变电站动力照明设计浅述

在变电站的设计中, 设计单位常常对动力照明专业的重视程度不够, 造成该部分卷册的设计水平普遍较低, 有的设计经济性较差, 造成浪费且施工不便;有的设计与规程规范的出入较大, 甚至影响变电站的安全运行。本文根据作者设计经验出发, 介绍变电站的动力照明设计的一般原则, 以供借鉴和参考。

1 照明种类与负荷等级

变电站照明分正常照明和应急照明, 应急照明包括备用照明和疏散照明。主控制室、通信室、配电装置室 (包括0.4kV低压室、10kV~500kV配电装置室) 、蓄电池室、消防控制室、水泵房和建筑疏散通道应设置应急照明。

变电站消防水泵、主变水喷雾电磁阀、排烟风机、火灾探测报警与灭火系统、火灾应急照明应按二级负荷供电, 其余负荷等级为三级。

2 照明标准值

如表1所示。

备用应急照明的照度值按正常照明照度值的10%~15%选取。

疏散应急照明的照度值不应低于0.51x。

3 供配电系统

3.1 照明供电网络

变电站正常照明宜采用照明与动力共用变压器供电方式, 站用变压器宜采用D, yn11接线。

正常照明网络电压应为380V/220V。

备用应急照明采用专用回路, 推荐采用直流逆变方式供电。

火灾自动报警系统, 应设有主电源和直流备用电源, 主电源应采用消防专用电源, 直流备用电源可采用火灾报警控制器自带的蓄电池或从站用直流馈线屏引接。

消防控制室、消防水泵、消防电梯、防烟及排烟风机等应由两路电源供电, 并在最末一级配电箱处设置自动切换装置。

3.2 照明供电线路

正常照明主干线路采用三相四线制。

应急照明主干线路:当经交直流切换装置供电的应采用两线制;当由保安电源供电的应急交流线路, 应采用三相四线制。交直流逆变切换装置宜安装在站用低压配电屏内或专用事故照明配电箱内, 其额定容量应与应急照明供电负荷相适应。

照明主干线路上连接的照明配电箱数量不宜超过5个。

室内照明线路, 每一个单相分支回路的工作电流不宜超过15A。

对高强气体放电灯的照明回路, 每一单相分支回路的工作电流不宜超过30A。

应急照明网络中, 不应装设与其无关的插座或灯具, 分支回路宜独立设置, 以便于运行维护。

配电箱插座回路宜与灯回路分开, 每插座回路设漏电保护装置。站用检修电源箱宜在进线侧装设漏电保护装置。

正常照明分支回路中性线上, 不应装设熔断器和开关设备。

3.3 导线选择

照明线路导线截面应按线路计算电流进行选择, 按允许电压损失、机械强度允许的最小导线截面进行校验, 并应与供电回路保护设备相互配合。

导线和电缆的允许载流量, 不应小于回路上熔丝的额定电流或自动空气开关脱扣器的整定电流。

配电干线和分支线, 应采用铜芯绝缘电线或电缆, 分支线截面不应小于2.5mm2。

消防设备供电干线及分支干线应采用有机绝缘耐火类电缆。

中性线 (N线) 截面按下列条件选择:

单相及两相线路中, 中性线截面应与相线截面相同。

三相四线电路中, 相导线截面不大于16mm2 (铜) 时, 中性线截面应与相线截面相同。

保护线 (PE线) 截面按下表选择。照明分支回路中的保护地线 (PE线) 截面的选择, 应与中性线截面相同。如表2所示。

由专门支路供电的插座回路, 插座数量不宜超过15个~20个。

3.4 照明网络接地

变电站照明网络的接地类型, 宜采用TN—C—S系统。即照明配电箱的电源线中, 其中性线 (N线) 和保护地线 (PE线) 合并, 而照明配电箱以后分支线的中性线 (N线) 和保护地线 (PE线) 分开。

照明网络的工作中性线 (N线) 必须有两端接地。照明配电箱或配电屏 (包括专用屏) 的工作中性线 (N线) 母线, 应就近接入接地网。各配电箱和配电屏旁应预留接地扁钢, 接地扁钢就近与接地装置可靠相连, 建筑物内做总等电位 (MEB) 联结, 总等电位连接一般设在电源及弱电的入户处, 卫生间等设局部等电位联结 (LEB) , 各进出建筑物的金属管道就近与结构钢筋焊接作等电位联结。

4 配电箱、灯具及其附属装置选择与布置

4.1 配电箱选择与布置

照明配电箱的操作与保护电器, 采用空气断路器。

照明配电箱的布置, 应靠近负荷中心, 应便于进线电缆的敷设, 且应便于操作维护。

电缆层和电缆井内的配电箱宜挂墙明设, 其它箱盒宜嵌墙暗装, 安装高度宜为箱底距地面1.5m, 等电位联结箱距地0.3m暗装。

照明配电箱应留有适当的备用出线回路。

主变检修电源箱内宜考虑变压器滤油装置的供电回路。

无人值班变电站的室外照明配电箱宜布置在警传室。

4.2 灯具选择

照明光源应采用光效高、寿命长的光源, 如细管径直管荧光灯、紧凑型荧光灯和金属卤化物灯、高压钠灯。采用荧光灯时, 宜采用一般显色指数 (Ra) 大于80的三基色荧光灯 (T5) 。技术经济合理时优先选用节能灯具。

高度较低的房间, 宜采用细管径直管荧光灯、紧凑型荧光灯、小功率金属卤化物灯或节能灯;高度较高的房间 (如主变室、GIS室) , 宜采用金属卤化物灯或高压钠灯, 亦可采用大功率细管径荧光灯。

主控制室和通信室宜采用荧光灯或节能灯。

备用应急照明, 宜采用荧光灯或节能灯。

疏散应急照明采用自带蓄电池的应急灯具, 应急灯的连续放电时间按2小时计算。疏散应急照明灯具和消防疏散指示标志灯具应配玻璃或不燃烧材料制作的保护罩。

蓄电池室照明灯具采用防爆型。

水泵房采用防潮灯具或带防水灯头的开启式灯具。

道路、屋外配电装置宜采用高压钠灯, 也可采用金属卤化物灯。

室外照明灯具及控制开关应为防水型, 防护等级不低于IP65。

应优先采用开启式灯具, 并应少采用装有格栅、保护罩等附件的灯具。应采用耗能少、性能稳定的镇流器。

气体放电灯应装设补偿电容器, 补偿电容器因数不应低于0.9。

道路照明宜分组布置, 宜采用节能控制方式。

4.3 灯具的布置

4.3.1 室内灯具布置

灯具布置既要考虑照明质量、布置美观, 亦需兼顾灯具维护的方便。

主控制室和通信室宜采用嵌入式 (有吊顶时) 或吊杆式 (无吊顶时) 荧光灯光带, 安装高度宜为3.0m~3.5m。

荧光灯壁装时安装高度宜为2.2m~3.0m。

金属卤化物灯、高压钠灯的安装高度宜为4.0m~6.0m。

备用照明灯具宜设置在墙面或顶棚上。安全出口标志灯具宜设置在安全出口的顶部, 底边距地不宜低于2.0m。疏散走道的疏散指示标志灯具, 宜设置在走道及转角处距地面1.0m以下墙面上、柱上或地面上, 且间距不应大于20m。

4.3.2 室外灯具布置

屋外配电装置照明一般采用分散布置方式。即采用灯柱方式或安装于地面的泛光照明方式, 也可采用安装于屋顶的投光照明方式, 灯具与带电设备必须有足够的安全距离, 并应考虑安全检修条件。

站区道路照明灯具布置应与总布置相协调, 宜采用单列布置, 站前区入站干道也可采用双列布置。灯杆距离宜为2 0 m~30m, 交叉路口或岔道口应有照明。进站大门处设局部照明。

布置照明灯杆时, 应避开上下水道、管沟等地下设施, 并与消防栓保持2m距离。灯杆高度宜取1.2m~1.5m, 灯杆 (柱) 距路边的距离宜为1m~1.5m。

4.4 照明开关、插座的选择和安装

各级电源开关的额定电流选择应有合理的级差配合。

蓄电池室内不宜装设开关及插座;当需要装设时, 应选用防爆型开关及插座。

面积较大的房间视情况可设置双控照明开关。

电源转换开关应采用切断相导体和中性导体的开关。

照明开关宜安装在便于操作的出入口, 或经常有人工作的地方。

照明开关的安装高度宜为1.3m。

办公室、控制室和一般室内插座, 宜布置在靠近窗口和门口附近的墙上, 每间不得少于两只, 宜采用暗装, 其高度可为0.3m或1.3m。

5 照明线路的敷设和控制

变电站的照明分支线路, 宜采用铜芯绝缘导线穿管或线槽明敷。

在有爆炸危险或可能受到机械损伤的场所, 照明线路应采用铜芯绝缘导线穿钢管明敷。

潮湿的场所以及有酸、碱、盐腐蚀的场所, 照明管线应采用阻燃塑料管敷设。

露天场所的照明线路, 宜采用铜芯绝缘导线穿镀锌钢管或采用铠装护套电缆敷设。

照明线路穿管敷设时, 导线 (包括绝缘层) 截面积的总和不应超过管子内截面积的40%, 或管子内径不小于导线束直径的1.4~1.5倍。

管内敷设多组照明导线时, 导线的总数不应超过6根。在有爆炸危险的场所, 管内敷设的导线根数不应超过4根。

不同电压等级和不同照明种类的导线, 不应共管敷设。

屋外配电装置和母线桥下面, 不应有照明架空线路穿过。非有效绝缘导体的上方不应敷设照明线路。

消防配线采用阻燃耐火型 (NH) 电线电缆。明敷的消防配线应穿金属保护管 (SC) 或封闭式金属线槽 (MR) 保护, 并采取防火保护措施, 当敷设在电缆井或电缆沟内时可不采取防火保护措施;暗敷配线应采用阻燃硬塑料管 (PC) 敷设在不燃烧体结构内, 且保护厚度不应小于30mm。消防配线宜与其它配电线路分开敷设, 当敷设在同宜电缆井、沟时, 宜分别布置在井、沟的两侧。

6 自动装置与消防联动

无人值班变电站的主变室、电抗器室、电容器室、站用变室、接地装置室的排风机宜装设按温度启动的自动控制装置, 蓄电池室、水泵房宜装设按时间启动的自动控制装置。GIS室宜装设按SF6浓度启动的自动控制装置。

消防防烟及排烟风机应根据消防信号实现联动控制。

变电站火灾确认后, 应在消防控制室自动切除相关区域的非消防电源。

对于装有电梯的变电站, 火灾确认后, 应根据火情强制电梯停于首层。并切断客梯电源。

7 四极开关的选用

四极开关一般用在以下几种情形: (1) 电源转换回路; (2) TT系统的电源进线开关; (3) IT系统中当有中性导体时; (4) 漏电保护回路, 当N线可能带电时。T N-C系统严禁断开PEN线。变电站配电系统采用T N-C-S系统, 对于双电源切换回路和漏电保护回路选用四极开关, 其它回路选用三极开关即可。在配电箱进线开关的电源侧应将P E N线分开为PE线和N线。

摘要：本文根据作者的设计经验, 介绍变电站动力照明设计的一般原则, 主要包括正常照明和应急照明的设置、照度标准、供配电系统及导线选择、配电箱及开关灯具的选择和布置、管线敷设、自动控制等内容, 以供借鉴和参考。

关键词：照明种类,照度,供配电系统,灯具,开关,线路