配電所設(shè)計(jì)中普遍存在的問(wèn)題綜述

配電所制定中普遍存在的問(wèn)題綜述10、6kV配電所及10、6/0.4kV變電所制定，是工程建設(shè)中非常一般又非常重要的一項(xiàng)工作，其規(guī)范性和技術(shù)性都很強(qiáng)，許多方面涉及到國(guó)家強(qiáng)制性條文的貫徹落實(shí)。要做好變配電所制定既要執(zhí)行國(guó)家現(xiàn)行的有關(guān)規(guī)范和規(guī)程，又要滿足當(dāng)?shù)毓╇姴块T(mén)的具體要求，否則會(huì)出現(xiàn)種種問(wèn)題，影響制定質(zhì)量和工程進(jìn)度。為了做好變配電所的制定，現(xiàn)將本人在審查我院變配電所制定圖紙時(shí)發(fā)現(xiàn)各種問(wèn)題中的一部分整理出來(lái)，進(jìn)行簡(jiǎn)要的分析，與大家互相交流，以便共同提升。1.變電所和配電所的名稱(chēng)工程制定在使用名詞術(shù)語(yǔ)時(shí)要力求準(zhǔn)確，不能隨意。在具體項(xiàng)目的制定文件中不宜籠統(tǒng)使用“變配電所〞這一名稱(chēng)?！白兣潆娝暿亲冸娝团潆娝慕y(tǒng)稱(chēng)，僅用于泛指。具體談到某種類(lèi)別或某一個(gè)體時(shí)，應(yīng)分別稱(chēng)為“變電所〞或“配電所〞。在GB50053－94《10kV及以下變電所制定規(guī)范》中，“變電所〞的解釋是“10kV及以下交流電源經(jīng)電力變壓器變壓后對(duì)用電設(shè)備供電〞：“配電所〞的解釋是“所內(nèi)只有起開(kāi)閉和分配電能作用的高壓配電裝置，母線上無(wú)主變壓器〞。在變電裝置與配電裝置均有時(shí)，以升降壓為主要功能包括附有高、中壓配電裝置者，稱(chēng)為“變電所〞“以中壓配電為主要功能包括附有3～10/0.4kV變壓器者，稱(chēng)為〞配電所“。一項(xiàng)工程具有多個(gè)變電所時(shí)，應(yīng)以所在建筑物的名稱(chēng)或用流水號(hào)對(duì)各變電所分別命名。2.帶電導(dǎo)體系統(tǒng)的型式和系統(tǒng)接地的型式依據(jù)國(guó)際電工委員會(huì)IEC－TC64第312條，配電系統(tǒng)的型式有兩個(gè)特征，即帶電導(dǎo)體系統(tǒng)的型式，如三相四線制，和系統(tǒng)接地的型式如TN－C－S系統(tǒng)。在正式文件中不得把三相四線制的TN－S系統(tǒng)稱(chēng)為“三相五線制〞。在GB50054－95《低壓配電制定規(guī)范》第37頁(yè)“名詞解釋〞中已明確指出，“三相四線制是帶電導(dǎo)體配電系統(tǒng)的型式之一，三相指L1、L2、L3三相，四線指通過(guò)正常工作電流的三根相線和一根N線，不包括不通過(guò)正常工作電流的PE線〞。它并進(jìn)一步闡明“TN－C、TN－C－S、TN－S、TT等接地型式的配電系統(tǒng)均屬三相四線制〞。在我國(guó)低壓配電電壓應(yīng)采納220V/380V.帶電導(dǎo)體系統(tǒng)的型式宜采納單相二線制、兩相三線制、三相三線制和三相四線制。在制定文件中，對(duì)TN－S與TN－C－S接地型式的劃定有時(shí)混淆不清。系統(tǒng)的接地型式一般是就一個(gè)變電所或一臺(tái)變壓器的供電范圍而言。中性線N線和保護(hù)線PE線僅在局部范圍內(nèi)，如一棟樓或一層樓分開(kāi)時(shí)，應(yīng)稱(chēng)TN－C－S系統(tǒng)。TN系統(tǒng)中某一剩余電流保護(hù)器負(fù)荷側(cè)電氣裝置的外露導(dǎo)電體單獨(dú)接地時(shí)，可稱(chēng)為局部TT系統(tǒng)。3.分級(jí)分類(lèi)術(shù)語(yǔ)和標(biāo)準(zhǔn)計(jì)量單位制定文件中的各種分級(jí)、分類(lèi)等名詞術(shù)語(yǔ)，應(yīng)與國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一，不得混淆。如常常使用的術(shù)語(yǔ)：電力負(fù)荷應(yīng)稱(chēng)為一、二、三級(jí)負(fù)荷，這里用“級(jí)〞不用“類(lèi)〞；防雷建筑稱(chēng)為一、二、三類(lèi)防雷建筑物，這里用“類(lèi)〞不用“級(jí)〞新的防雷規(guī)范不再分工業(yè)、民用，屋面避雷網(wǎng)的網(wǎng)格大小也應(yīng)以新規(guī)范為準(zhǔn)；爆炸性氣體環(huán)境危險(xiǎn)區(qū)域分為0、1、2區(qū)，爆炸性粉塵環(huán)境危險(xiǎn)區(qū)域分為10、11區(qū)，火災(zāi)危險(xiǎn)區(qū)域分為21、22、23區(qū)，這里均用“區(qū)〞不用“級(jí)〞或“類(lèi)〞；而火藥、炸藥、彈藥及火工品危險(xiǎn)場(chǎng)所電氣分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ類(lèi)危險(xiǎn)場(chǎng)所，這里用“類(lèi)〞不用“區(qū)〞。其他的名詞術(shù)語(yǔ)也應(yīng)正確使用，如在正式文件中應(yīng)使用“斷路器〞、“變電所〞，而不宜使用“自動(dòng)開(kāi)關(guān)〞、“變電站〞等等，不一一羅列。計(jì)量單位的標(biāo)準(zhǔn)符號(hào)要正確，字母的大小寫(xiě)不能隨意。如A、V、W、kV、kW、kVA、kvar、lx、km等應(yīng)一律使用法定計(jì)量單位，特別要注意單位符號(hào)字母的大小寫(xiě)要正確，凡由人名轉(zhuǎn)化來(lái)的單位符號(hào)如A、V、W、N、Pa和兆以上的詞頭符號(hào)如M、G均應(yīng)大寫(xiě)；除此之外，則一律小寫(xiě)，如kV、MW、kvar、km等。有關(guān)計(jì)量單位的資料，可參閱“工業(yè)與民用配電制定手冊(cè)〞第十六章第773～783頁(yè)。4.對(duì)土建的要求在GB50053－94《10kV及以下變電所制定規(guī)范》中明確規(guī)定了變電所所址選擇和對(duì)建筑等有關(guān)專(zhuān)業(yè)的要求，在執(zhí)行中我們還存在不少具體問(wèn)題，現(xiàn)僅羅列以下幾例略加分析，今后制定時(shí)應(yīng)予以重視。1〕防火挑檐：車(chē)間附設(shè)變電所選用油浸電力變壓器時(shí)，有的未在變壓器室大門(mén)的上方設(shè)置防火挑檐。在工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)制性條文GB50053－94的第6.1.8條，規(guī)定“〞。2〕安全出口：有的制定在長(zhǎng)度大于7m的配電室僅設(shè)一個(gè)出口或設(shè)兩個(gè)出口但靠近同一端。這不符合GB50053－94第6.2.6條的規(guī)定，規(guī)范要求“長(zhǎng)度大于7m的配電室應(yīng)設(shè)兩個(gè)出口，并宜布置在配電室的兩端〞。3〕梁高：有的制定在合計(jì)室內(nèi)凈高時(shí)未計(jì)及梁的高度。由于變配電所的跨度較大，有時(shí)梁的高度可達(dá)800mm左右，故在提土建條件層高時(shí)應(yīng)合計(jì)梁的高度。4〕值班室：有的制定將值班室設(shè)在交通不便的里角。這不符合GB50053－94的第4.1.6條規(guī)定，該條規(guī)定“有人值班的配電所，應(yīng)設(shè)單獨(dú)的值班室。高壓配電室與值班室應(yīng)直通或經(jīng)過(guò)通道相通，值班室應(yīng)有直接通向戶外或通向走道的門(mén)。〞5〕電纜溝：有的變電所內(nèi)雙排布置的低壓配電屏僅在屏底和后側(cè)設(shè)置地溝，兩排屏的溝之間互不連通。為了方便電纜的進(jìn)出和今后線路的調(diào)整，宜將所內(nèi)所有主電纜溝和控制電纜溝均連通。6〕電纜分界室：有的分界室不滿足供電部門(mén)的要求。北京供電局規(guī)定北京地區(qū)的10kV用戶必須設(shè)置電纜分界室作為工程的電源總進(jìn)線室。電纜分界室的位置應(yīng)接近電源進(jìn)線方向，并靠近建筑物的外墻。其面積一般為6m×3.5m即20mm2左右，凈高應(yīng)不小于2.7m，下設(shè)凈高不小于1.8m的電纜夾層，并設(shè)600mm×600mm的人孔和爬梯。電纜分界室在無(wú)地下室的建筑物中一般設(shè)在一層；而在有地下室的建筑物中，則不管地下有幾層，電纜分界室均要求設(shè)在地下一層。依據(jù)北京市供電局的規(guī)定，電纜分界室歸北京市供電局管理，故電纜分界室的門(mén)應(yīng)向外開(kāi)向公共走道。5.設(shè)備布置在變配電所的設(shè)備布置方面，我們也存在種種問(wèn)題，甚至違反強(qiáng)制性條文的規(guī)定，現(xiàn)僅舉列如下：1〕高、低壓配電系統(tǒng)圖與平面圖不一致。其表現(xiàn)形式有兩種：其一是系統(tǒng)圖與平面圖中柜屏的排列順序相反?？聪到y(tǒng)圖時(shí)是面向柜屏的正面，將其從左至右排列為1、2、3……n；而在平面圖上卻是面向屏的背面，將其從左至右排列為1、2、、3……n，必定弄反了。要避免這一錯(cuò)誤的關(guān)鍵是在系統(tǒng)圖和平面圖上都應(yīng)面向柜屏的正面從左至右按順序排列。其二是平面圖上雙排面對(duì)面布置的配電屏之間有母線橋，而在系統(tǒng)圖卻未畫(huà)出。2〕低壓配電屏屏前、屏后通道寬度不滿足新規(guī)范要求。如屏后有時(shí)僅距墻700mm，抽屜式低壓屏雙排面對(duì)面布置時(shí)僅相距1800mm.依據(jù)規(guī)范GB50053－94第4.2.9條規(guī)定，低壓配電室內(nèi)成排布置配電屏的屏前、屏后的通道最小寬度為：其屏后通道，固定式和抽屜式均為1000mm；其屏前通道，固定式單排布置為1500mm，抽屜式單排布置為1800mm，固定式雙排面對(duì)面布置為2000mm，抽屜式雙排面對(duì)面布置為2300mm.只有當(dāng)建筑物墻面遇有柱類(lèi)局部凸出時(shí)，凸出部分的通道寬度可減少200mm.3〕配電柜屏“配電裝置長(zhǎng)度大于6m時(shí)，其柜屏后通道應(yīng)設(shè)兩個(gè)出口，低壓配電裝置兩個(gè)出口間的距離超過(guò)15m時(shí)，尚應(yīng)增加出口。〞這一條要強(qiáng)制執(zhí)行的理由，是為了當(dāng)高壓柜、低壓屏內(nèi)電氣設(shè)備有突發(fā)性故障時(shí)，在屏后的巡視或修理人員能及時(shí)離開(kāi)事故點(diǎn)。4〕配電室內(nèi)燈具采納線吊、鏈吊，且安裝在配電裝置的正上方不符合安全要求。GB50053－94第6.4.3條規(guī)定，“在配電室內(nèi)裸導(dǎo)體的正上方，不應(yīng)布置燈具和明敷線路，當(dāng)在配電室內(nèi)裸導(dǎo)體上方布置燈具時(shí)，燈具與裸導(dǎo)體的水平凈距不應(yīng)小于1.0m，燈具不得采納吊鏈和軟線吊裝〞。因低壓屏頂部布置有母線銅排通常又不封閉，故要執(zhí)行此條規(guī)定。配電室內(nèi)可采納線槽型熒光燈用吊桿安裝。5〕變配電所內(nèi)設(shè)有接地扁鋼沿墻敷設(shè)，但未設(shè)置臨時(shí)接地接線柱。為了方便試驗(yàn)和修理時(shí)臨時(shí)接地，應(yīng)適當(dāng)設(shè)置臨時(shí)接地接線柱。接地接線柱的做法可參見(jiàn)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)圖集86D563《接地裝置安裝》第25頁(yè)。6.推舉選用D，yn11結(jié)線變壓器最近十年，在TN系統(tǒng)中采納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)制定規(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)展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％，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同意達(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，推舉采納D，yn11結(jié)線組別的配電變壓器。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)，因此在工程制定中應(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，而我們制定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)備端電壓偏差同意值有以下要求：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)特別規(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。〞見(jiàn)92DQ1－77。有關(guān)電線電纜載流量的各種修正系數(shù)可參見(jiàn)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)合計(jì)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(wèn)題，其中特別的問(wèn)題是沒(méi)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，但有的制定者卻沒(méi)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?。要確定斷路器安裝處的短路電流，可按制定手冊(cè)進(jìn)行計(jì)算，但比較煩雜；也可以采納“短路電流查曲線法〞來(lái)確定計(jì)算電流，比較簡(jiǎn)便?，F(xiàn)將由上海電器科學(xué)研究所制定、浙江瑞安萬(wàn)松電子電器斷路器產(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)際工程制定中最常用的短路點(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納斷路器作短路保護(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(wèn)題，第一是改用短路分?jǐn)嗄芰Ω叩乃軞嗦菲?；第二是仍選用微型斷路器，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以下條件：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)將來(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)斷路器宜采納同一系列的產(chǎn)品，其額定電流等級(jí)最好相差1～2級(jí)，或依據(jù)生產(chǎn)廠提供的級(jí)聯(lián)配合表來(lái)選擇?，F(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(jiàn)，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(kāi)關(guān)后的母線低壓屏上。10.斷開(kāi)中性線及應(yīng)用四極開(kāi)關(guān)GB50054－95《低壓配電制定規(guī)范》實(shí)施以來(lái)，由于制定人員對(duì)規(guī)范的理解和熟悉不一致，因此在制定低壓配電系統(tǒng)時(shí)對(duì)斷開(kāi)中性線及應(yīng)用四極開(kāi)關(guān)的做法也就很難統(tǒng)一。針對(duì)這一狀況，《電氣工程應(yīng)用》雜志從1999年第一期起，陸續(xù)