旧楼改造中的配电系统改造

云 南 省 设 计 院 建 院 60 周 年 专 栏 Reconstruction of Power Distribution System in Old Buildings 何 琦 （云南省设计院， 昆明市 650032） He Qi （Yunnan Design Institute， Kunming 650032， China） 旧楼改造中的配电系统改造 摘 要 介绍云南省烟草大厦旧楼配电系统改 造， 比较新老两代产品， 加深读者对旧楼配电系统改 造项目的认识。 关键词 旧楼改造 变配电所 配电系统 解决 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 1 市场分析及项目背景 1． 1 市场分析 随着社会经济的发展， 企业对办公楼的办公环境 和办公条件有了更高要求， 加上气候的变迁、 城市发 展、 无纸化办公的需求， 在改革开放初期建设的很多 办公楼都有了旧楼改造的需求。 以昆明为例， 新建办公楼基本都配置了空调系 统， 更多的计算机负荷， 更加华丽的公共区域照明； 弱电方面， 配置更高要求的网络环境， 设置能源管理 系统， 设置无线路由接入、 企业专网， 以及更高要求 的安防系统。 有的高档办公楼还设置了智能楼宇 BAS 系统。 本文针对上世纪 90 年代初建成的云南省烟草公 司烟草大厦旧楼改造项目， 提出电气改造设计中可能 遇到的技术问题。 1． 2 项目背景 云南省烟草大厦于 1995 年建成投入使用。 配电 系统为 10 kV 双回路供电， 接线方式为单母线分段， 高压断路器采用六氟化硫断路器， 设继电保护。 设备 处于上世纪 90年代中期的技术水平， 现已明显落后。 经过十多年的连续运行， 很多元件都已出现不同程度 的老化和损坏。 由于很多设备和元件现已不再生产， 给设备维护和补充带来很大的困难， 导致很多元件损 坏后无法进行更换， 加之继电保护装置常年缺乏调试 整定， 经常发生误动作， 致使供电可靠性严重降低， 停电事故时有发生。 由于设备投运时间较长， 原始技 术资料年久丢失， 也给故障排查和修复工作带来很大 困难。 烟草大厦为云南省烟草公司办公所在地， 属于 云南烟草的枢纽性重要建筑， 对供电可靠性有很高的 要求。 为保证 安全生产 安全生产管理档案一煤矿调度员先进事迹安全生产副经理安全生产责任最近电力安全生产事故安全生产费用投入台账 和可靠供电， 急需对原室内供 电设备进行更新和改造。 2 旧楼现状及改造方案 2． 1 旧楼现状 经我院技术人员现场踏勘， 较全面地了解了烟 草大厦变配电所供配电设备配置和目前运行状态。 烟草大厦变配电所， 变压器室设置 1 250 kVA 干 式变压器 2台， 目前正常运行； 中压配电室设置中压 开关柜 12台， 环网柜 6台， 为 1995年生产的 KYH1型 产品， 中压断路器采用六氟化硫断路器。 两回 10 kV 电源分别引自文化宫配电站和拓东路西段 2#开闭所， 两回 10 kV电源一用一备。 目前部分六氟化硫断路器 已出现不同程度的老化现象， 高压保护采用继电保护 装置， 技术已明显落后且常年缺乏调试整定， 经常发 作者信息 何 琦， 男， 云南省设计院， 助理 工程 路基工程安全技术交底工程项目施工成本控制工程量增项单年度零星工程技术标正投影法基本原理 师。 Abstract This paper introduces the reconstruction of power distribution system of old buildings in Yunnan Tobacco Building， and makes comparison of the old and new power distribution systems， which deepens the reader's understanding of the reconstruction project of power distribution system in old buildings. Key words Reconstruction of old building Transformer and distribution substation Distribution system Solution 旧楼改造中的配电系统改造 （何琦） 699 55 誖 BUILDING ELECTRICITY2 011 年 第11 期 Nov. 2011 Vol. 30 No. 11 生误动作。 低压配电室设置抽屉式低压开关柜 47台， 为 1995年生产的 GCD1型产品。 目前很多空气断路器 已经损坏， 由于购买不到原型号的断路器， 只有将备 用回路的断路器作为临时代替品使用， 导致配电系统 回路混乱、 系统性差、 备用供电能力基本丧失。 据使用单位反馈的情况， 2004年 2 月至 2010 年 5月， 累计发生不同程度的故障跳闸事故 63次。 2． 2 改造方案 2 ． 2 ． 1 10 kV配电系统 拆除原有 10 kV 开关柜， 更换为目前国内技术领 先的某合资品牌中置式 10 kV 开关柜， 采用高性能真 空断路器。 淘汰原有继电保护装置， 新增 10 kV 微机 综合保护装置。 考虑 2 台 1 250 kVA 干式变压器已使 用 15年， 经专家论证会论证， 予以更换。 2 ． 2 ． 2 0. 4 kV配电系统 拆除原有 0. 4 kV 低压开关柜， 更换为目前国内 技术领先的合资品牌、 国内生产的低压开关柜， 采用 具备数据远传功能的高性能空气断路器。 并配置微机 监控单元， 与 10 kV 微机综合保护装置组成变配电站 综合自动化系统。 同时， 根据本建筑历次改造的情 况， 对低压配电系统出线回路进行相应调整。 所有消 防负荷均由两台不同变压器低压母线段分别配出回路 至设备末端进行双电源切换。 调整低压柜布置， 使之 满足国家相关规范及供电部门要求。 2 ． 2 ． 3 配套改造工程 拆除中低压配电室原有地板， 根据更新后的设备 布置和设备尺寸架设抗静电地板； 拆除高低压配电室 原有吊顶， 根据更新后的设备布置重新安装吊顶和照 明灯具， 完善中低压配电室照明配电系统； 完善中低 压配电室火灾自动报警系统。 为设备正常运行和人员 检修维护创造良好的工作环境。 虽然电力线缆使用多 年， 绝缘层已老化， 但经云南省质监局电缆测试中心 对载流量和绝缘电阻等指标进行测试， 结果显示电缆 尚能正常使用， 由于本次改造为变配电所配电系统专 项改造， 且电缆如果不进行牵拉拖拽， 也不会破坏老化 的绝缘层， 经专家论证， 电力电缆本次不做改造。 3 产品比较及解决方案 3． 1 真空断路器和六氟化硫断路器对比 真空断路器是由绝缘强度很高的真空作为灭弧介 质的断路器， 其触头是在密封的真空腔内分、 合电 路， 触头切断电流时， 仅有金属蒸气形成的电弧， 因 为金属蒸气的扩散及再复合过程非常迅速， 从而能快 速灭弧， 恢复真空度， 经受多次分、 合闸而不降低开 断能力。 真空断路器具有以下主要优点： a. 熄弧能力强， 燃弧时间短， 全分断时间也短。 b. 触头开距小， 机械寿命较长。 c. 体积小、 重量轻， 维护工作量小， 真空灭弧 室与触头不需要检修。 d. 没有易燃、 易爆介质， 无爆炸和火灾危险。 六氟化硫断路器是利用高纯度的 SF6气体为绝缘 介质和灭弧介质的开关设备， 电气性能受电场均匀程 度及水分等杂质影响特别大， 故对 SF6断路器密封结 构、 元件结构及 SF6气体本身质量的要求相当严格。 使用环境要求较高， 对于普通用户而言保养维护相对 困难。 因此中压系统中大都采用真空断路器， 而高压 110 kV以上大都采用六氟化硫断路器。 3． 2 继电保护装置和微机综合保护装置对比 继电保护装置是装设在每一个主要电气设备上， 用来反映它们发生的故障或异常运行状态， 并作用于 断路器跳闸或发出报警信号的一种反映事故的自动装 置。 继电保护的正确动作必须有两方面的保证： 继电 保护整定值计算准确及现场整定正确。 由于专业分工 不同， 保护定值的计算及整定通常由不同的人员在不 同的地点进行， 由于种种主、 客观方面的原因， 保护 整定值与现场实际不相符， 导致配电系统中存在安全 隐患， 甚至引起配电系统事故。 微机综合保护装置是集测量、 控制、 保护、 通讯 于一体的一种经济型保护； 针对配网终端中压配电室 量身定做， 以三段式无方向电流保护为核心， 配备电 网参数的监视及采集功能， 可省掉传统的电流表、 电 压表、 功率表、 频率表、 电度表等， 并可通过通讯端 口将测量数据及保护信息远传上位机， 方便实现配网 自动化。 相比于传统的继电保护装置， 微机综合保护 具有以下主要优点： a. 可靠性高。 微机保护单元可以完成多种保护 与监测功能， 可代替多种保护继电器和测量仪表， 简 化了开关柜与控制屏的接线， 从而减少了相关设备的 故障环节， 提高了供电的可靠性。 微机保护单元采用 高集成度的芯片， 软件有自动检测与自动纠错功能， 700 56 云 南 省 设 计 院 建 院 60 周 年 专 栏 也提高了保护装置的可靠性。 b. 精度高， 速度快， 功能多。 测量部分的数字 化大大提高了其精度。 CPU 速度提高可以使各种事 件以 ms 来计时， 软件功能的提高可以通过各种复杂 的算法完成多种保护功能。 c. 灵活性大。 通过软件可以很方便地改变保护 与控制特性， 利用逻辑判断实现各种互锁， 可构成不 同类型的保护。 d. 维护调试方便。 硬件种类少， 外部接线简 单， 大大减少了维护工作量， 保护装置的调试与整定 利用输入按键或上位机下传来进行， 调试简单方便。 e. 经济性好。 由于微机保护的多功能性， 使变 配电站测量、 控制与保护部分的综合造价降低。 高可 靠性与高速度， 可以减少停电时间， 节省人力， 提高 了经济效益。 f. 环保节能。 10 kV 断路器的更换， 大大降低 了环境污染。 利用微机综合保护系统可以方便地构 建能源管理系统 ， 优化能源使用管理 ， 降低能源 消耗。 中压采用微机综合保护， 低压采用微机监控 ， 再采用通信电缆将其与主控计算机联网之后就可以 组成一个现代化变配电站管理系统 ——— 变配电站综 合自动化系统。 变配电站综合自动化系统的主控计 算机通过通信电缆与安装在现场的所有微机保护与 监控单元进行信息交换。 主控计算机可以向下发送 遥控命令与有关参数修改， 随时接收微机保护与监 控单元上传的运行与事故信息， 并对信息进行处理、 存储。 通过记录打印与画面显示， 可以对系统的运 行情况进行分析； 通过遥信可以随时发现并处理事 故， 减少事故停电时间； 通过遥控可以合理调配负 荷， 实现优化运行， 从而为实现现代化管理提供了 必须的条件。 低压配电系统中， 原有的低压断路器不具备数据 远传功能， 不能与变配电站综合自动化系统联网。 如 新购断路器装入原有柜体， 又存在新购断路器安装尺 寸、 安装固定件与原有柜体不匹配的问题， 必须对原 有柜体进行大量的现场改造工作， 这样就带来了配电 设备整体性较差、 改造后开关柜的质量责任不明晰等 问题， 由于断路器价值占开关柜价值的绝大部分， 因 此只更换断路器方案与全套更换开关柜方案相比， 后 者的性价比要明显优于前者。 目前， 10 kV 变配电系统中， 由中压真空断路 器、 低压数字化空气断路器和微机综合保护装置构成 的现代化变配电站管理系统已成为发展的趋势。 结合 本项目实际情况， 更换六氟化硫断路器和重新维修调 试继电保护装置已无实际价值， 更换中、 低压开关柜 以及其内的中、 低压断路器并增设微机综合保护装置 才是根治本建筑供电故障的有效方法。 3． 3 VV型电力电缆及 YJV型电力电缆 VV 型电缆导体最高运行温度为 70 ℃， 短路时 （持续时间小于 5 s） 最高温度不超过 160°。 YJV 型电缆导体最高运行温度为 90 ℃， 短路时 （持续时间小于 5 s） 最高温度不超过 250℃。 从技术经济指标看， YJV 型电缆比 VV 型电缆的 各项参数都要高。 在民用建筑中推荐使用 YJV 型电 缆， 其载流量比 VV 型电缆大， 更为重要的是火灾 时， 由于 YJV 型电缆的绝缘 材料 关于××同志的政审材料调查表环保先进个人材料国家普通话测试材料农民专业合作社注销四查四问剖析材料 不含氯， 燃烧时不 会产生有毒气体。 4 经济指标 该改造工程建设总投资为 746. 52 万元， 其中： ①建筑工程费为 27. 26万元， 占总投资比率 3. 65 %； ②设备及工 （器） 具购置费为 430. 5万元， 占总投资比 率 57. 67 %； ③安装工程费为 116. 45万元， 占总投资 比率 15. 60 %； ④工程建设其他费用为 104. 44 万元 ， 占总投资比率 14. 00 %； ⑤基本预备费为 67. 87万元， 占总投资比率 9. 09 %。 5 结语 旧楼改造工程必然涉及新老规范差异所带来的 配电系统改造， 如果是全楼整体实施还涉及消防规 范调整所带来的局部改造。 所以在论证阶段， 设计 人员需要详细阅读规范并吃透老图纸， 进行改造设 计。 实际施工中， 电气通路和管井改造在实施时比 较困难， 需要权衡经济性和必要性。 旧楼改造项目 必然涉及到更换老产品选用新产品， 需要结合经济 性比较， 与业主方充分沟通， 按照国家现行相关规范 进行改造设计。 2011 - 07 - 18 来稿 2011 - 10 - 26 修回 旧楼改造中的配电系统改造 （何琦） 701 57