变电所选址、设备选择、设备布置、照明、消防、防雷接地、机房设计等。本文重点针对变电所的选址及设备布置进行研究。
1、变电所的选址
现行国家规范和标准中涉及到变电所选址的较多，主要包括GB50053-2013 《20KV及以下变电所设计规范》、GB50054-2011《低压配电设计规范》、GB51348-2019《民用建筑电气设计标准》等。概况而言，变电所常用的选址原则如下：
①变电所尽量设置在负荷中心、进出线方便处、设备吊装、运输方便的位置，当供电负荷较大，供电半径较长时，宜分散设置;
②变电所不应设置在对防电磁辐射干扰有较高要求的场所;
③若变电所设在地下时，不应设置在有水房间的正下方，且不宜设置在最底层，当地下只有一层时，应采取预防洪水、消防水或积水从其他渠道浸泡变电所的措施;当设置在地下的变电所的顶部位于室外地面或绿化土层下方时，应避免顶部滞水，并应采取避免积水、渗漏的措施。
2、变电所的布置
本项目以某公建为例，此公建最高负荷等级为一级负荷，应由双重电源供电，本项目由两路10KV供电，通过负荷计算，选取2x1000KVA干式变压器，每台变压器低压出10面移开式低压抽屉柜，进出线方式采用上进上出线;变电所内设备尺寸均参考自19DX101-1《建筑电气常用数据手册》，典型布置如图1、图2：
注释1、注释2、注释3、注释4
【相关规范】
①GB50053-2013 《20KV及以下变电所设计规范》
第4.2.6条：配电装置的长度大于6m时，柜后通道应设置两个出口，当低压配电装置两个出口间距大于15m时应增加出口。
注：
1.固定式开关柜为靠墙布置时，柜后与墙净距应大于50mm，侧面与墙净距宜大于200mm;
2.通道宽度在建筑物的墙面有柱类局部凸出时，凸出部位的通道宽度可减少200mm;
3.当开关柜侧面需设置通道时，通道宽度不应小于800mm;
4.对全绝缘密封式成套配电装置，可根据厂家安装使用说明书减少通道宽度。
②GB50060-2008《3～110kV高压配电装置设计规范》表5.4.4
【备注】
①图1中高压柜前距离结构柱不应小于1500mm，但是考虑到个别与结构柱正对的高压柜后期维修的运输问题，将柜前距离加大至高压柜长边（1500mm）+预留空间（暂按300mm计）=1800mm。
②在高压柜柜后距离的问题上规范[1]列出了两排柜子面对面、背对背两种排布方式的柜后净距离，而规范[3]中只规定了两排高压柜双列布置的净距离为1000mm，实际施工时，两排高压柜面对面布置时柜后情况应与单排布置的柜后情况一致预留800mm的空间即可，而当背对背布置时应考虑到两台柜同时检修的情况柜后距离应不小于1000mm;图1中高压柜柜后与结构柱净距离为800mm，若房间面积受局限也可减少200mm。
③图1中高压柜总长度为8m，故两侧均需要设置通道且两侧通道均不小于800mm。
注释5
【相关规范】
GB50060-2008《3～110kV高压配电装置设计规范》第5.4.4条：设置于屋内的无外壳干式变压器，其外廓与四周墙壁的净距不应小于600mm。干式变压器之间的距离不应小于1000mm，并应满足巡视维修的要求。
【备注】
图1中变压器采用面对面的方式布置，两台变压器间距应≥1000mm，为保证变电所美观故将变压器正面与低压柜正面对齐两者之间间距同低压柜之间间距。
注释6、注释7
【相关规范】
①GB50053-2013 《20KV及以下变电所设计规范》第4.2.8条：低压配电室内成排布置的配电屏的通道最小宽度，应符合现行國家标准《低压配电设计规范》GB50054的有关规定;当配电屏与干式变压器靠近布置时，干式变压器通道的最小宽度应为800mm。
②GB50053-2013 《20KV及以下变电所设计规范》表4.5.9
【备注】
变压器与配电屏靠近布置的情况应为变压器与低压柜同侧布置，或贴临布置;故图1中变压器与配电屏并属于配电屏与变压器靠近布置的情况，所以变压器与后壁及侧壁的间距不小于800mm即可。图1中变压器与低压柜的距离为800mm，若变压器金属防护外壳与低压柜外壳均为IP2X及以上的防护等级，二者间距可以调整为600mm。
注释8、注释9、注释10
【相关规范】
GB50054-2011《低压配电设计规范》第4.2.5条：规定当防护等级不低于现行国家标准《外壳防护等级（IP代码）》GB4208规定的IP2X级时，成排布置的配电屏通道最小宽度应符合表4.2.5的规定。
【备注】
①图1中两排低压柜面对面排布，两者间的净间距不应小于2300mm。
②根据本文低压柜排布方式的研究，图1低压柜采用双排配电屏面对面的方式布置，屏后维护最小间距为1000mm。 ③图1中低压柜侧通道在满足不小于800mm的同时考虑到左侧高压柜后期运维修运输问题，将结构柱与低压柜侧面的通道调整为高压柜宽800mm+预留空间（暂按300mm计）=1100mm。并且此种布置方式也可以为两侧低压屏预留空间以预防后期配电变化增加配电柜的问题。
注释11
【相关规范】
①GB50053-2013 《20KV及以下变电所设计规范》
第4.2.6条：配电装置的长度大于6m时，柜后通道应设置两个出口，当低压配电装置两个出口间距大于15m时应增加出口。
第6.2.2条：变压器室、配电室、电容器室的门应向外开启。相邻配电室之间有门时，应采用不燃材料制作的双向弹簧门。
第6.2.6条：长度大于7m的配电室应设置两个安全出口，并宜布置在配电室的两端，当配电室的长度大于60m时，宜增加一个安全出口，相邻安全出口间距不应大于40m;
第6.2.7条：配电装置室的门和变压器室的门的高度和宽度，宜按最大不可拆卸部件尺寸，高度加0.5m，宽度加0.3m确定，其疏散门的最小高度宜为2.0m，最小宽度宜为750mm。
②GB50054-2011《低压配电设计规范》
第4.3.4条：配电室的地面高出本层地面50mm或设置防水门槛。
第4.3.7条：配电室的门、窗关闭应密合;与室外相通的洞、通风孔应设防止鼠、蛇类等小动物进入的网罩，其防护等级不宜低于现行国家标准《外壳防护等级（IP）代码》GB4208规定的IP3X级。
③GB51348-2019《民用建筑电气设计标准》
第4.10.3条：变电所位于高层主体建筑、裙房内室、多层建筑物的二层或更高层、，通向其他相邻房间的门应设置甲级防火门，通向过道的门应为乙级防火门;变电所位于多层建筑物的首层、地下层或下面又地下层时，通向相邻房间或过道的门应为甲级防火门;变电所通向汽车库的门应为甲级防火门。
【备注】
变电所内当配电设备长度等于6m时，若贴墙布置贴墙侧距离为200mm，另一侧距墙距离为800mm，故房间长度为6+0.8+0.2=7m，故两条规范之间属于呼应关系，设置变电所防火门时执行任一条规范均合理。图1中变电所长度大于7m，且配电装置长度大于6m，故应设置两个外开防火门;防火门宽为2100mm+300mm=2400mm，高为2300mm+500mm=2800mm;门内侧设置高度不小于50mm的挡水、挡鼠板。防火门的防火等级根据具体设置位置确定。
注释12
【相关规范】
GB51348-2019《民用建筑电气设计标准》第4.6.3条：屋内配电装置距顶板的距离不宜小于1.0m，当有梁时，距梁底不宜小于0.8m。
【备注】
图2中低压配电屏高2200mm，高压柜高度为2300mm，配电屏下设置100mm的角钢基础，设备上端梁下预留800mm的高度，故变电所内最小净空为梁下2300mm+800mm+100mm=3200mm。
3、变电所内低压柜排布方式对比
变电所的布置中，高压部分相对固定，低压配电柜因为用电负荷的不同而会有变化，且因建筑布局本身的限制，低压配电柜排布会有所不同，进而对变电室的设备布置产生一定影响。前文所述的图1中低压配电柜采用的是面对面的排布方式。此外，还有双排背对背、单排布置等多种排布方式。规范[2]规定低压抽屉柜采用单排布置时，屏前净距离不小于1.8m，屏后维护最小净距离不小于1.0m;若采用双排面对面布置抽屉式配电屏，屏前净距离不小于2.3m，屏后维护最小净距离不小于1.0m;若采用双排背对背布置抽屉式配电屏，屏前净距离不小于1.8m，屏后最小维修间距1.0m;在不考虑设备间防火门的情况下调整低压柜的排布方式如图3、图4、图5所示：
综上所述在选择低压配电屏的排布方式时应优先选择双排面对面布置的方式去布置;在建筑条件有限的情况下也可选择同向单排布置，单排布置的情况应考虑配电屏的长度是否超过15m，若超过应增设安全出口，同时应预留足够的低压柜以预防后期配电情况的变化。
结论：
通过上述变电所内设备布置情况可知，低压配电柜面对面排布所占用的建筑面积最小，变电所内布置两台变压器的最小尺寸为12800mmx12700mm，梁下最小净高为3200mm。变电所的布置在满足规范的同时考虑设备的运输、后期维修问题、进出线问题以及排布的美观性，本文仅就变电所中的多种排布方式中的一种排布方式进行论述，旨在为此种情况的变电所设计提供参考借鉴。
参考文献：
[1]GB50053-2013，20KV及以下变电所设计规范[S].中国计划出版社
[2]GB50054-2011，低压配电设计规范[S].中国计划出版社
[3]GB50060-2008，3～110kV高壓配电装置设计规范[S].中国计划出版社
[4]GB51348-2019，民用建筑电气设计标准[S].中国建筑工业出版社
[5]19DX101-1，建筑电气常用数据[S].中国计划出版社
【关键词】变电所;配电装置;检修距离;操作空间
【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.
21.
民用建筑设计中不仅要考虑建筑物的美观效果，同样要考虑功能性，机电专业的设计是实现建筑物功能性的关键。在民用建筑电气设计中，变电所的设计是非常重要的内容。变电所的设计包括变电所选址、设备选择、设备布置、照明、消防、防雷接地、机房设计等。本文重点针对变电所的选址及设备布置进行研究。
1、变电所的选址
现行国家规范和标准中涉及到变电所选址的较多，主要包括GB50053-2013 《20KV及以下变电所设计规范》、GB50054-2011《低压配电设计规范》、GB51348-2019《民用建筑电气设计标准》等。概况而言，变电所常用的选址原则如下：
①变电所尽量设置在负荷中心、进出线方便处、设备吊装、运输方便的位置，当供电负荷较大，供电半径较长时，宜分散设置;
②变电所不应设置在对防电磁辐射干扰有较高要求的场所;
③若变电所设在地下时，不应设置在有水房间的正下方，且不宜设置在最底层，当地下只有一层时，应采取预防洪水、消防水或积水从其他渠道浸泡变电所的措施;当设置在地下的变电所的顶部位于室外地面或绿化土层下方时，应避免顶部滞水，并应采取避免积水、渗漏的措施。
2、变电所的布置
本项目以某公建为例，此公建最高负荷等级为一级负荷，应由双重电源供电，本项目由两路10KV供电，通过负荷计算，选取2x1000KVA干式变压器，每台变压器低压出10面移开式低压抽屉柜，进出线方式采用上进上出线;变电所内设备尺寸均参考自19DX101-1《建筑电气常用数据手册》，典型布置如图1、图2：
注释1、注释2、注释3、注释4
【相关规范】
①GB50053-2013 《20KV及以下变电所设计规范》
第4.2.6条：配电装置的长度大于6m时，柜后通道应设置两个出口，当低压配电装置两个出口间距大于15m时应增加出口。
注：
1.固定式开关柜为靠墙布置时，柜后与墙净距应大于50mm，侧面与墙净距宜大于200mm;
2.通道宽度在建筑物的墙面有柱类局部凸出时，凸出部位的通道宽度可减少200mm;
3.当开关柜侧面需设置通道时，通道宽度不应小于800mm;
4.对全绝缘密封式成套配电装置，可根据厂家安装使用说明书减少通道宽度。
②GB50060-2008《3～110kV高压配电装置设计规范》表5.4.4
【备注】
①图1中高压柜前距离结构柱不应小于1500mm，但是考虑到个别与结构柱正对的高压柜后期维修的运输问题，将柜前距离加大至高压柜长边（1500mm）+预留空间（暂按300mm计）=1800mm。
②在高压柜柜后距离的问题上规范[1]列出了两排柜子面对面、背对背两种排布方式的柜后净距离，而规范[3]中只规定了两排高压柜双列布置的净距离为1000mm，实际施工时，两排高压柜面对面布置时柜后情况应与单排布置的柜后情况一致预留800mm的空间即可，而当背对背布置时应考虑到两台柜同时检修的情况柜后距离应不小于1000mm;图1中高压柜柜后与结构柱净距离为800mm，若房间面积受局限也可减少200mm。
③图1中高压柜总长度为8m，故两侧均需要设置通道且两侧通道均不小于800mm。
注释5
【相关规范】
GB50060-2008《3～110kV高压配电装置设计规范》第5.4.4条：设置于屋内的无外壳干式变压器，其外廓与四周墙壁的净距不应小于600mm。干式变压器之间的距离不应小于1000mm，并应满足巡视维修的要求。
【备注】
图1中变压器采用面对面的方式布置，两台变压器间距应≥1000mm，为保证变电所美观故将变压器正面与低压柜正面对齐两者之间间距同低压柜之间间距。
注释6、注释7
【相关规范】
①GB50053-2013 《20KV及以下变电所设计规范》第4.2.8条：低压配电室内成排布置的配电屏的通道最小宽度，应符合现行國家标准《低压配电设计规范》GB50054的有关规定;当配电屏与干式变压器靠近布置时，干式变压器通道的最小宽度应为800mm。
②GB50053-2013 《20KV及以下变电所设计规范》表4.5.9
【备注】
变压器与配电屏靠近布置的情况应为变压器与低压柜同侧布置，或贴临布置;故图1中变压器与配电屏并属于配电屏与变压器靠近布置的情况，所以变压器与后壁及侧壁的间距不小于800mm即可。图1中变压器与低压柜的距离为800mm，若变压器金属防护外壳与低压柜外壳均为IP2X及以上的防护等级，二者间距可以调整为600mm。
注释8、注释9、注释10
【相关规范】
GB50054-2011《低压配电设计规范》第4.2.5条：规定当防护等级不低于现行国家标准《外壳防护等级（IP代码）》GB4208规定的IP2X级时，成排布置的配电屏通道最小宽度应符合表4.2.5的规定。
【备注】
①图1中两排低压柜面对面排布，两者间的净间距不应小于2300mm。
②根据本文低压柜排布方式的研究，图1低压柜采用双排配电屏面对面的方式布置，屏后维护最小间距为1000mm。 ③图1中低压柜侧通道在满足不小于800mm的同时考虑到左侧高压柜后期运维修运输问题，将结构柱与低压柜侧面的通道调整为高压柜宽800mm+预留空间（暂按300mm计）=1100mm。并且此种布置方式也可以为两侧低压屏预留空间以预防后期配电变化增加配电柜的问题。
注释11
【相关规范】
①GB50053-2013 《20KV及以下变电所设计规范》
第4.2.6条：配电装置的长度大于6m时，柜后通道应设置两个出口，当低压配电装置两个出口间距大于15m时应增加出口。
第6.2.2条：变压器室、配电室、电容器室的门应向外开启。相邻配电室之间有门时，应采用不燃材料制作的双向弹簧门。
第6.2.6条：长度大于7m的配电室应设置两个安全出口，并宜布置在配电室的两端，当配电室的长度大于60m时，宜增加一个安全出口，相邻安全出口间距不应大于40m;
第6.2.7条：配电装置室的门和变压器室的门的高度和宽度，宜按最大不可拆卸部件尺寸，高度加0.5m，宽度加0.3m确定，其疏散门的最小高度宜为2.0m，最小宽度宜为750mm。
②GB50054-2011《低压配电设计规范》
第4.3.4条：配电室的地面高出本层地面50mm或设置防水门槛。
第4.3.7条：配电室的门、窗关闭应密合;与室外相通的洞、通风孔应设防止鼠、蛇类等小动物进入的网罩，其防护等级不宜低于现行国家标准《外壳防护等级（IP）代码》GB4208规定的IP3X级。
③GB51348-2019《民用建筑电气设计标准》
第4.10.3条：变电所位于高层主体建筑、裙房内室、多层建筑物的二层或更高层、，通向其他相邻房间的门应设置甲级防火门，通向过道的门应为乙级防火门;变电所位于多层建筑物的首层、地下层或下面又地下层时，通向相邻房间或过道的门应为甲级防火门;变电所通向汽车库的门应为甲级防火门。
【备注】
变电所内当配电设备长度等于6m时，若贴墙布置贴墙侧距离为200mm，另一侧距墙距离为800mm，故房间长度为6+0.8+0.2=7m，故两条规范之间属于呼应关系，设置变电所防火门时执行任一条规范均合理。图1中变电所长度大于7m，且配电装置长度大于6m，故应设置两个外开防火门;防火门宽为2100mm+300mm=2400mm，高为2300mm+500mm=2800mm;门内侧设置高度不小于50mm的挡水、挡鼠板。防火门的防火等级根据具体设置位置确定。
注释12
【相关规范】
GB51348-2019《民用建筑电气设计标准》第4.6.3条：屋内配电装置距顶板的距离不宜小于1.0m，当有梁时，距梁底不宜小于0.8m。
【备注】
图2中低压配电屏高2200mm，高压柜高度为2300mm，配电屏下设置100mm的角钢基础，设备上端梁下预留800mm的高度，故变电所内最小净空为梁下2300mm+800mm+100mm=3200mm。
3、变电所内低压柜排布方式对比
变电所的布置中，高压部分相对固定，低压配电柜因为用电负荷的不同而会有变化，且因建筑布局本身的限制，低压配电柜排布会有所不同，进而对变电室的设备布置产生一定影响。前文所述的图1中低压配电柜采用的是面对面的排布方式。此外，还有双排背对背、单排布置等多种排布方式。规范[2]规定低压抽屉柜采用单排布置时，屏前净距离不小于1.8m，屏后维护最小净距离不小于1.0m;若采用双排面对面布置抽屉式配电屏，屏前净距离不小于2.3m，屏后维护最小净距离不小于1.0m;若采用双排背对背布置抽屉式配电屏，屏前净距离不小于1.8m，屏后最小维修间距1.0m;在不考虑设备间防火门的情况下调整低压柜的排布方式如图3、图4、图5所示：
综上所述在选择低压配电屏的排布方式时应优先选择双排面对面布置的方式去布置;在建筑条件有限的情况下也可选择同向单排布置，单排布置的情况应考虑配电屏的长度是否超过15m，若超过应增设安全出口，同时应预留足够的低压柜以预防后期配电情况的变化。
结论：
通过上述变电所内设备布置情况可知，低压配电柜面对面排布所占用的建筑面积最小，变电所内布置两台变压器的最小尺寸为12800mmx12700mm，梁下最小净高为3200mm。变电所的布置在满足规范的同时考虑设备的运输、后期维修问题、进出线问题以及排布的美观性，本文仅就变电所中的多种排布方式中的一种排布方式进行论述，旨在为此种情况的变电所设计提供参考借鉴。
参考文献：
[1]GB50053-2013，20KV及以下变电所设计规范[S].中国计划出版社
[2]GB50054-2011，低压配电设计规范[S].中国计划出版社
[3]GB50060-2008，3～110kV高壓配电装置设计规范[S].中国计划出版社
[4]GB51348-2019，民用建筑电气设计标准[S].中国建筑工业出版社
[5]19DX101-1，建筑电气常用数据[S].中国计划出版社