本科毕业设计开题报告

                           

题    目：       35KV变电所主电气部分设计        

专    题：                                    

院 （系）：          电气与信息工程学院        

班    级：             电气09-12                

姓    名：               刘明远               

学    号                   07                  

指导教师：                李满                 

教师职称：                副教授                 

黑龙江科技学院本科毕业设计开题报告

第二篇：35KV终端变电所电气一次部分设计 (DEMO)

35千伏终端变电所设计说明书

目录

1. 总的部分

1.1设计依据

1.2建设理由

1.3所址概况

1.4设计内容及范围

1.5主要经济技术指标

2.系统部分

2.1系统接入方式

2.2变电所建设规模

2. 3系统短路容量

3. 电气一次部分

3.1电气主接线

3.2变压器型式及规范

3.3短路电流计算及主要设备选型

3.4无功补偿装置的配置

3.5电气总平面布置

3.6所用电系统及直流系统

3.7过电压保护、接地和照明部分

4.电气二次部分

4.1概述

4.2综合自动化系统使用条件

4.3保护及自动装置配置

4.4控制方式及主控室布置

4.5变电所的“五防”

4.6远动及自动化

4.7变电所火灾报警、防盗及图像监控

4.8综合自动化系统设备表

4.9 其他

5.通讯部分

5.1设计依据

5.2设计范围

5.3设计原则

5.4工程概况

5.5本工程设计方案

6.暖通

7.消防部分

8.环境保护与劳动安全

35kV终端变电所工程初步设计说明书

1. 总的部分

1.1设计依据：

1.1.1《35kV终端变电所接入系统设计》

1.1.2《35kV终端变电所设计委托书》

1.1.3 35kV终端变电所可研报告

1.2设计范围

1.2.1 变电所所区围墙内的电气设备和装置。

1.2.2 35千伏配电装置设计至出线穿墙套管。

1.4.3 10千伏配电装置设计至10kV开关柜，不包括出线电缆。

1.4.4 土建设计至所区围墙内10kV出线电缆沟的出口端；

2.系统部分

2.1系统接入方式：

35kV进线为二回，来自110千伏变电所，35kV线路采用LGJ-185/5KM，全线采用同杆双回路。

2.2变电所建设规模及进出线安排：

2.2.1建设规模

根据接入系统提供的资料，本工程的建设规模为：

主变压器：本期二台容量为8000kVA，电压等级为35kV/10kV

2.2.2电气主接线

35kV主接线为内桥接线；10kV母线采用单母线分段，本期建设10千伏I、II段母线。10kV出线本期10回，备用2回。

2.2.3进出线安排

35千伏进线采用架空进线，本期进线二回。

10千伏出线均电缆采用出线，本期Ⅰ、Ⅱ段母线出线十回。

2.2.4无功补偿

10kV无功补偿装置容量按主变容量15-20%配置。本期四组 4*1200kVA，分别接于10千伏Ⅰ、Ⅱ段母线。

2.3系统短路容量：

根据接入系统提供的资料，按最大运行方式计算，终端变35kV

母线三相最大短路容量830MVA。10kV母线三相最大短路容量430MVA。

1. 电气一次部分

3.1电气主接线：

本期建设二台变压器, 35kV侧主接线为内桥接线；10kV母线采用单母线分段， 10kV出线共十回，备用二回。

3.2主变压器型式及规范：

根据接入系统的要求，并考虑到降低能耗及减少对周围环境的影响，主变压器采用低损耗、低噪声、自冷式有载调压变压器，其具体型号规范参数如下：

主变压器型号： SZ9-8000/35

4 电压等级： 35±2×2.5%/10.5kV

额定容量： 8000 kVA

绕组连接方式： YN.d11

短路阻抗： Uk=7.5%

冷却方式： 自冷 ONAN

2

噪声水平： 不大于 57dB

2. 3短路电流计算和主要设备选择：

3.3.1计算条件：

根据接入系统资料，终端变35kV母线三相最大短路容量830MVA，短路电流为13.6kA。

3.3.2计算结果：详见图纸

3.3.3主要设备选型：

35kV配电装置：35kV开关柜采用中置移开式金属铠装开关柜，配六氟化流断路器，主要技术参数如下：

型式： 中置移开式

额定电压： 35kV

最高工作电压： 40.5kV

额定频率： 50HZ

额定电流：

进线、母线分段柜： 2500A

出线柜等： 1250A

额定短时耐受电流及时间：

主变进线、母线分段柜： 25kA(ram),4S

出线柜等： 20kA(ram),4S

10kV配电装置：采用中置移开式金属铠装开关柜，配真空断路器，主要技术参数如下： 型式： 中置移开式

额定电压： 10kV

最高工作电压： 12kV

额定频率： 50HZ

额定电流：

主变进线、母线分段柜： 3150A

出线、电容器柜等： 1250A

额定短时耐受电流及时间：

主变进线、母线分段柜： 40kA(ram),4S

出线、电容器柜等： 31.5kA(ram),4S

3.4无功补偿装置的配置：

根据接入系统设计的要求，本期工程配置四组无功补偿装置，每组的容量为1200kVar，共计4800kVar。考虑到安装、运行、检修的方便，无功补偿装置选用TBB13-10-1200/100M-3A型无功补偿成套装置。无功补偿装置采用中性点不接地的单星形接线，每组配置串联电抗器，置于中性点侧，采用电感电阻型(GZK型)限流器。

3.5电气总平面布置：

变电所总平面布置如下：

采用全户内布置，两台主变压器、10kV开关室、10kV电容器室布置在配电楼一层，一层还包括一个值班室。

35 kV 开关室、主控制室布置在配电楼二层。变压器室下部地面高于10kV开关室地面一米，作为主变压器通风散热之用。(详见图纸)

35千伏架空进线由穿墙套管引进。10千伏为电缆出线，在所内平行变电楼设置一条汇总电 3

缆沟，南北两端分别设电缆出口。

3.6 所用电系统与直流系统：

3.6.1. 所用电系统：

本变电所装设两台所用变压器，单台容量为50kVA，分别接在10kVⅠ段和Ⅱ段母线上，两台所用变互为备用，电源自动投入。所用变压器低压侧接线采用380/220V中性点直接接地的三相四线制，单母线接线。所用变压器选用干式变压器SC9-50/10型，装设在开关柜内。所用低压配电屏共一面，布置在主控制室内。

3.6.2. 直流系统：

本变电所直流系统采用单母线接线，设置一组蓄电池，直流系统电压采用110V。蓄电池采用免维护铅酸蓄电池，单只为2V、180AH，共计54只，不设端电池。直流系统装置按高频开关电源设计。直流系统共用四面屏（含蓄电池屏），布置在主控制室内。

3.7 过电压保护、接地和照明部分：

3.7.1. 过电压保护：

全所设变电楼顶敷设避雷带，以防止雷电过电压。变电所采用工作和保护共用一个接地网，屋顶避雷带通过专用的接地引下线与地下主接地网连接。

在35kV各进线端、35kV、10kV各段母线设置金属氧化物避雷器，以防止操作过电压及可能的侵入雷电波。

3.7.2 外绝缘污秽等级

主变按户外设备选型，污秽等级Ⅱ级，泄漏比距25mm/kV；35kV户外设备泄漏比距31mm/kV(瓷质)；35kV、10kV户内设备考虑中性点非直接接地系统，泄漏比距18mm/kV(瓷质),20mm/kV(非瓷质)。

3.7.3 接地系统：

本变电所的室外接地网采用以水平接地体为主的人工接地网，主接地体采用60×6镀锌扁钢，室内接地网采用50×5镀锌扁钢，并与室外接地网至少四点可靠焊接连接。所有电气设备的外壳接地或工作接地都应通过接地引下线与主接地网可靠连接，接地引下线采用60×6镀锌扁钢。所有接地材料均应采取热镀锌等防腐措施。接地电阻要实测＜4欧姆，若达不到要求，则要增补接地措施。

3.7.4 照明：

室内主变采用投光灯照明，墙上设置壁灯。主控制室选用筒灯照明，35kV 配电装置室、10 kV配电装置室、10 kV电容器室等均采用荧光灯照明。35kV 、10kV配电装置室、柜后墙上设置壁灯。10 kV电容器室柜前墙上设置壁灯。楼道、走廊上使用吸顶白炽灯。在主控制室、10kV 配电装置室、35kV 配电装置室、电容器室内设置事故照明，由直流系统供电。所区道路考虑投光灯照明，并配合设置庭园式路灯。

4 电气二次部分

4.1 概述：

35kV终端变电所自动化系统拟采用分层分布式综合自动化系统分散布置，应用自动控制技术．计算机数字化信息传输技术将变电所相关联的各部分总承为一个有机的整体，以完成从变电所安全监测．远方监视.控制到单个点和公共点的操作处理。综合自动化系统的设计.配置和选型将遵循有关国际标准. 国内标准及“浙江省110kV及以下变电所综合自动化系统技术规范”.设备的型号及厂家将通过招投标决定。

4.2综合自动化系统使用条件：

4.2.1：环境 不结露的最大相对湿度为95%

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最高环境温度55?C

最低环境温度-10?C

日气温最大变化20?C

4.2.2: 机房 装置安装于无屏蔽机房

4.2.3：接地 保护屏.开关柜装设二次专用接地铜排，屏(柜)与屏(柜)之间联通,行与行之间联通,再与主接地网相连。

4.2.4：电源 额定交流电压380V/220V± 20%

额定直流电压110V± 25%

额定频率50HZ± 0.2HZ

直流电源纹波系数小于5%

4.3保护及自动装置配置

4.3.1、35kV进线配置：

根据接入系统设计要求，本工程35kV进线不设35KV线路保护。由对侧变电所的35kV出线配置保护。

4.3.2. 主变压器保护装置：

1） 测控功能。

2） 差动保护，动作后跳主变高、低压二侧断路器。

3） 后备保护

a) 35kV 、10kV复合电压闭锁过流保护动作，跳高、低压二侧断路器。

b) 过负荷保护，动作后发信号。

c) 主变本体重瓦斯，有载调压重瓦斯、压力释放阀保护，可动作于跳闸或发信。 主变本体轻瓦斯、有载调压轻瓦斯、主变温度过高，动作于发信号。

d) 过载闭锁有载调压功能。

4.3.3、35kV/10kV母分配置：

4.3.3.1 35kV母分只配置测控及备自投功能，无保护功能。

4.3.3.2 10kV母分配置：

1) 测控功能及备自投功能。

2) 二段式过电流保护。

3) 备用电源自投动作合闸及手动合闸后加速保护。

4.3.4、10kV线路配置：

1) 测控功能及小电流接地选线功能。

2) 二段定时限过流保护。

3) 三相一次重合闸（检无压、不检）

4) 合闸加速保护（前加速或后加速）

4.3.5、10kV电容器配置：

1) 测控功能及小电流接地选线功能。

2) 二段定时限过流保护（三相式）

3) 欠电压保护

4) 过电压保护

5) 不平衡电压保护

4.3.6备用电源配置：配置35kV进线和母分开关构成的备用电源自投装置一套；10kV母分备用电源自投装置一套。

4.4 控制方式及主控室布置

本变电所按无人值班设计。综合自动化设备选用国内厂家生产的系统。

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1）对于10kV/35kV线路、10kV电容器、10kV/35kV母分的监控和保护装置就地安装在开关柜上。

2）对于主变保护、监控主站及公共采集装置、远传装置分别组屏装设在主控室内。

3）断路器、有载调压开关的操作方式如下：

正常运行时通过远方调度端计算机进行操作；

在监控系统失效的情况下，断路器通过保护柜（或开关柜）上的操作把手进行操作；有载调压开关通过操作机构箱内的按钮进行操作。

4.5 防误闭锁

对于变电所内的所有闸刀、手车、网门首先采用机械“五防”，对机械“五防”无法实现的部位采用电气联锁予以完善。

4.6 远动及自动化

采用综合自动化设备，实现开关遥控、信号遥传、数据遥测、主变有载调压遥调，同时配置无功电压自动调节装置VQC一套，实现无功电压自动调节，确保用户的电能质量。并安装图象监控系统一套，消防信号接入图像监控系统。

4.6.1、10kV线路的遥控操作及遥信、遥测等信息的采集均由就地 装置完成。 遥控：断路器合；断路器分；重合闸投/退

遥信：断路器合；断路器分；母线侧刀闸信号；弹簧未储能；切换开关就地/远方控制；保护动作信号；保护装置异常信号；重合闸动作信号；线路接地信号；控制回路故障,重合闸投/退等。

遥测：二相电流；有功功率；无功功率；功率因数。

4.6.2、10kV电容器的遥控操作及遥信、遥测等信息的采集均由就地装置完成。

遥控2：断路器合；断路器分

遥信7：断路器合；断路器分；母线侧刀闸信号；弹簧未储能；切换开关就地/远方控制；保护动作信号；线路接地信号；保护装置异常信号；控制回路故障等。

遥测3：三相电流，电压，无功功率；

4.6.3、10kV/35kV母分

遥控：断路器合、分；BZT投退。

遥信：断路器合；断路器分；弹簧未储能；开关小车位置信号；切换开关就地/远方控制；保护动作信号；线路接地信号；控制回路故障； 压变二次并列；备用电源投入/退出；备用电源动作；装置异常信号；备用电源故障等。

遥测：三相电流。

4.6.4、35kV线路的遥控操作及遥信、遥测等信息的采集均由就地装置完成。

遥控：断路器合；断路器分；

遥信：断路器合；断路器分；开关小车位置信号；切换开关就地/远方控制；弹簧未储能；保护动作信号；装置异常信号；控制回路故障等。

遥测：三相电流；有功功率，无功功率；

4.6.5、主变压器的遥控操作及遥测、遥信的采集均由主控室保护屏上装置完成。

遥控：主变10kV侧断路器合；主变10kV侧断路器分；主变35kV侧断路器合；主变35kV侧断路器分；主变有载调压开关升；主变有载调压开关降；主变有载调压开关停等

遥信：主变10kV侧断路器合；主变10kV侧断路器分；主变10kV侧隔离开关合位；主变10kV侧母线隔离开关分位；弹簧未储能；控制回路故障；合闸电源故障；交流失压；断路器就地控制；

主变35kV侧断路器合；主变35kV侧断路器分；主变35kV开关小车位置信号；控制回路故障；断路器就地控制；

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有载调压就地控制；有载调压开关故障；有载调压开关档位；有载调压开关滑档急停。

差动保护动作；后备保护动作；保护装置异常；主变温度过高；本体重瓦斯动作；有

载调压重瓦斯动作； 压力释放阀动作；主变本体轻瓦斯动作；有载调压轻瓦斯动作；

VQC动作，VQC闭锁

遥测13：主变10kV侧：三相电流；有功功率；无功功率；

主变35kV侧：三相电流；有功功率；无功功率；

主变油温。

4.6.6、本变电所二次设备配备电容器和变压器分接头的自动调节和控制功能。设备根据检测

到的变电所运行状况，结合设定的各种参数指标进行判断计算，自动投切电容器和调节变压

器分接头，达到对电压、功率因素的自动调节，设计由VQC软件配合综合自动化系统完成。

4.6.7、本工程配置小电流接地选线功能，当10kV线路发生单相接地时，装置可迅速并准确

地判断故障线路，要求能配置在10kV线路保护中。

4,6.8、本工程装设集中式遥测、遥信、遥控装置一套。该装置用于10kV/35kV母线Uab、Ubc、

Uca、Ua、Ub、Uc、Uo，直流母线电压、所用变低压侧电压、主变温度等的遥测，根据不同的自

动化设备直接采样或外加以变送器。其它还包括直流系统电压越限、直流接地、直流熔丝熔

断、绝缘监察装置故障、交流失压或充电机故障、火灾报警、保安等公共信号的遥信采集。

4.6.9、关口计量设在主变高压侧。电度计量采用电子式三相多功能电度表，带RS485通讯口，

具有预置、电能计量等功能。电度计量将单独设立一个自动抄表装置ERTU并装于电度表屏，

不再通过SCADA系统上传。

4.6.10、综合自动化系统应有2个独立的互为备用通道与县调通信；并设有一台GPS与综合

自动化系统配合，接收标准对时信号，实现时钟同步。

4.7 变电所火灾报警、防盗及图像监控

本变电所装设火灾报警、防盗及图像监控三合一系统一套，使远方调度或操作中心能直观地

了解变电所内设备状态及人员的实际工作情况；通过安装红外线探头、结合保安围栏并采用

夜间照明自动开启技术设备，实现安全防盗报警；安装新型离子型烟感探测器，采用自动图

像目标寻点，实现远程消防报警功能。图像及信号通过光纤2M口远传。

该系统的主要设备见下表：

4.8 综合自动化设备表

35kV终端变电所属一般城镇变电所，因此设计推荐使用国内企业生产的综合自动化系统。

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下列设备表仅作参考

组屏方案请详见初设图纸BQ101-11。

4.9 其他：

在10kV每段母线压变柜上各装一套电压监测仪，用以监视10kV母线电压，统计电压合格率。该装置型号为DT-100/C。 5.通讯部分 5.1 设计依据：

5.1.1 35kV终端变电所接入系统设计。 5.1.2地区电网发展及电网通信规划。

5.2 设计范围：该变电所通信的设计范围包括： 5.2.1终端变电所至调度中心通信设计。

5.2.2终端变至调度中心双回路光缆线路设计。 5.3 设计原则：

5.3.1对于调度电话、自动化通信必须具备两条相对独立的通信通道。电路传输质量指标满足国家标准和行业标准的有关要求，并参照国际无线电咨询委员会（ITU-R）和国际电报电话咨询委员会（ITU-T）的有关建议和标准。

5.3.2通信设备应满足系统性能稳定可靠、经济实用、技术先进、扩容方便、使用灵活和运行维护简单等要求。

5.3.3光缆线路满足环网的要求，在路由选择、纤芯数量上考虑今后发展变化的要求。 5.4工程概况: 终端变离110kV变电所 5公里，设计为无人值班变电所。结合电网发展规划以及电网通信规划，本工程设计拟在35kV终端变电所至调度通信中心建立数字通信电路，满足终端变至调度的电话、自动化通信，以及终端变图像监控、计算机、电量计费、VQC等信息

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传输要求。整个终端变电所通信工程包括终端变电所站内及调度通信中心通信设备安装和光缆线路两部分。

5.5 本工程设计方案：

5.5.1本工程通信光缆路由为调度～终端变，采用ADSS光缆24芯，同杆架设于终端变35kV线路，接入本局东部光纤通信网，本工程光缆部分ADSS光缆采用张力放线，厂家督导，光缆的架设要求及安全距离应符合光缆线路施工规范和电业安全工作规程、架空送电线路的有关规定。无金属光缆在进入变电所时应走不同的电缆沟，光缆外应加ＰＶＣ管保护。

5.5.2通道组织：

5.5.21 至调度。

5.5.22 至调度。

5.5.23 系统配置：本次工程在35KV 终端变电所置一套大唐电信SCT2500 通用平台SDH设备（光速率622Mbit/s）以及配套的PCM复接设备和UMC设备。终端变配置10/100M以太网盘1块，用于计算机通信、图象监控；配置2/4W盘1块、SLC盘1块、CSLC盘1块、SR盘1块；UMC配置ITO盘2块；在局端配置PCM子架一个，含远动、电话、数据板各一块。通信电源采用专用48伏电源，正常情况下由所用电220伏整流成直流48伏，在所用电失电情况下由变电所直流电源转换为直流48伏向通信设备供电，另外配置综合配线架屏1块。

6.暖通

空调：主控室设RF12型分体柜式空调机，夏季制冷、冬季采暖，以维持室内温度，夏季28℃，冬季18℃左右。10KV电容器采用百叶窗自然通风，并设2Ф500轴流风机排风，主变室采用上下百叶窗自然送排风。

7.消防部分

1、消防设计主要原则

根据变电所消防特点，所内消防设计本着以立足自救为主，地区消防队消防为辅的原则，采取必要的防火措施和设置必要的灭火设施。

2、建筑消防

①建（构）筑物间防火间距

所区内各建（构）筑物的布置按《火力发电厂与变电所设计防火规范》（GB50299－96）、《变电所总布置设计技术规程》（DL／T5056－1996）、《35－35K变电所设计规范》（GB50059－

92）、《变电所建筑结构设计技术规定》（DNGJ96－92）进行设计，各建（构）筑物之间的防火间距均符合规程要求。

②消防通道布置及设计标准

进所道路宽4.0m，水泥路面，所内道路为城市型，主干道路宽5m，转弯半径为7m。 ③建筑防火设计

变电楼配电装置室和电容器室火灾危险性类别为丙类，其它房间为戊类，耐火等级要求二级。该建筑采用钢筋砼框架结构填充墙，现浇钢筋砼楼、屋面板，设钢筋砼楼梯二座，满足二级防火等级要求；按防火规范要求，电容器室、配电装置室、设甲级防火钢门。主控室、电容器室、配电装置室、设甲级防火钢门。主控室、电容器室、配电装置室均有二个安全出入口。 变电楼外墙部距主变压器并联隔墙，考虑防火要求，变电楼靠主变压器侧，西侧不设门窗，两层采用阻燃通风窗，因工艺要求设置的穿墙套管。

④建筑物灭火器设置

按《火力发电厂与变电所设计防火规范》（GB50229-96）、《电力设备典型消防规程》(DL5027-93)的要求，在主控室、配电装置室的主要通道口及设备间门口配置手提式灭火器。值守室配置手提式灭火器。

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建筑物灭火器设置一览表

3、变压器的消防

①主变压器户内布置，变压器下设置卵石层和集油坑，集油坑尺寸大4.50X4.4米,在事故状态下将油排至事故油池。

②变压器设置瓦斯保护

③主变压器配置推车式干粉灭火器1台，1m3消防砂箱2只，消防铲8把。

4、电缆防火

变电所屋内外电缆沟道的接口处及电缆穿管的管口处均采用新型防火材料封堵，并在孔洞两侧各1m的范围内的电缆上涂刷防火涂料，以防止火灾蔓延。

5、消防照明

在主控室、10KV、35KV配电装置室、电容器室、接地变室均设有事故照明，在各主要通道、安全出入口处设应急诱导灯，用于火灾时人员疏散照明。

6、火灾自动报警系统

在所有电气设备室内安装感烟探测器，用于火灾报警。火灾报警控制器选用壁挂式，安装在值守室内。

8.环境保护与劳动安全

1、环境影响分析

变电所对周围生活环境的污染主要有：高压设备电磁干扰，电气设备的噪音，变电所的各类污染，即生活污水，变压器油，蓄电池液。

①电磁环境影响分析

根据对

500kV变电所的检测，500kV输电线路的最大地面磁强度仅为0.0035mT，而彩电、微波炉等附近的磁场强度约为（0.5－1.0）mT。主要原因在于变电所的设备虽电压高，但频率低（50HZ）,因此对人体是安全的。

②噪声环境影响分析

本工程噪声标准采用《工业企业厂界噪声标准》（GB12348-90），中II类标准和《城市区域环境噪声标准》（GB3096-93）中的2类标准，见表①和表②。

表①工业企业厂界噪声标准（GB12348-90）

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表②城市区域环境噪声标准（GB3096-93）

变电所的噪声源主要是主变、风机。主变为自冷低噪声变压器，噪声不大于60dB；35KV、10KV配电装置室、电容器室均采用自然通风的方式，低噪音轴流风机只作为事故通风备用，其噪音水平不大于62dB，主变、风机距变电所围墙最少有10米以上，噪声衰减后可达到国家规范要求。

③污水排放及处理

35KV终端变为无人值班有人值守变电所，所内不设家属宿舍和单身宿舍。

变电所的污水量较小，污水经化粪池处理后就近排放。

所内采用免维护蓄电池，不设调酸室。

当变压器发生突发事故时，可能会有漏油水和油污水，变电所设有事故油池，用于储存漏油和油污水，事故油池有油水分离作用，事故后右用移动处理器加以处理，使废水含油率小于5mg/L,达到排放标准。

根据上述设计和设备选型，电磁影响、噪音影响、污水排放都可达到国家环保的有关规定。

2、劳动保护

变电所中的10KV、35KV配电装置均为全封闭式，所有电气设备均配置“五防”装置，保证了运行检修人员的安全。

所有室内电缆入口均采取防止电缆火灾蔓延的阻燃或分隔措施。所有的通风口均有金属网封隔，能有效地防止小动物进入。变电所底层均装防盗窗，并加设防盗报警探测器，防盗报警控制器安装在值守室内。研保电气设备安全运行。

20xx年5月25日

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