变电站建筑电气标准化设计方法研究

实际工程中，可以通过标准化设计，将负荷、断 路器、缆线及穿管之间的关系统计成表格形式，使 得整体工程建筑电气设计统一，方便设计人员查询 和校核，负荷容量（三相负荷考虑为电动机类负荷） 与各参数对应关系见表 5。
表 5 负荷容量与各参数对应表
负荷容量/ kW
断路器 ZC-YJV22-1
穿管
额定
型电缆规格
DING Yu1, WU Yang1, WANG Zhuo1, XING Zhenhua2
（1.North China Power Engineering Co.,Ltd., of CPECC, Beijing 100120, China; 2.Inner Mongolia Electric Power Survey & Design Institute Co.,Ltd., Hohhot 010010, China）
内蒙古电力技术
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INNER MONGOLIA ELECTRIC POWER
doi:10.19929/ki.nmgdljs.2021.0061
2021 年第 39 卷第 3 期
变电站建筑电气标准化设计方法研究
丁 钰 1，吴 杨 1，王 卓 1，邢振华 2
（1.中国电力工程顾问集团华北电力设计院有限公司，北京 100120； 2.内蒙古电力勘测设计院有限责任公司，呼和浩特 010010）
电气设计执行的国家标准涉及的行业领域范围宽泛、内容繁多，使得在变电站设计时采用国标和行标时存在不确定因素。
关键词：变电站设计；建筑电气；标准化设计；换流站
文献标志码：B
中图分类号：TM63；TU85
文章编号：1008-6218（2021）03-0076-05
Research on Standardized Design of Building Electricity in Substation
0 引言
建筑电气是以建筑为平台，在建筑物中，利用现 代先进的科学理论及电气技术，创建一个人性化生 活环境的电气系统，建筑电气是一门综合性的工程 学科[1]。建筑电气设计从狭义上仅指民用建筑中的 电气设计；从广义上讲，包括工业建筑、构筑物和道 路、广场等户外工程。传统建筑电气设计仅含供电 和照明设计内容，随着社会发展，建筑电气的深度和 广度也得到相应拓展，并且渗入到变电站设计领域， 变电站建筑电气设计技术随着国标、行标及施工验 收标准等的更新完善[2-9]，也在不断改进和优化。
随着《国家电网有限公司十八项电网重大反事
故措施（修订版）》《国家电网公司输变电工程标准 工艺》等文件的推行，对变电站设计内容要求进一 步细化和深化，之前建筑电气仅包含的建筑物照明 和埋管留洞等设计内容已经不能满足变电站施工、 运行、检修及维护的需要，建筑电气设计的不精准、 缺失和失误，会给变电站安全性、功能性、便利性等 方面带来隐患。有必要对现行变电站建筑电气涉 及的范围进行扩展和改进，由此造成设计人员要面 临 专 业 配 合 、设 计 与 厂 家 界 限 划 分 等 一 系 列 新 课 题，因此对建筑电气设计内容的合理调整和规范化 实施势在必行。标准化、精细化设计能够有效提高 变电站设计的效率和质量，执行建筑电气标准化设 计成为大势所趋。
1.2.3 断路器选择 1.2.3.1 选择方式
低压断路器是建筑电气的主要组成部分，断路 器的选择计算过程是建筑电气设计的关键环节。 变电站站用电低压配电系统常采用 TN-C-S 系统， 断路器设置一般不超过三级，断路器的上下两级之 间的配合，须具备选择性、快速性和灵敏性[10]。站用 变压器进线采用框架断路器，设置短路瞬时保护、
算式。
表 2 负荷电流简易估算[9]
负荷性质 电动机类负荷
其他类负荷
负荷电流 单台电动机电流估算：不大于 3 kW 时， 取 2.5 A/kW；大于 3 kW 时，取 2 A/kW
I=S（/ 3 Ue）， 式中：I—负荷电流，A；S—负荷容量， kVA；Ue—额定电压，kV。
1.2.2 导线护管选择 导线护管的选择采用归类法，各用电回路简化
摘要：对建筑电气设计进行归纳总结，提出建筑电气标准化设计思路和方法。在变电站设计中，建筑电气的设计可从统一图纸
目录、图纸内容要求具体化以及计算简易化等方面进行规范。标准化设计使图纸修改、校审高效、快捷，通过表格形式使断路
器、线缆及埋管的匹配关系一目了然，可最大程度减少设计失误。建筑电气标准化在实际工程中应用效果良好。但由于建筑
微型断路器瞬时脱扣电流范围为：B 型 3In~5In （含 5In，In 为额定电流）；C 型 5In~10I（n 含 10In）；D 型 10In~20I（n 含 20In）；微型断路器过电流脱扣器额定电 流为：1 A、2 A、4 A、6 A、10 A、16 A、20 A、25 A、32 A、40 A、50 A、63 A、80 A、100 A、125 A。
表 3 不同根数 BV 型绝缘线穿阻燃塑料导管外径选择
mm
导线截面/ mm2
2根
3根
4根 5根 6根
7根
8根
9根
2.5Leabharlann 16 20 25 32 40 40 50 50
4.0
20 25 32 40 40 50 50 63
6.0
20 25 32 40 50 50 63 63
10.0
25 32 40 50 63 63
Abstract：This paper summarizes the building electrical design and puts forward the design ideas and methods of building electrical standardization. In the design of substation, the design of building electricity can be standardized from the aspects of unified drawing catalogue, specification of drawing content requirements and simplification of calculation. Standardized design makes drawing modification and verification efficient and fast, and makes the matching relationship of circuit breaker, cable and buried pipe clear at a glance through the form, which can minimize design errors. Building electrical standardization has been applied well in practical engineering. However, due to the wide range of industries and various contents involved in the implementation of national standards for building electrical design, uncertain factors exist when adopting national standards and line standards in substation design. Key words：substation design; building electricity; standardized design; converter station
内径/
电流/A （芯数×截面积/mm2） mm
电缆 电缆 载流量/ 外径/
A mm
1.0（单相） 10
3×4
25
34 16.9
1.5（单相） 25
3×6
32
43 17.8
2.0（单相） 25
3×6
32
43 17.8
2.5（单相） 25
3×6
32
43 17.8
3.0（单相） 25
3×6
32
43 17.8
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内蒙古电力技术
2021 年第 39 卷第 3 期
短路短延时保护和过载保护，建筑电气终端配电装 置使用最广泛的保护电器是微型断路器，常用于电 流 125 A 以下的回路，仅设置短路瞬时保护。变电 站建筑物内主要负荷一般为建筑物照明、空调、电 暖气、楼宇监控及水工用电设备等，负荷计算电流 和不超过 125 A，电源统一由配电箱/柜引出，出线断 路器主要用于保护回路内用电设施的过电流及类 似用途，无需维修，因此选择微型断路器即可满足 要求。设计人员可根据短路电流和负荷电流计算 结果对微型断路器进行选择。
2021 年第 39 卷第 3 期
丁 钰，等：变电站建筑电气标准化设计方法研究
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基于此，本文提出变电站建筑电气设计标准化 概念及方法，使得变电站建筑电气设计高效、便捷， 并且出错率低。
1 变电站建筑电气标准化设计
在变电站设计中，建筑电气部分涉及的专业较 多，内容繁琐庞杂，设计容易出现纰漏，成品不易校 审，很难实现施工配合顺畅、业主满意的目标。对 于变电站建筑电气，每座建筑物内的用电负荷类型 基本接近，设计原则比较容易统一，具备引入标准 化设计的条件。主要设计人在编制建筑电气卷册 任务书阶段，以表格形式列出设计关键点的具体要 求和各相关参数的对应关系，由卷册负责人据此开 展设计，实现卷册大部分图纸标准化设计，以减轻 设 计 人 员 的 工 作 强 度 ，降 低 出 错 率 ，提 高 工 作 效 率。变电站建筑电气设计可以从下列几方面进行 规范要求。 1.1 统一图纸目录
标准化设计的基础是统一图纸目录，统一后的 标准卷册目录可提纲挈领地反映卷册内容，表 1 中 的 图 纸 名 称 及 其 对 应 的 图 号 编 制 ，便 于 大 规 模 设 计、查找、校核、修改各卷册图纸。
表 1 图纸目录
图号
图纸名称
备注
1
施工图说明
2
建筑物名称+配电屏平面布置图
3
建筑物名称+配电屏盘面布置图
3.5（单相） 32
3×10
32
60 20.4
4.0（单相） 32
3×10
32
60 20.4
4.5（单相） 40
3×10
32
60 20.4
5.0（单相） 40
3×10
32
60 20.4
5.5（单相） 40
3×10
32
60 20.4
6.0（单相） 50
3×16
40
83 22.6
4
建筑物名称+配电屏接线图
5
建筑物名称+接地平面布置图
6
建筑物名称+照明平面布置图
7
建筑物名称+电缆敷设图
8
建筑物名称+动力箱接线图
如果有
9 建筑物名称+动力箱原理及端子排图
如果有
10
综合材料表
1.2 要求具体化，计算简易化 1.2.1 配电屏接线图
配电屏接线图应包含屏外形尺寸、断路器规格 型号、回路名称、回路负荷容量、回路编号、电缆规 格型号、穿管规格型号等信息和参数，明确规定回 路、箱柜等编号原则，并以表格形式明确负荷容量 →负荷电流→断路器额定电流→线缆→管径对应 关系。接线图内的电流值计算采用表 2 中的简易估
表 4 不同根数 BV 型绝缘线穿热镀锌钢管内径选择
mm
导线截面/ mm2
2根
3根
4根
5根
6根
7根
8根
9根
2.5
15 15 25 25 32 32 40 50
4.0
20 20 32 32 32 40 40 50
6.0
20 20 32 32 40 40 50 65
10.0
25 25 40 40 50 65 65 80
为正常照明、应急照明、消防应急照明和动力回路， 各回路护管均暗敷。动力回路采用热镀锌钢管，其 他 回 路 采 用 阻 燃 塑 料 导 管 。 设 计 中 若 采 用 GB 50217—2018《电力工程电缆设计标准》中附录 H 电 缆穿管敷设时，允许最大管长的计算方法繁琐，原 始参数难获取，在工程标准化设计中，可选取经验 值，具体为：导管没有弯曲时，长度不超过 30 m；导 体有一个弯曲（90°~120°）时，长度不超过 20 m；导体 有两个弯曲（90°~120°）时，长度不超过 15m；导体有 3 个弯曲（90°~120°）时，长度不超过 8 m。如果长度 超过上述要求，应加设接线盒、箱或加大管径。导 线护管管径的选择参照表 3、表 4。