变电站建筑电气设计综述

开始建筑电气卷册设计前，应对当前的任务有个全局的了解，不要以一个空房间的概念进行设计。变电站的建筑物功能性很强，每个房间都有其各自针对的功能，而功能不同则房间对应设备布置也不同。虽然变电站内各个房间功能不同，但是横向比较不同工程，其实每个工程都有相同功能的建筑物，其布置现在已有典型设计，认真做完一个工程，详细地去了解认识每个建筑物及其内部房间的功能和布置，可以广泛的应用到大部分的工程中去。在设计过程中，通过现场反映的问题，其他单位提出的合理意见，我们自己可以整理出一套具有较高标准性和典型性的设计图纸，可显著减少工作量和差错，大大提高工作效率。

由于近期做了大量的220KV户内变电站，建筑电气专业在这方面以往设计的经验较少，现场暴露了不少问题。有些是别人提的参考意见，虽然说不上是问题，但也值得认真考虑。针对这些问题和建议，经过整理后总结了以下一些设计上的细节考虑。

1、 无人值守变电站的特点（智能化变电站）

（1） 在无人值守变电站中，设计思路要区别于常规有人值守的变电站。尤其是全户内变电站，有需要来人到现场巡检或维护的时候，一般不是很熟悉现场的布置。所以在辅助设备布置的时候要考虑集中布置在人员主要出入口附近的醒目位置，以方便对各种设备（照明，风机，检修箱等）进行操作和使用。

（2） 此条仅为建议，需要在初步设计时落实。无人值守变电站的特点就是对远程监控和操作的要求较高，在投资宽裕并且业主有意向的情况下，应尽可能的采用先进的技术以实现辅助设备的远程操作。如灯光远控，监控摄像机的远方控制，站内微气象数据的远方读数，火灾 警系统的数据信号远传，风机远方控制等功能，并实现上述各系统之间的联动功能。上述功能在小规模的户内无人值守变电站中，可以基于现在已有成熟应用的智能化终端配电系统而实现。该系统由配电柜本体、微型断路器、塑壳断路器、框架断路器、断路器远控附件、继电器、接触器、可编程PLC控制单元以及各种输入输出接口构成。系统自身可通过PCL编程实现灯光、风机定值开启，并能通过输入输出接口与其它辅助系统进行联动，实现灯光联动，火灾联动等功能。并提供一套客户端安装在远端，可在计算机上实现各种操作，必能及时反馈系统工作状态。

2、 埋管的设计细节

（1） 在确定好人员主要出入口位置后，宜将各系统设备的控制类终端设置在出入口附近。如站内所有主要通道的灯具开关、风机开关、壁挂式电话机、手提式应急照明、火灾 警区域显示盘等。根据现在的工程情况来看，大部分的控制类终端设置的较为分散，外来人员进入站内后很难找到相应的设备。在今后的施工图中，应更加完善地考虑这个问题。设计时应将自己摆到运行人员的位置，设身处地的考虑下设备布置是否合理。

（2） 除了考虑位置外，还应考虑设备所设位置其电缆路径是否合理，施工是否方便。这两点要综合考虑，定下一个折中的方案。不能只顾其中一条而忽略另一条，否则都会有很大的后遗症。

（3） 户内站布置紧凑，很难辟出充足的路径给辅助设备敷设电缆使用，所以辅助设备的电缆绝大部分需要埋管。一旦涉及到埋管，则必须考虑与土建专业的配合。首先要根据电缆截面和数量来确定埋管的管径和数量，而暗敷的管线其管径严格受限于土建墙/楼板的规格。所以在规划埋管路径时要优先利用周边有低压电缆桥架经过的地方，主要路径可选择敷设在桥架内，至设备附近再从桥架配管至墙内或楼板内暗敷。实在无法利用电缆桥架时，应减少埋管的弯头数量，避免过多的直角弯，并通过合理的规划，减少管线的交叉，适当设置拉线盒，减少施工穿线难度。落实到施工图上，应表示出每个设备其进出线埋管的规格，走向。尤其是路径复杂的埋管，图中应画出管线的实际走向，并提醒施工单位按图施工。在一些需要过梁或者过楼板的地方，有必要的话应提资给土建专业，让其预留套管或开孔，避免工期不同造成今后无法施工的情况。

（4） 户内站电气主设备或者其他专业的设备在墙上有各种预埋件，并且在墙上或楼板会有很多孔洞。建筑电气专业在设计图纸时，应查看相关的图纸，避开图纸上已有的孔洞和预埋件。

（5） 穿至屋面的埋管应提资给土建专业，若临时增加应在图纸中说明防水措施。有条件的话，可利用暖通的空调井道。

3、 配电系统的设计细节

（1） 首先要了解本卷册的设计范围，确认哪些设备的电源是由建筑电气负责的，具体负责哪些内容。如有些户内潜水泵排污泵，其电源可能是由站用电系统卷册负责设计，但其埋管和插座在建筑电气卷册中反映。所以设计时对不明确的设备一定要和相关专业落实设计接口。

（2） 负荷统计应完善，全面了解各用电设备的功率、电压、功率因数、是否需要漏电保护、是否需要和其他设备联动。只有准确地了解设备的参数，才能精确选择保护电器和电缆规格。避免保护不匹配的情况，同时也能定下电缆规格。电缆规格尤其重要，选大了敷设不方便且浪费资源，选小了则有安全隐患。开关选择特别要注意极数的问题，应明确标明开关的极数。带漏电保护的回路，其开关一律选择2P或者4P。

（3） 回路安排，应联系到房间的布置，不同的回路功能。同一回路应在同一房间内，或者是功能类似的相邻房间内。不同功能，不同要求的房间，其回路一般应分开设置。对今后检修，维护大有好处，另外合理的回路分配是监控摄像机与灯光联动必须的条件。回路安排同时也需要考虑该回路的负荷，不宜过高，过高的负荷势必造成回路电缆截面大，不方便埋管和穿线。

4、 照明的设计细节

（1） 照明应分类，尤其是户内变电站。应设置巡视照明、检修照明、事故照明、疏散照明，各类照明回路和控制应分开。巡视照明以节能灯为主，提供连续的、较低照度的供运行人员日常巡视使用。站内各通道的照明应属于巡视照明，并在主要出入口设置统一的开关（如每层的走道巡视照明可由1~2只开关控制，负荷允许的情况下），方便开关。大型设备房间（GIS室、主变室、继电器室等）也应设置一批巡视照明，在房间门口设置开关。巡视照明提供的照度配合低照度摄像机，可实现远方监控的功能。检修照明以金卤泛光灯为主，一般设置在大型设备房间内，当设备故障或搬运时，可按需开启检修照明，检修照明的开关设置在房间内或直接在配电箱/柜内控制皆可。事故照明以节能灯为主，平时可作为巡视照明的一部分，事故状态由逆变电源供电。户内站或常驻人员较多的建筑物内，建议设置疏散照明，提供必要的疏散指示。

（2） 灯具安装应考虑房间内的其他设备布置，布置灯具前先了解房间的布置，若房间上空有众多其他设备而墙壁上相对较少时，则考虑灯具壁装；反之则采用吊装或吸顶安装。实在无法布置时应与其他专业讨论，是否有共用支架可以安装。灯具定位时必须将房间内其他设备放到图面中一同考虑，这样才能发现布置是否有遮挡，与其他设备是否有冲突。尤其是户内站，房间内各种穿墙套管，电缆终端、母排架等很多，灯具布置时不但要考虑避开它们，还要保持对应的安全距离，上述的这些考虑不只是平面上的，立面上的距离也要考虑到。对于一些异物掉落会引起严重后果的场合，灯具应尽量避免直接安装在设备正上方。

（3） 各房间的照度应大致计算，不同房间有不同的照度要求。灯具布置后应先算一下空房间的平均照度，然后算上设备安装的遮挡因素，大致可知道灯具数量、功率是否合理，满足要求。功率密度属于强制性条款，应落实在施工图中。

5、 各类插座的设计细节

（1） 插座的功能一般有以下几种：办公用插座、小型检修插座、现场调试用插座、手提应急灯充电插座、清洁工具用插座、空调插座、风机插座、热水器插座、排风扇插座等。以上各类插座可在房间内根据需要设置1~2只，不建议过多设置，实际使用率很低，除了办公用插座。根据根据插座功能及布置位置的不同，应在三相五孔、三相四孔、单相三孔、单相两孔、防潮型插座等插座类型中有针对性的选择。插座电流一般为10A或16A，注意是否满足实际使用要求。

（2） 插座的安装高度应根据现场环境和用电设备高度而定，如卫生间或水泵房之类的房间，地面有积水的可能，建议安装在1.3米的高度。轴流风机、壁挂式空调机这类有明确安装高度的设备，插座应安装在相同或接近的高度。

（3） 户内变电站或者是某些房间内的检修箱的分工应与电气一次专业落实设计接口，若分工是在建筑电气专业的，建议仍由一次专业确定位置并提出箱内配置要求。建筑电气专业在收到上述资料后，结合现场布置和电缆路径的情况可提出合理的建议。已多次遇到户内工程中检修箱电缆难以敷设的问题，今后要多加注意。

6、 建筑物防雷接地设计细节

（1） 确认分工，接地工程量至今仍未有一个绝对的划分标准。大部分工程的建筑物接地，包括户内及户外环房接地网属于土建工程量，电气一次的防雷和主接地网图纸中会说明户外环房接地网属于哪个卷册设计。主要是要确认户外环房接地网是否由建筑电气专业负责，如果是，则应与站内主接地网材料统一。另外注意不要遗漏户外环房接地网与主接地网之间的连接工程量。

（2） 另一个情况是全户内变电站，由于电气一次专业的主接地网大部分位于建筑物内，遇到这种情况就要和一次专业讨论设计分工和具体接口的问题。

（3） 避雷带的设置与否主要看建筑物是否已在变电站本期防雷保护范围内，若不在则应进行避雷带等避雷设施的设计。避雷带的材料基本有两种，一种为扁钢一种为圆钢，不管哪一种，其截面均不应小于100mm2。上海地区较偏向于使用圆钢。避雷带的网格大小及引下线的间距应符合有关规范，根据防雷等级不同，该数据也都是不同的。避雷带引下线建议采用单独的接地材料直接引至地面，并在距地面1.5米处设置引下线测试断接卡，并在外部加装保护盒。有些业主提出为了建筑物立面的美观，不准设置在墙面上时，也可将断接卡设置在地面，制作一个引下线断接测试小井。

（4） 户内接地扁钢布置，应采用网格化布置，尽量避免单点连接的情况。基本保证每个房间均有接地网通过。设备类房间尽量四周墙壁均有布置接地网，办公类房间可仅有一处接地扁钢。有些工业化功能明确的房间，可布置明敷接地体。户内设备的接地，有些是电气一次考虑的有些是建筑电气负责的，也应落实清楚。容易发生接口问题的地方主要是室内GIS、变压器、电容器、电抗器等设备。

7、 弱电系统设计细节

（1） 根据各个工程的要求不同，弱电系统一般包括：火灾 警系统、视频监控系统、门禁防范系统、SF6气体检测系统、变电站微气象系统等。

（2） 火灾 警系统的设计：首先了解最关键的主变灭火型式，大体上有泡沫灭火、雨喷淋灭火、排油注氮灭火。前两者对于火灾 警部分的设计区别不大，后者主要是由厂家提供图纸，我方进行确认，并作为厂家资料附在火灾 警图纸卷册中。

泡沫和雨喷淋的自动控制主要是由前端探测器、输入输出模块、电磁阀和联锁回路构成。变压器处的前端探测器一般是感温电缆、感温光纤、红外温度探测器。当变压器温度达到探测器的设定 警值时，探测器通过火灾 警系统总线往火灾 警主机发送 警信号，主机接受到信号时，联动声光 警装置提醒运行人员的注意。运行人员需要对火灾进行确认后，选择自动或手动按钮对电磁阀进行控制。电磁阀获得启动信号后，由24V直流电源驱动阀门操作机构，使灭火介质管路开通，进行灭火。其中泡沫灭火原理相对简单，雨喷淋灭火还要涉及到消防水泵的控制。设计时应了解消防水泵的控制原理，一般有消防水泵的变电站，还应包含火灾 警系统与消防水泵之间的内容。尤其是有室内外消火栓的变电站，一定要注意消火栓处的手动启泵按钮是属于火灾 警设计范围内的。

火灾 警系统的前端探测设备还包括感烟探测器、感温探测器、吸气式探测器、光束探测器、不可见光探测器等。其安装位置和对应的保护场合应符合规范要求。

火灾 警系统的线缆应独立穿管（钢管），在桥架中敷设时应与其他电缆做好分隔。

火灾 警主机（火灾 警控制器），原则上应设置在一层且有人值班的场所。实际上变电站有人值班的场所仅有主控室，所以我们一般将其安装在主控室内。消防验收的时候经常会提到这一点，我们可以按上述理由解释。

（3） 视频监控系统的设计：各个地区都有自己的一些习惯，上海、浙江是以安全防范为主，兼顾一些主要电气设备，江苏则是两者都要做到完善。我们现在以智能化变电站的要求来设计视频监控系统，也是需要两者都做到完善的。在预算充分的情况下，摄像机可适当多布置，基本做到无视野盲区。户外场地以高速球型摄像机为主，布置在构架上方便维护的位置。户内以中速球型摄像机为主，布置在主要出入口和重要设备房间内。对于横向布置的设备可考虑结合电动轨道的方式来安装。

视频监控设计时需要注意的是摄像机埋管最好是布2根，电源和视频/控制线分开，以减少图像干扰。

（4） 门禁防范系统的设计：主要由电磁锁、开门按钮、开门读卡器或键盘、红外周界、红外双鉴、电子围栏等设备组成。

需要注意的是电子围栏设备的接地不应与主地网连接，应做独立的接地装置。

8、 与暖通专业的配合

（1） 收到暖通资料后应仔细核对资料，风机/空调功率，电压等参数。有时候暖通疏忽也会提错资料，造成插座配错，保护电器不匹配的情况。

（2） 户内站应注意的主要是风管、冷凝水管、出风口的布置，这些都是影响建筑电气设备布置的主要因素。一定要全面了解暖通专业设备的布置，在施工图设计时将其设备作为一个图层放到图纸中，可减少设备安装位置冲突的情况。

（3） 户内站暖通专业还有一些电动防火百叶、防火阀等设备，这类设备的供电一般是由火灾 警卷册负责设计，但其电缆路径应在建筑电气卷册中落实。这一块比较容易遗漏，在设计时一定要规划好这些小设备的电缆路径。

（4） 暖通专业要求轴流风机要在门内外都能控制，除了蓄电池室外，建筑电气专业应落实该项要求。

（5） 空调机一般都配有控制面板，安装在墙壁处，一般安装在房间内照明开关的旁边，设计时不要遗漏该面板至空调机的埋管。

9、 与水工专业的配合

（1） 消防泵房、雨水泵房、泡沫小室、雨淋阀室等房间，其主体专业是水工专业，做这类房间的建筑电气时，需要有水工专业提供的资料。将其设备作为一个图层，布置灯具、配电箱、插座等设备时要避开其各种管道。并且应布置在未被管道封闭的区域内。

（2） 消防泵房主要问题是消防控制柜的定位及其埋管，消防控制柜属于水工订货设备，其基础提资一般又是二次专业提资。实际在做施工图时，经常是处于未最终定位状态。但现在消防泵房基本已经完全是一个模式了，所以可以参照相类似的功能，套用其位置，但说明中应体现有改动的可能。消防泵房主要埋管是室外至水泵控制柜的进线电缆埋管，该埋管根据变电站布置不同而有所变化，有的站用电室离消防泵房很远，而且消防泵功率巨大，这时进线电缆可能是双回路双拼电缆，在埋管时应和电气一次专业核实该电缆的规格而确定埋管根数和规格。另外，由于消防泵房的水池一部分在场地标高以上，该进线埋管为了满足弯曲半径的要求，有一部分是要从水池壁穿过的，该埋管最好能事先提资给土建专业让他们处理。如果是建筑电气专业负责，一定要在说明中明确该埋管防水防腐的要求。

（3） 从消防控制柜到各个水泵的埋管，应根据不同的水泵功率估算一下电缆规格，并根据该规格配置埋管。同样，有条件的话事先提给土建专业。需要注意的是，由于水泵电动机接线盒位置是很难事先就确定的，所以在水泵基础旁埋管出口定位时，应说明该出口位置应根据现场到货水泵而定。由于有些水泵出口处有压力变送器等设备，所以建议在控制柜至水泵基础处除了电源电缆埋管外还应预留一根较小规格的钢管用于敷设信号电缆。

（4） 水工专业的建筑内还有各种液位计等设备，有些需要信号输出，设计前与水工专业沟通并落实该部分埋管。

（5） 泡沫室、雨淋阀室配有火灾 警接线箱，其内部需接入主变两侧或三侧的跳闸闭锁电缆。有的工程是并成一根电缆接入，而有的是三根电缆接入端子排自行串接。遇到这种情况，火灾 警接线箱的进线埋管就要考虑一定的裕度，因为有时候这几根电缆是现场随便用一个规格代替的，可能线径很粗。曾经发生过3根14*1.5的电缆接入的情况，最后凿墙解决，引起返工。

10、 与通信专业的配合

（1） 通信专业一般会以建筑电气专业先布置，他们来会签为由而不事先提供资料。如果工期不紧的话，还是建议让他们提资。建筑电气专业对于电话、网络的布置有何具体要求是不甚了解的，只能做到一些基本的布置，如果有特殊要求的一般都不是很清楚。

（2） 如果通信专业没有特殊要求，建筑电气专业所涉及到的通信设备常规布置可参照以下思路：

*主要出入口附近设置壁挂式电话机

*各设备房间出入口设置壁挂式电话机

*办公室内在四周墙壁设置电话+网络插座

*会议室、资料室、站长室等设置电话+网络插座

（3） 通信专业要求每个楼层设置至少1只电话分线箱，其内部配线架对数应满足该楼层1机1号的需求。所有电话插座包括壁挂式电话机，其电话线接至本层的电话分线箱。建筑电气专业与通信专业的设计分界面在电话分线箱，分线箱、电话线、电话插座、壁挂式电话机归属于建筑电气专业。在开列分线箱时应注明配线架的对数。

（4） 网线与电话线应分管敷设，网线直接从每个网络插座敷设至通信网络机柜，该点要在图中有明确体现或说明。部分工程施工单位将网线和电话线均放至电话分线箱，造成返工。

（5） 通信专业的提资有时会要求每个网络插座旁必须有电源插座，若该条需要执行，则房间内插座的布置可根据该要求一同考虑。

11、 与电气一次、二次专业的配合

（1） 与电气一次专业之间的配合主要是各类配电箱进线电缆及其埋管的问题，在图纸设计时，明确好两个专业之间的设计分工。图纸中应将每个配电箱的负荷、计算电流、进线开关型号、进线埋管规格及位置等参数在明显的位置的表示出来，今后在站用电卷册设计和施工时可以很方便的找到这些参数，以免施工时发生找不到埋管，配错电缆等情况。

（2） 与电气二次专业之间的配合较少，主要是一些埋管问题。做图纸前事先了解房间内有哪些二次设备，哪些会有埋管的可能，二次专业是否已经提资给土建专业，若没有的话是否需要建筑电气专业配合等等。常见的问题是GPS天线埋管遗漏。

（3） 现在火灾 警和视频监控系统已由建筑电气专业负责，在做建筑电气时，相应的埋管应事先就考虑完善，具体布置要求可见以往的培训题纲。

12、 综合布线的应用

（1） 对于户内变电站，利用多规格多层次的电缆桥架/槽盒作为电缆通道是合理的并且优势巨大。如果业主方面或者运行单位对辅助系统配设桥架走线这一设想没有太大意见的前提下，在初步设计或者方案讨论时，建议建筑电气专业参与并提出综合布线的方案。

（2） 综合布线可将照明配线、空调/风机配线、防火阀配线、火灾 警配线、视频监控配线以及其他所有220V/380V以下电压等级设备的配线综合考虑，规划出数条主要路径并在有需要的地方分支，最终通过配管进入设备。

（3） 综合布线的桥架建议放设在专用的支架上，支架应具有很高的强度。一些设备（如灯具、摄像机、探测器等）甚至可以直接安装在支架上，减少配管工作量。若在某些狭窄空间无法单独布置桥架的固定支架，可以和通风管道等共用吊架。前提是和特殊管道保持一定的间距，并且桥架的安装不得影响其他设备的运行或维修，反之亦然。