王庆华

（秦皇岛市城市供电配套有限公司，河北 秦皇岛 066004）

0 引 言

城市化进程加快使现代化居住小区成为发展的主流，居民用电的可靠性、方便性和安全性成为人们对生活品质要求提高的表现。小区住宅配套开发中，变电站建设是一项重要基础内容，变电站设计直接影响了小区的供电安全和开发成本。同时，随着供配电技术的提升和国家法律法规对环境保护的要求，变电站设计标准做出了相应修订和完善。这些标准中，最常用的GB50053《20kV及以下变电所设计规范》进行了相应修订和增补。本文总结了GB50053新旧版本的不同之处，归纳了三个方面的改变因素，即市场需要、技术进步和安全环保要求[1]。

1 GB50053新旧版本对比分析

对比研究GB50053-94《10 kV及以下变电所设计规范》与GB50053-2013《20kV及以下变电所设计规范》之间的不同规定，分析标准修订的原因，归纳了三方面的因素，即市场、技术和安全环保。

1.1 市场原因

1.1.1 高层住宅的开发

随着现代化居住小区中高层住宅、超高层住宅的拔地而起，高层、超高层建筑的变电站设计出现了新的问题。在所址选择和变电设计上，既要考虑供电的安全可靠性，又要考虑建筑实体的实际情况。为此，新版标准增加了一条内容：“高层或超高层建筑物根据需要可以在避难层、设备层和屋顶设置配电所、变电所，但应设置设备的垂直搬运及电缆敷设措施”。这条标准解决了当前高层和超高层住宅开发时变电站设计的特殊性需求问题，同时，考虑了开发商在变电站建设中成本和施工单位的安装需求。

1.1.2 节约土地资源

新版标准中，针对城市土地资源的重要性，对变电站设计标准进行了相应修订，增加了有利于城市房地产开发的设计内容。比如第三节中增加了“预装式变电站”的内容，对容量不大的变压器（≤800kVA）而言，可以采用预装式变电站，且进、出线宜采用电缆[2]。采用此方法，住宅小区开发过程中可以有效利用土地资源，降低开发商土建配电室规划审批时的难度。最重要的是，考虑到了小区环境的美观，所有进、出线均采用电缆，地下敷设，不影响小区的地面空间效果。

此外，为了节约住宅小区的占地面积，可以将变电站设置在地下一层，并配合小区的室外地面和绿化建设增加新规定。新版规定：“设置的地下变电所位于室外地面或绿化土层下方时，应避免顶部滞水，并应采取避免积水、渗漏的措施”。这些增加的标准，既节约了小区开发的土地资源，又对变电站设计提出了要求，保证了小区供电的可靠性和安全性。

1.2 技术进步

1.2.1 电压变化

旧标准从标准名称就能看出，只针对10kV及以下变电站设计提出了总体要求。因为之前的居民住宅用电变电站供电网中，高压电源都是10kV电压等级，而随着电力技术的不断提升，20kV电源供电已经成为新兴地区终端变电站供电的主要电源。比如苏州工业园区，所有终端变电站均为20kV供电电源。20kV电源供电较10kV电源供电有技术和经济两方面的优势。根据电流计算式，当功率一定的情况下，供电电压提高时电流减少。

输电线路中，架空线路越来越少，电力电缆成为输电线路的主流方式。高压电力电缆生产原料以铝材或铜材为主，当电压升高1倍后，电流减少一半，输电电缆的截面也会相应减少，从而减少金属材料的使用，降低造价。因此，20kV供电电源将成为未来发展的趋势。

1.2.2 变压器接线组别变化

新版标准第三节中，规定了变电站中变压器的连接组别，增加内容为：“在低压电网中，配电变压器宜选用（D，yn11）接线组别的三相变压器”。经过多年的住宅变电站运行实践表明，小区居民用电没有规律，每户实际用电量和用电时间不尽相同，居民住宅入户均为单相（220 V）供电。因此，三相不平衡始终是困扰供电质量的一个问题。运行实践中，接线组别为（D，yn11）变压器平衡三相电流的效果高于接线组别为（Y，yn0）的变压器，对提高居民用电质量、节约能源发挥了技术优势，并且不增加经济成本。

1.2.3 并联电容器的放电要求

旧版中对并联电容放电要求为：“电容器组应装设放电装置，使电容器组两端的电压从峰值倍额定电压）降至50 V所需的时间，高压电容器不应大于5 min；低压电容器不应大于1 min”。新版标准则要求：“放电器件应满足断开电源后电容器组两端的电压从倍额定电压降至50 V所需的时间，高压电容器不应大于5 s；低压电容器不应大于3 s”。由此可知，新版标准提高了放电要求，通过提高充、放电模块的技术参数，大幅度缩短电容器放电时间[3]。

1.3 安全环保

1.3.1 电磁干扰

新版标准中，在所址选择中增加了一条内容：“（变电所）不宜设在对防电磁干扰有较高要求的设备机房的正上方、正下方或与其相邻的场所，当需要设于上述场所时，应采取防电磁干扰的措施”。传统小区变电站设计中，没有对电磁提出更多要求。但是，现代化居住小区中，由于智能化程度的提高，很多电磁接收、发射装置成为智能通信传输的工具，促使变电站设计考虑电磁因素。

1.3.2 操作电源

旧版标准规定：“当装有电磁操动机构的断路器时，应采用220 V或110 V蓄电池组作为合、分闸直流操作电源；当装有弹簧储能操动机构的断路器时，宜采用小容量镉镍电池装置作为合、分闸操作电源”。同时，规定电磁操动机构的断路器合闸电源宜采用硅整流，分闸电源可采用小容量镉镍电池装置或电容储能。新版标准则规定：“配电所、变电所采用弹簧储能操动机构的断路器时，宜采用110 V蓄电池组作为合、分闸操作电源；当采用永磁操动机构或电磁操动机构时，宜采用220 V蓄电池组作为合、分闸操作电源”。此外，删除了硅整流电源、小容量镉镍电池的规定[4]。

新版本提高了节能环保标准。因为硅整流过程中会发热，消耗大量电能，而镉镍电池长期运行会污染环境。除了上述三个方面的修改外，新版标准还删除了旧版中“供操作、控制、保护、信号等所应用的电源可引自电压互感器”的描述。因为电压互感器容量有限，当主母线不带电时，无法提供电源保证。另外，新标准删除了电源柜后进线时可以在墙上另设隔离开关及手动操动机构的内容。一方面，墙上设置隔离开关和操作机构不安全；另一方面，目前的电气成套设备技术已经不需要在墙上设置操作机构[5]。

2 结 论

GB50053新标准反映了市场实际需求，结合了电力技术的发展需要，满足了国家对安全和环保的要求，形成了目前较为适合住宅小区变电站使用的设计规范。随着技术水平的进步和社会的发展，更适用的规范会不断完善，这也是社会发展的普遍规律。