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10kV及以下变电所的设计中常见问题（实战经验总结）

发布于：2025-09-26 10:18:26 来自：建筑设计/建筑资料库

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在供配电系统的精心设计过程中，10kV 及以下变电所的设计无疑是极为关键且至关重要的一个重要环节。这一环节所涵盖的内容丰富且复杂，其中负荷计算乃是基础工作。通过精确的负荷计算，方能准确把握电力需求，为后续的设备选型和系统规划提供坚实的数据支撑。例如，在一个大型工业园区的供配电设计中，细致的负荷计算确保了各个生产环节的电力供应稳定可靠。

而负荷等级的确定更是关乎系统运行的稳定性和可靠性。不同的负荷等级对应着不同的供电保障要求，这直接影响到生产生活的正常秩序。比如医院的手术室、重症监护室等重要场所，属于一级负荷，必须确保在任何情况下都能持续供电。下面将就设计中常见问题、变电所内高压电缆截面的选择、变电所设置位置要求、变电所对土建的要求、变电所设计阶段的面积、高度的初步要求等多个方面展开深入探讨。

变电所的设计中常见问题

（1）主接线不符合要求

因为有关电力的部门对有关产权的分界点的划分要求不了解，同时还不知道功率的因数低还会被处罚的相关规定，很多10kV及以下变电所的主接线的设计在不能满足计量和功率因数的补偿的相关要求的时候，却不恰当地选用了对负荷等级进行改变的做法。

（2）电源进线开关的配置的不合理

由于规范GB50053-2013《20kV及以下变电所设计规范》中没有明确电源的进线开关在什么情况下可以使用断路器或使用带熔断器的负荷开关，因此在一些变电所的工程设计中会出现全部采用真空断路器或都用负荷开关的不正常现象。

（3）平面布置不合理

在有些变电所的设计中变电所的出入口没有满足要求或者设备的通道没有满足要求。变配电的设备当采用干式的时候，就可以和主体的建筑安放在一起，而且门还要采用防火门。在建筑的长度超过了7m时，还要设置两个出入口，而且其中一个的出入口还要满足设备搬运的要求，当长度超过60m时，中间还要增加出口。

（4）低压配电屏前后通道宽度和出口数量不满足要求

这个问题主要针对GB50053-2013的规定来说，例如以固定屏而言，单排屏的屏后通道最少应该为1000mm，屏前的通道最少为1500mm；在双排面对面进行布置时屏后的通道最少为1000m，屏前的通道最少2000mm。在出口的数量方面，在配电装置的长度超过6m时，屏后的通道应该有2个出口；在低压配电装置的2个出口之间间距大于15m时，还应该增加通道出口。但是在这方面的执行不力，一是因为通道宽度不够，二是出口数量也不符合规范要求。

变电所内高压电缆截面的选择

变电所内高压电缆的截面，主要需按满足短路电流热稳定的要求确定：

式中：

S――保护导体的截面积，mm2。

I――通过导体（电缆）的预期故障电流（短路电流周期分量有效值），A；当持续时间小于0.1s时，应计入非周期分量的影响；I值可由《35～6/0.4kV 配变电系统短路电流计算实用手册》查到近似值，或经计算得出。

T――保护装置（断路器、熔断器）切断电流的时间，s；t值需由供电部门提供，当不能提供时，校验民用建筑10 kV 及以下变电所内由高压柜到变压器一段电缆时，t值可取为0.7s。

K――计算系数（不同型号的电缆，系数的大小不同，k值可见GB50054-2011《低压配电设计规范》表A.0.7，例如YJV 工作温度为90℃ 的铜缆k=143，铝缆k=94。

在变电所内，由高压开关柜到变压器的一段电缆的长度（仅为几m 或十几m，它与从区域降压站到本变电所的电缆总长度比）很短，其阻抗对短路电流大小的影响不大；此段电缆所承受的短路电流，主要取决于上级变电站内的变压器容量及其Uk 值，以及由上级变电站到本变电所的电缆的阻抗（与其长度及截面有关），在一般情况下，变电所内供各台不同容量变压器的高压电缆中的短路电流相差不大。

所以，可采用相同规格的电缆。当高压柜在本（总）变电所内，而被高压柜保护的变压器在分变电所内，且分变电所距总变电所很远，变压器容量又较小时，其短路电流有明显的减小。此时，可经过短路电流计算及电缆热稳定校验，选择较小截面的高压电缆。

变电所设置位置的要求

（1）进出线要方便，应靠近电源一侧，宜靠近建筑物外墙。

（2）设备的运输要方便。

（3）不应该设在多尘或者有腐蚀性的气体场所，即使躲不开的时候，也要设置在盛行风向的上风一侧。

（4）不应该设置在有爆炸危险的环境的正上方或者正下方或者贴临，而且不应设置在有火灾危险的环境的正上方或者正下方。与此同时还应考虑市政的进线也要远离这些危险的场所。

（5）不宜设在厕所、浴室、厨房、洗衣房等容易积水的场所的正下方，且不宜与其贴邻。
（6）不应该设在低洼以及容易积水的地方，在考虑排水的时候，还必须要防止水产生倒灌。

（7）不应该单独的设置在地下。

（8）在北京地区要求变电所的设备层下设置电缆夹层，而且层高不能低于2.0m。

（9）不应该设在建筑物地下室的最底层。在必须设在最底层时，电缆夹层的地面标高宜与相邻的其他面积较大的房间（例如：冷冻机房、汽车库等）标高相同或下沉要不超过1 m，万一有较大量的水时，也只能淹到电缆（一般不怕水），而淹不到电气设备。还应有防止洪水流入变电所的措施。

（10）公建变电所（高基）与住宅变电所（低基）应分设（北京地区规定公建用电的“计算容量” 小于100kVA 者除外）。

变电所对土建的要求

（1）当变配电室的长度大于7m时，应在两端设门，门向外开启，长度大于 60m时，宜增加一个出口。

（2）值班室应有直通室外或通向走道的门。

（3）值班室的位置应方便巡视低压开关柜（高压开关柜因操作较少，故障率低，且有信号屏可监视，巡视要求不高，至值班室的距离不要求）。

（4）有人值班的变配电所，应设值班室，宜设休息室和卫生间（内设坐便器、洗脸盆、淋雨喷头、墩布池），变电所面积有富裕时，可留维修间。

（5）需留出变压器运进、运出变电所及由室外运进建筑物的通道。

（6）变电所不应跨越建筑物的沉降缝和伸缩缝。

（7）由于室外地面会低于室内地面，室外电缆进入室内的位置较低，注意电缆引入室内时的拐弯半径（必要时，也可设一个电缆进线小间）。

（8）变电所内的电缆线槽的宽度、高度应留有裕量，拐弯处应考虑最大电缆的弯曲半径要求。

（9）其他无关的管道不应穿过变电所。

（10）当变电所在地下一层靠近外墙时，需注意的问题：

1）当变电所在地下一层靠近外墙，且变电所的部分顶板上方无建筑物时，需考虑此处变电所的顶板可能降低，注意房间的净高是否能满足安装变压器或开关柜等设备的高度要求，且需做好防水；

2）电缆进出建筑物的预埋保护管，应防止积水或雨水倒灌流入变电所，电缆敷设完毕，须做好防水封堵。

变电所设计阶段的面积、高度的初步要求

（1）变电所的面积

1）在规划及方案设计阶段，需要尽早向建筑专业提出变电所的大概位置，以及变电所相对准确的面积要求。需要提前、耐心、诚恳地向建筑专业负责人解释变电所深入负荷中心的重要性，使他们真正理解并愿意去做，在建筑物负荷中心的地下室内得到较为理想的变电所的位置是有可能的。

2）变电所需要的面积，与建筑物的柱网布置及房间的形状有关，一个两台变压器，10台高压开关柜的变电所面积，约为200～250m2。4 台变压器约需300m2。如果有柴油发电机，视发电机的大小再增加50～100m2。柴油发电机房的位置应结合变电所的位置及排风、烟道的位置设置。柴油发电机房不宜离变电所太远。

3）如果是方案或初步设计阶段，需根据土建条件的柱网情况，考虑房间的长宽。如变电所设电缆夹层，在所内需要设楼梯上到安装开关柜及变压器的设备层，还需考虑设备运输通道等因素，变电所面积需适当加大。运输通道净高不应低于2.5 m，净宽不小于2 m，有墙、柱等局部凸出部分时，通道净宽不小于1.5 m。转弯处不小于2.5m。当高压柜与低压柜面对面布置时，柱网跨距宜不小于8m（当小于7.5m时，布置会有难度）。当两排低压柜面对面布置时，柱网跨距宜不小于7m（当小于6.5m 时布置会有些难度，可能使变电所需要的面积增加）。

（2）变电所的高度

1）变电所高度需满足设备层与电缆夹层共计层高不小于6m，如果不设电缆夹层，电缆上进上出，变电所层高不宜低于5m。

2）如果不设电缆夹层，又要下进下出时，变电所的设备层需要层高4m（低压柜高2.2 m，柜顶上要0.8 m，加楼板厚度及梁高共为4m），在柜下及柜后需设电缆沟，为满足电缆拐弯半径的要求，高压电缆沟深一般为1.2m，低压电缆沟深宜为0.8m。

6、结语

随着城乡经济的快速发展，以及对电能需求的持续增长，10kV 及以下变电所的建设任务仍然比较繁重，因此10kV 及以下变电所设计工作的重要性也就更加突出了。笔者根据变电所设计的实际经验，向从事变电所设计时间不长的同行们介绍一些基本知识和经验数据，希望对提高变电所的设计速度和质量有些帮助，不妥之处望读者批评指正。

变电所

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