城市轨道交通供电系统课程设计
专业：电气工程及其自动化
班级：电气092
姓名：石玥
学号： 200909110
指导教师：高锋阳
兰州交通大学自动化与电气工程学院
2012 年 7月 20日
1 设计原始资料
1.1 原始题目
设计一个地铁车站牵引降压混合变电所典型平面布置图，要求标出各净距尺寸，并进行分析。

1.2 要完成的内容
变电所的设备布置是指根据变电所设备的房间规划、设备距墙体、设备间距的要求，以及维护通道、操作通道、运输通道的要求等，对各种设备进行合理排列与布置。

牵引降压混合变电所，其设备有些是工业与民用变电所同样具有的，有些则是城市轨道交通工程所特有的，例如，牵引变压器、整流器、直流开关柜、负极柜、排流柜、钢轨电位限制装置。

这些特有设备在变电所的设备布置中，既遵循工业与民用变电所设计规范要求，又要符合城市轨道交通相关设计规范要求。

牵引混合降压变电所一般设有牵引变压器室，中压及直流开关柜室、低压室、控制室、工具材料室。

本设计将结合城市轨道交通特有设备的布置特点，对牵引降压混合变电所设备布置进行设计，并进一步分析研究。

2设计方案
根据《35～110kV变电所设计规范》（GB 50059-92）中第2.0.2条：变电所的总平面布置应紧凑合理；第2.0.3条：电所宜设置不低于2.2m高的实体围墙，城网变电所、工业企业变电所围墙的高度及形式，应与周围环境相协调的相关规定，本设计在符合最小尺寸的基础上对牵引降压混合变电所的具体平面布置和净距尺寸做出合理设计规划，具体设计方案如下文所述。

2.1 牵引变压器室布置
GB 50059-92相关规程第3.0.2条规定：“装有两台及以上主变压器的变电所中，当断开一台时，其余主变压器的容量应能保证用户一级和二级负荷，但此时应计入变压器的过负荷能力。

根据规程需要设置两个牵引变压器室，牵引变压器室在面向轨道的某一侧设置运输门，运输门的宽度依据变压器窄面或者宽面推进方式的不同而确定。

为了对牵引变压器进行巡视，从开关柜室通往牵引变压器室设有巡视门。

为了防止有人进入牵引变电器室
接触带电体，在巡视门和牵引变电器室之间设有防护围栏。

对于35kV牵引降压混合变电所，为了控制牵引变压器的体积，便于运输，牵引变压器是不带外壳的，牵引变压器距四周墙壁的距离一方面要满足设计规范的要求，另一方面要满足电缆接线的要求。

2.2.中压、直流开关柜室布置
中压、直流开关柜室布置的主要设备有：35kV中压开关柜、直流开关柜、排流柜、钢轨电位限制装置、整流器、负极柜。

中压开关柜一般为气体绝缘开关柜，为固定式的开关柜。

中压开关柜单独排列成一列，直流开关柜排列成一列，负极柜和整流器并排布置。

排流柜一般采用绝缘安装，可和整流器并排布置，钢轨电位限制装置一般不采用绝缘安装，单独布置。

中压、直流开关柜室内的设备布置时，既要满足设计规范中关于操作通道和维修通道的要求，还要考虑设备运输通道、电缆敷设通道的要求。

2.3 低压开关柜室布置
低压柜配电变压器布置在同一个房间，同一段母线的配电变压器和低压柜可并排布置，两台配电变压器面对面布置。

2.4 控制室布置
具体规程：
(1)控制室应位于运行方便、电缆较短、朝向良好和便于观察屋外主要设备的地。

(2)控制屏(台)的排列布置，宜与配电装置的间隔排列次序相对应。

(3)控制室的建筑，应按变电所的规划容量在第一期工程中一次建成。

(4)无人值班变电所的控制室，应适当简化，面积应适当减小。

本条对控制室的位置提出了基本要求。

控制室是整个变电所的控制中心，是运行值班人员工作的场所，又是全所电缆汇集的中心，因而控制室应位于便于运行维护、操作巡视和使用电缆最短的地方，并应布置在朝阳的房间，以获得良好的采光和适宜的温度。

设计方案：控制室应布置在靠近车站中心一侧，控制室内有两个门，一个门直接与车站用房走廊相连接，另一个门通向低压室或中压直流室。

控制室内的主要设备有交流屏、直流屏、控制信号屏。

由于控制室设备较少，一般采用一字型单排布置。

2.5 工具材料室布置
根据DL/T5056 1996第3.3.2条规定：材料备品库检修间汽车库等可组成联合建筑布置在所前也可利用所内空地因地制宜单独布置。

本条规定说明材料备品库检修间汽车库等建筑其使用功能相近相互联系较多若将这些建筑进行联合布置不仅有利于使用和管理且可节约用地同时还由于联合后建筑体量的增大相应可以获得较好的建筑效果。

综上所述，设计工具室与材料室宜贴邻布置，面积一般各为10m2。

3 变电所的具体布置与相关净距尺寸
本设计以《城市轨道交通供电系统设计原理与应用》第364页中地下岛式车站牵引降压混合变电所为基础，根据书中规定的相关推荐尺寸和最小尺寸要求，对本变电所进行净距尺寸的设计，具体内容如下。

3.1 牵引变压器室设备布置相关净距尺寸
栅状遮拦尺寸：（1）高度不小于1200mm；
（2）最低栏杆距地高度不小于200mm。

网状遮拦尺寸：（1）高度不小于1700mm；
（2）孔不应大于40mm×40mm。

35kV牵引变压器相关净距如表1所示。

表1 35kV牵引变压器相关净距（mm）
设备类型名称尺寸数值
35kV牵引变压器（不带外壳）栅状网状遮拦与巡视门（或墙）的净距1000 距栅状遮拦净距1050
距网状遮拦净距1000 距侧面墙壁及物体净距高压侧1400
距侧面墙壁及物体净距低压侧1100 距运输门净距1200 距屋顶及变压器上方物体净距1000
3.2 中压、直流开关柜室设备布置相关净距尺寸
中压、直流开关柜室内的设备布置时，既要满足设计规范中关于操作通道和维修通
道的要求，还要考虑设备运输通道、电缆敷设通道的要求。

开关设备的维修通道、操作通道的要求如表2所示。

表2 交流开关柜及直流设备操作及维护通道最小宽度（mm）
固定式手车式单排布置800 1500 单车长度+1200 双排面对面布置1000 2000 双车长度+900 双排背对背布置1000 1500 单车长度+1200
3.3 低压开关柜室设备布置相关净距尺寸
配电变压器的相关净距尺寸如表三所示。

表3 配电变压器相关净距（mm）
配电变压器距四周墙壁净距1000
距门净距1200
设备之间（相对面不开门）1000
设备之间（相对面开门）1500 低压开关柜及配电盘设备操作及维护通道最小宽度如表4所示。

表4 低压开关柜及配电盘设备操作及维护通道最小宽度（mm）形式布置方式屏前通道屏后通道
固定式单排布置1500 1000
双排面对面布置2000 1000
双排背对背布置1500 1500 抽屉式单排布置1800 1000
双排面对面布置2300 1000
双排背对背布置1800 1000
3.4 控制室设备布置相关净距尺寸
控制室屏间通道距离如表5所示。

表5 控制室屏间通道距离（mm）
名称尺寸数值
设备距侧墙净距1000
屏后维修通道1000
屏前维修通道2000
4设计的评价
4.1 设备之间的电气联系
在设备的布置中要注意各种设备之间的电气联系，有电气联系的设备要尽量靠近一些，避免造成电缆的浪费。

比如：高压开关柜—变压器、变压器—整流器、整流器—直流开关柜的电缆比较多，这些设备要靠近布置。

4.2 建筑的柱网影响变电所设备房屋的充分利用
本设计的平面布置是最理想化的，但是在实际工程中由于站台层设备房屋很多，建筑难以做到每个细节都合乎专业的要求，所以在协调过程中房屋长度难免会加大。

因为规范中要求的通道宽度为设备到墙及柱子等离设备最近的建筑物的距离，如图中开关柜背面到墙的距离为1000mm，但如果开关柜背面有柱子，且开关柜背面到柱子的距离小于1000mm，则需要增加房间宽度至满足规范，既中压开关柜后通道不小于1000mm的要求。

且结构专业的柱子是计算统一布置的，由于开关柜室较长，在此房间中需要立柱子，所以在设备布置时需要考虑梁的影响。

综上所述，在地铁牵引降压变电所的平面布置中，要综合考虑各方面的因素，密切与土建、环控等相关专业配合，确定最优方案，以便于设备安装、运营、维护和电缆敷设等需要。

参考文献
[1] 于松伟,杨兴山,韩连祥,张巍.城市轨道交通供电系统设计原理与应用[M].成都:西南交通大学出版
社,2008:364-372.
[2] 铁道第二勘察设计院.地铁工程设计指南[M].北京:中国铁道出版社,2002:481.
[3] 铁道部电气化工程局第一工程处.电气化铁道施工手册：牵引变电所[M].北京:中国铁道出版
社,2000:25.
附录设计平面布置图。