變配電所設(shè)計(jì)中普遍存在的問題綜述
接地接線柱。接地接線柱的做法可參見國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)圖集86D563《接地裝置安裝》第25頁(yè)。
6.推薦選用D,yn11結(jié)線變壓器最近十年,在TN系統(tǒng)中采用D,yn11結(jié)線組別的變壓器已很普遍,但還有不少工程仍選用Y,ynO結(jié)線組別的變壓器,其原因主要是不清楚前者的優(yōu)點(diǎn)。在GB50052-95《供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》中第6.0.7條規(guī)定:“在TN及TT系統(tǒng)接地型式的低壓電網(wǎng)中,宜選用D,yn11結(jié)線組別的三相變壓器作為配電變壓器”。這里“宜選用”的理由,主要基于D,yn11結(jié)線比Y,ynO結(jié)線的變壓器具有以下優(yōu)點(diǎn):
1)有利于抑制高次諧波電流。三次及以上高次諧波激磁電流在原邊接成△形條件下,可在原邊形成環(huán)流,有利于抑制高次諧波電流,保證供電波形的質(zhì)量。
2)有利于單位相接地短路故障的切除。因D,yn11結(jié)線比Y,ynO結(jié)線的零序阻抗小得多,使變壓器配電系統(tǒng)的單相短路電流擴(kuò)大3倍以上,故有利于單相接地短路故障的切除。
3)能充分利用變壓器的設(shè)備能力。Y,ynO結(jié)線變壓器要求中性線電流不超過(guò)低壓繞組額定電流的25%見GB50052-95第6.0.8條,嚴(yán)重地限制了接用單相負(fù)荷的容量,影響了變壓器設(shè)備能力的充分利用;而D,yn11結(jié)線變壓器的中性線電流允許達(dá)到相電流的75%以上,甚至可達(dá)到相電流的100%,使變壓器的容量得到充分的利用,這對(duì)單相負(fù)荷容量大的系統(tǒng)是十分必要的。因此在TN及TT系統(tǒng)接地型式的低壓電網(wǎng)中,推薦采用D,yn11結(jié)線組別的配電變壓器。
7.電纜型號(hào)與截面的選擇
1)電纜選型:YJV型交聯(lián)聚乙烯電纜和VV型聚氯乙烯電纜,是工程建設(shè)中普遍選用的兩種電纜。YJV型交聯(lián)電纜與VV型電纜相比,雖然價(jià)格略貴,但具有外徑小、重量輕、載流量大、壽命長(zhǎng)YJV型電纜壽命可長(zhǎng)達(dá)40年,而VV型電纜僅為20年 等顯著優(yōu)點(diǎn),因此在工程設(shè)計(jì)中應(yīng)盡量選用YJV型交聯(lián)聚乙烯電纜,逐步淘汰VV型聚氯乙烯電纜。
2)電纜截面選擇:電纜作為導(dǎo)體的一種,其截面選擇應(yīng)滿足規(guī)范強(qiáng)制性條文GB50054-95第2.2.2條,有關(guān)選擇導(dǎo)體截面應(yīng)符合的四點(diǎn)要求,而我們?cè)O(shè)計(jì)選用的電纜截面有時(shí)卻不符合該條規(guī)范中第一、第二點(diǎn)的要求。
第一點(diǎn):“線路電壓損失應(yīng)滿足用電設(shè)備正常工作及起動(dòng)時(shí)端電壓的要求”。電纜截面的選擇除了載流量要滿足計(jì)算電流要求外,還應(yīng)按電壓損失進(jìn)行校驗(yàn)。由于未進(jìn)行電壓損失校驗(yàn),我們多次發(fā)現(xiàn)因選用6mm2、10mm2截面的電纜作遠(yuǎn)距離配電干線而不能滿足用電設(shè)備端電壓要求的錯(cuò)誤,因此應(yīng)進(jìn)行電壓損失計(jì)算,用以校驗(yàn)所選用的電纜截面是否滿足用電設(shè)備端電壓的要求。規(guī)范GB50052-95第4.0.4條,對(duì)用電設(shè)備端電壓偏差允許值有下列要求:電機(jī)機(jī)為±5%;在一般工作場(chǎng)所的照明為±5%,遠(yuǎn)離變電所的小面積一般工作場(chǎng)所照明、應(yīng)急照明、道路照明和警衛(wèi)照明為+5%、-10%;其它用電設(shè)備當(dāng)無(wú)特殊規(guī)定時(shí)為±5%。
第二點(diǎn):“按敷設(shè)方式及環(huán)境條件確定的導(dǎo)體載流量,不應(yīng)小于計(jì)算電流。”在執(zhí)行本條時(shí)應(yīng)考慮環(huán)境溫度、導(dǎo)體工作溫度,并列系數(shù)等對(duì)電纜載流量的影響,尤其是電纜敷設(shè)時(shí)并列數(shù)對(duì)載流量的影響。如電纜在橋架上無(wú)間距配置2層并列時(shí)持續(xù)載流量的校正系數(shù),梯架水平排列為0.65,托盤水平排列為0.55見92DQ1-77 。有關(guān)電線電纜載流量的各種修正系數(shù)可參見華北標(biāo)《建筑電氣通用圖集》92DQ1-75~77頁(yè)。
此外,電纜截面的選擇還須適當(dāng)考慮備用設(shè)備的用電和新增設(shè)備的用電。
8.斷路器選擇與短路電流計(jì)算在低壓配電系統(tǒng)中用作保護(hù)電器的有斷路器和熔斷器兩種。目前我們使用最多的是斷路器,用它來(lái)作配電線路的短路保護(hù)和過(guò)載保護(hù)。但是,在選用低壓斷路器時(shí)存在不少問題,其中突出的問題是沒有進(jìn)行短路電流計(jì)算。配電線路短路保護(hù)電器的分?jǐn)嗄芰?yīng)大于安裝處的預(yù)期短路電流。選擇斷路器應(yīng)先計(jì)算其出口端的短路電流,但有的設(shè)計(jì)者卻沒有進(jìn)行短路電流計(jì)算,所選短路器的極限短路分?jǐn)嗄芰Σ粔颍荒芮袛喽搪饭收想娏鳌R_定斷路器安裝處的短路電流,可按設(shè)計(jì)手冊(cè)進(jìn)行計(jì)算,但比較煩雜;也可以采用“短路電流查曲線法”來(lái)確定計(jì)算電流,比較簡(jiǎn)便。現(xiàn)將由上海電器科學(xué)研究所設(shè)計(jì)、浙江瑞安萬(wàn)松電子電器有限公司斷路器產(chǎn)品資料中提供的一種“短路電流查曲線法”附在后面。通過(guò)查此曲線,可以較方便地求得任意安裝位置的短路電流近似值。所舉例子的短路點(diǎn)僅為假設(shè),實(shí)際工程設(shè)計(jì)中最常用的短路點(diǎn)是選在保護(hù)電器的出口端。
9.斷路器與斷路器的級(jí)聯(lián)配合低壓配電線路采用斷路器作短路保護(hù)時(shí),斷路器的分?jǐn)嗄芰Ρ仨毚笥诎惭b處可能出現(xiàn)的短路電流。但是有時(shí)不能滿足此要求。例如:C45N、C65N/H微型斷路器的分?jǐn)嗄芰H分別為6kA、10kA,但其安裝處出口端的短路電流有時(shí)可達(dá)15kA甚至更高。這時(shí)可用兩路辦法來(lái)解決此問題,第一是改用短路分?jǐn)嗄芰Ω叩乃軞嗦菲鳎坏诙侨赃x用微型斷路器,利用其與上級(jí)斷路的級(jí)聯(lián)配合來(lái)實(shí)現(xiàn)短路保護(hù)。但是,進(jìn)行級(jí)聯(lián)配合的上下級(jí)斷路器的選擇須滿足下列條件:
1)先決條件是上級(jí)斷路器的固有分?jǐn)鄷r(shí)間比下級(jí)斷路器的全分?jǐn)鄷r(shí)間短。也就是說(shuō)下級(jí)斷器出口端短路時(shí),下級(jí)未來(lái)得及切斷短路電流,上一級(jí)先行切斷了短路電流。
2)下級(jí)斷路器雖不能切斷短路電流,但下級(jí)斷路器及其被保護(hù)的線路應(yīng)能承受短路電流的通過(guò)。
3)越級(jí)切斷電路不應(yīng)引起故障線路以外的一、二級(jí)負(fù)荷的供電中斷。
4)上下級(jí)斷路器宜采用同一系列的產(chǎn)品,其額定電流等級(jí)最好相差1~2級(jí),或根據(jù)生產(chǎn)廠提供的級(jí)聯(lián)配合表來(lái)選擇。現(xiàn)將施耐德電氣公司提供的級(jí)聯(lián)配合表附后。 由此表可見,C65N/H型斷路器可與NS100、NS160、NS250型斷路器進(jìn)行級(jí)聯(lián)配合,不能與更大的NS400、N630及以上的斷路器進(jìn)行配合,更不能直接接在變壓器低壓側(cè)框架式主開關(guān)后的母線低壓屏上。
10.斷開中性線及應(yīng)用四極開關(guān) GB50054-95《低壓配電設(shè)計(jì)規(guī)范》實(shí)施以來(lái),由于設(shè)計(jì)人員對(duì)規(guī)范的理解和認(rèn)識(shí)不一致,因此在設(shè)計(jì)低壓配電系統(tǒng)時(shí)對(duì)斷開中性線及應(yīng)用四極開關(guān)的做法也就很難統(tǒng)一。針對(duì)這一情況,《電氣工程應(yīng)用》雜志從1999年第一期起,陸續(xù)發(fā)表了多篇國(guó)內(nèi)知名專家的專題論文。專家們就國(guó)內(nèi)外規(guī)范和IEC標(biāo)準(zhǔn)對(duì)斷開中性線及應(yīng)用四極開關(guān)的有關(guān)規(guī)定和做法闡明了各自觀點(diǎn),使我們獲益不少。現(xiàn)僅將專家們普遍認(rèn)同,又與我們?cè)O(shè)計(jì)工作密切相關(guān)的一些觀點(diǎn)整理如下。盡管這些觀點(diǎn)尚未納入國(guó)家規(guī)范中,但對(duì)我們的設(shè)計(jì)工作頗具現(xiàn)實(shí)指導(dǎo)意義。
1)當(dāng)兩個(gè)電源間需進(jìn)行電源轉(zhuǎn)換時(shí),如果兩電源系統(tǒng)的接地型式不同,或者供電變壓器繞組的接線組別不同,則應(yīng)斷開中性線,并采用四極開關(guān)。
2)IT系統(tǒng)和TT系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)隔離中性線。TN-C系統(tǒng)中禁止斷開PEN線。
3)TN-S系統(tǒng)中,不需要斷開中性線;變壓器低壓側(cè)出口總開關(guān)與母聯(lián)開關(guān)不必?cái)嚅_中性線;由外部低壓電網(wǎng)向民用建筑物供電的進(jìn)線處,宜隔離中性線可采用四極隔離開關(guān)等隔離電器,也可采用在中性線上設(shè)置連接片、接線端子或連接匯流排等措施 ;每戶住家的入戶線處應(yīng)隔離中性線大多居民用戶為單相負(fù)荷,采用雙極開關(guān)即可解決問題 。
4)正常供電電源與應(yīng)急備用發(fā)電機(jī)電源間的轉(zhuǎn)換開關(guān)需采用能斷開中性線的四極開關(guān),并使二者不能并聯(lián)。
5)在有氣體爆炸危險(xiǎn)的1區(qū)及有粉塵爆炸危險(xiǎn)的10區(qū)場(chǎng)所,游泳池、浴池等特別潮濕場(chǎng)所,應(yīng)裝設(shè)將中性線和相線一起斷開的隔離電器。
6)為了在檢修維護(hù)時(shí),保護(hù)人身安全,必須裝設(shè)隔離電器把帶有危及人身安全的中性線電位隔離。
綜上所述,我們?cè)谧兣潆娝O(shè)計(jì)中還存在各種各樣的問題,有待今后改進(jìn)。本人的簡(jiǎn)單分析和點(diǎn)滴看法,僅供參考。不當(dāng)之處,請(qǐng)予以指正。

責(zé)任編輯:電力交易小郭
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