变电所设计规范gb50053-2013-变电所设计国标

总则部分是规范的精髓所在，它确立了变电所设计的根本原则和目标，是所有后续具体条款的出发点和落脚点。

规范开宗明义，强调了设计必须遵循的四大基本原则：安全可靠、技术先进、经济合理、节能环保。其中，“安全可靠”被置于首位，体现了电力工业“安全第一”的永恒主题。这要求设计必须充分考虑各种正常运行、检修、故障和异常运行方式，确保人身、设备和电网的安全。

在技术路线选择上，规范鼓励采用成熟的新技术、新设备、新材料和新工艺，以提升变电所的自动化水平和运行效率。
于此同时呢，设计需贯彻“资源节约、环境友好”的国策，在站址选择、总平面布置、建筑设计和设备选型中，最大限度地节约土地、水、材料等资源，减少对环境的负面影响。

灵活性也是总则强调的重点。变电所设计应兼顾近期建设与远期发展，接线方式、布置格局应为可能的扩建和技术改造预留条件，避免设计短视导致在以后改造成本巨大或困难。易搜职考网在帮助学员构建设计思维时，特别强调对总则的深刻领悟，因为这是驾驭后续所有具体技术条款的“钥匙”。

站址选择与总布置是变电所设计的基石，直接影响到建设投资、运行安全、维护便利和在以后发展。

• 站址选择：规范对站址提出了综合性的要求。必须满足电网规划的整体布局，靠近负荷中心，以减小线路损耗，提高供电经济性。需充分考虑水文、地质、地形地貌等自然条件，避开地质灾害易发区、环境污染严重区和重要军事、文化遗产保护区。交通运输便利、水源可靠、排水顺畅也是重要考量因素。
  除了这些以外呢，与周边环境的协调日益受到重视，包括减少噪声、电磁环境对居民区的影响。
• 总平面布置：总平面布置应以工艺流程合理为根本，做到功能分区明确、紧凑集约、交通顺畅、检修方便。主要遵循以下原则：
  • 功能分区： 通常分为配电装置区（高压、低压）、主变压器区、控制及辅助建筑区等，各区之间应有明确的界限或通道隔离。
  • 防火间距： 严格执行规范中关于建筑物、构筑物与设备之间，特别是油浸变压器等火灾危险性较大设备与其它设施之间的最小防火间距规定，这是保障消防安全生命线。
  • 运输与检修： 必须规划好主变压器等大型设备的运输通道和吊装、检修场地，通道应保持畅通无阻。
  • 绿化与环保： 在场地内进行合理绿化，可以美化环境、减少扬尘和噪声扩散，体现了现代工业建筑的环保意识。

电气部分是变电所设计的核心，涵盖了从电能输入到分配输出的全过程。

• 主接线：电气主接线是变电所的“骨架”，其形式决定了变电所的可靠性、灵活性和经济性。规范提供了多种适用于35kV及以下电压等级的接线模式，如单母线、单母线分段、变压器-线路组接线等。设计选择时，需根据变电所在电网中的地位、负荷性质、进出线回路数、设备特点及运行灵活性要求进行综合技术经济比较。对于重要用户，通常要求更高的可靠性，可能采用分段单母线甚至更复杂的接线。
• 短路电流计算与设备选择：准确计算系统在各种运行方式下的短路电流，是选择电气设备（如断路器、隔离开关、母线、互感器等）的根本依据。所选设备必须满足额定电压、额定电流、额定开断电流、动热稳定电流等参数的校验。规范对此有严格的规定，以确保设备在故障情况下能够安全地承受和开断电流。
• 绝缘配合与过电压保护：为保障设备绝缘免受系统中各种过电压（如雷电过电压、操作过电压）的损害，必须进行科学的绝缘配合设计。这包括正确选择和配置避雷器、设置合适的空气间隙和绝缘距离等。规范的细化规定是设计防雷接地系统的重要指南。
• 站用电及操作电源：站用电系统负责供给变电所内照明、检修、通风及二次系统的用电，其可靠性直接影响变电所的正常运行。规范要求站用电接线应简单可靠，并配备可靠的备用电源。操作电源（通常为直流电源）更是变电站的“心脏”，为控制、保护、信号及断路器分合闸提供动力，必须具备极高的可靠性和足够的容量，一般采用蓄电池组作为备用。

土建与防火设计为电气设备安全运行提供物理空间和环境保障。

• 建筑设计：主控制室、配电装置室、电容器室等建筑物的设计，需满足工艺要求，并兼顾采光、通风、采暖、防潮、防水、防小动物等运行维护需求。层高、开间、门窗尺寸需考虑设备安装、巡视和检修的便利。规范对不同房间的耐火等级、室内装修材料（特别是防火材料）也有明确要求。
• 结构设计：建筑物和构筑物（如构支架、设备基础）的结构必须安全可靠，能承受设备荷载、风荷载、雪荷载、地震作用以及短路电流产生的电动力。规范对主要建（构）筑物的结构安全等级、设计使用年限和抗震设防标准作出了规定。
• 防火设计：防火是变电所设计的重中之重。规范依据建筑物内设备的火灾危险性类别、体积和重要性，划分了防火分区，并规定了相应的耐火极限、疏散通道、出口数量及距离。重点包括：
  • 油浸变压器室的防火措施，如设置贮油坑或挡油设施、事故排油系统，以及通向室外的疏散门要求。
  • 电缆沟、电缆夹层的防火封堵和隔离。
  • 消防给水系统、灭火器配置及火灾自动报警系统的设置要求。对于无人值守变电站，火灾自动报警系统的信号需可靠上传至监控中心。

GB50053-2013显著加强了对节能环保的要求，体现了可持续发展的时代精神。

• 节能设计：
  • 设备选型： 优先选用技术先进、损耗低、效率高的电气设备，例如选择S13及以上能效等级的配电变压器，其空载损耗和负载损耗显著降低。
  • 运行方式优化： 通过合理的无功补偿配置（如分组自动投切的并联电容器），提高功率因数，减少线路无功输送带来的损耗。
  • 建筑节能： 控制室、配电室等建筑围护结构采用保温隔热材料，合理设计门窗，采用节能型照明灯具和控制系统（如声光控、分区控制），降低站用能耗。
• 环境保护：
  • 电磁环境影响控制： 通过优化布置、设置屏蔽、控制设备工频电场和磁场强度在标准限值内。
  • 噪声防治： 选择低噪声变压器，必要时加装减振基础和隔声屏障；将主要噪声源布置在远离敏感区域的一侧。
  • 废水、废油处理： 设置事故油池，收集变压器等设备事故或检修时排出的绝缘油，防止污染土壤和水体。生活污水需经处理达标后排放。
  • 景观融合： 在城市或景观要求高的地区，变电所建筑外观可采用与周围环境协调的设计，甚至建设地下或半地下变电站。

虽然GB50053-2013制定时智能化概念尚未像今天这样普及，但其鼓励技术先进的原则为智能化发展预留了空间，且其关于监控、测量、信号等二次系统的规定是智能化的基础。

• 基础自动化系统：规范要求的测量仪表、预告和事故信号系统、必要的安全自动装置，构成了变电所自动化的雏形。现代设计中，这些功能已高度集成于计算机监控系统（SCADA）。
• 无人值守设计要点：向无人值守方向发展是现代变电所，特别是配电网变电所的明确趋势。基于规范的安全可靠性原则，无人值守设计需格外强化：
  • 高度的自动化水平： 实现全站设备的遥控、遥测、遥信、遥调，以及自动电压无功控制（AVC）等功能。
  • 完善的视频安防与火灾报警系统： 这些系统的信号需与SCADA系统联动或统一上传至监控中心，实现对站内环境、安全状况和火情的远程实时监视。
  • 增强的设备状态监测： 在条件允许时，可在线监测变压器油温、绕组温度、局部放电，开关设备机械特性等，为状态检修提供依据。
  • 设计冗余与自诊断功能： 关键通信通道、电源、控制单元应考虑冗余配置。系统具备自诊断和远程维护功能。