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[行业技术文章]变配电所设计中普遍存在的问题综述
更新时间:2013-04-11 发布:www.1024sj.com

简介:本文针对笔者多年来在审查10、6kV配电所及10、6/0.4kV变电所设计中发现的一些问题,依据国家现行规范和尺度进行简要分析,并提出具体的改良定见。
关头字:变电所配电所存在问题规范

  10、6kV配电所及10、6/0.4kV变电所设计,是工程建设中很是普通又很是重要的一项工作,其规范性和技术性都很强,许多方面触及到国家强制性条则的贯彻落实。要做好变配电所设计既要执行国家现行的有关规范和规程,又要知足当地供电部门的具体要求,否则会泛起种种问题,影响设计和工程进度。为了做好变配电所的设计,现将本人在审查我院变配电所设计图纸时发现各类问题中的一部门整理出来,进行简要的分析,与年夜家相互交流,以便配合提高。

  1.变电所和配电所的名称工程设计在使用名词术语时要力图准确,不能随意。在具体项目的设计文件中不宜笼统使用“变配电所”这一位称。“变配电所”是变电所和配电所的统称,仅用于泛指。具体谈到某种种别或某一个体时,应划分称为“变电所”或“配电所”。在GB50053-94《10kV及以下变电所设计规范》中,“变电所”的诠释是“10kV及以下交流电源经电力变压器变压后对用电装备供电”;“配电所”的诠释是“所内只有起开闭和分配电能作用的高压配电装配,母线上无主变压器”。在变电装配与配电装配均有时,以升降压为主要功能包括附有高、中压配电装配者,称为“变电所””以中压配电为主要功能包括附有3~10/0.4kV变压器者,称为“配电所”。一项工程具有多个变电所时,应以所在建筑物的名称或用流水号对各变电所划分命名。

  2.带电导系统统的型式和系统接地的型式凭据电工委员会IEC-TC64第312条,配电系统的型式有两个特征,即带电导系统统的型式如三相四线制和系统接地的型式如TN-C-S系统。在正式文件中不得把三相四线制的TN-S系统称为“三相五线制”。在GB50054-95《低压配电设计规范》第37页“名词诠释”中已明确指出,“三相四线制是带电导体配电系统的型式,三相指L1、L2、L3三相,四线指经由过程正常工作电流的三根相线和一根N线,不包括欠亨过正常工作电流的PE线”。它并进一步说明“TN-C、TN-C-S、TN-S、TT等接地型式的配电系统均属三相四线制”。在我国低压配电电压应采用220V/380V。带电导系统统的型式宜采用单相二线制、两相三线制、三相三线制和三相四线制。在设计文件中,对TN-S与TN-C-S接地型式的划定有时混淆不清。系统的接地型式通常为就一个变电所或一台变压器的供电范围而言。中性线N线和庇护线PE线仅在局部范围内如一栋楼或一层楼分隔时,应称TN-C-S系统。TN系统中某一残剩电流庇护器负荷侧电气装配的外露导电体零丁接地时,可称为局部TT系统。

  3.分级分类术语和尺度计单元设计文件中的各类分级、分类等名词术语,应与国家尺度、行尺度统一,不得混淆。如经常使用的术语:电力负荷应称为1、2、三级负荷,这里用“级”不用“类”;防雷建筑称为1、2、三类防雷建筑物,这里用“类”不用“级”新的防雷规范不再分工、平易近用,屋面避雷网的网格年夜小也应以新规范为准;爆炸性气体情况危险区域分为0、1、2区,爆炸性粉尘情况危险区域分为10、11区,火灾危险区域分为21、22、23区,这里均用“区”不用“级”或“类”;而炸药、炸药、弹药及火工品危险场所电气分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类危险场所,这里用“类”不用“区”。其他的名词术语也应准确使用,如在正式文件中应使用“断路器”、“变电所”,而不宜使用“自动开关”、“变电站”等等,纷歧一列举。计单元的尺度符号要准确,字母的年夜小写不能随意。如A、V、W、kV、kW、kVA、kvar、lx、km等应一概使用法定计单元,出格要注重单元符号字母的年夜小写要准确,凡由人名转化来的单元符号如A、V、W、N、Pa和兆以上的词头符号如M、G均应年夜写;除此之外,则一概小写,如kV、MW、kvar、km等。有关计单元的资料,可参阅“工与平易近用配电设计手册”第十六章第773~783页。

  4.对土建的要求在GB50053-94《10kV及以下变电所设计规范》中明确划定了变电所所址选择和对建筑等有关的要求,在执行中我们还存在很多具体问题,现仅列举以下几例略加分析,从此设计时应予以重视。

  1)防火挑檐:车间附设变电所选用油浸电力变压器时,有的未在变压器室年夜门的上方设置防火挑檐。在工程建设尺度强制性条则GB50053-94的第6.1.8条,划定“在多层和高层主体建筑物的底层安插有可燃性油的电气装备时,其底层外墙启齿部位的上方应设置宽度不小于1.0m的防火挑檐”。

  2)平安出口:有的设计在长度年夜于7m的配电室仅设一个出口或设两个出口但靠近统一端。这不合适GB50053-94第6.2.6条的划定,规范要求“长度年夜于7m的配电室应设两个出口,并宜安插在配电室的两头”。

  3)梁高:有的设计在斟酌室内净高时未计及梁的高度。由于变配电所的跨度较年夜,有时梁的高度可达800mm左右,故在提土建条件层高时应斟酌梁的高度。

  4)值班室:有的设计将值班室设在交通未便的里角。这不合适GB50053-94的第4.1.6条划定,该条划定“有人值班的配电所,应设零丁的值班室。高压配电室与值班室应纵贯或经过通道相通,值班室应有直接通向户外或通向走道的门。”

  5)电缆沟:有的变电所内双排安插的低压配电屏仅在屏底和后侧设置地沟,两排屏的沟之间互不连通。为了利便电缆的进出和从此线路的调整,宜将所内所有主电缆沟和控制电缆沟均连通。

  6)电缆分界室:有的分界室不知足供电部门的要求。北京供电局划定北京地域的10kV用户必需设置电缆分界室作为工程的电源总进线室。电缆分界室的位置应接近电源进线标的目的,并靠近建筑物的外墙。其面积通常是6m×3.5m即20mm2左右,净高应不小于2.7m,下设净高不小于1.8m的电缆夹层,并设600mm×600mm的人孔和爬梯。电缆分界室在无地下室的建筑物中一般设在一层;而在有地下室的建筑物中,则非论地下有几层,电缆分界室均要求设在地下一层。凭据北京市供电局的划定,电缆分界室回北京市供电局经管,故电缆分界室的门应向外开向公共走道。

  5.装备安插在变配电所的装备安插方面,我们也存在种种问题,甚至背反强制性条则的划定,现仅举列以下:

  1)高、低压配电系统图与平面图纷歧致。其浮现形式有两种:其一是系统图与平面图中柜屏的排列顺序相反。看系统图时是面向柜屏的正面,将其从左至右排列为1、2、3……n;而在平面图上却是面向屏的后背,将其从左至右排列为1、2、、3……n,必然弄反了。要避免这一毛病的关头是在系统图和平面图上都应面向柜屏的正面从左至右按顺序排列。其二是平面图上双排面临面安插的配电屏之间有母线桥,而在系统图却未画出。

  2)低压配电屏屏前、屏后通道宽度不知足新规范要求。如屏后有时仅距墙700mm,抽屉式低压屏双排面临面安插时仅相距1800mm。凭据规范GB50053-94第4.2.9条划定,低压配电室内成排安插配电屏的屏前、屏后的通道小宽度为:其屏后通道,固定式和抽屉式均为1000mm;其屏前通道,固定式单排安插为1500mm,抽屉式单排安插为1800mm,固定式双排面临面安插为2000mm,抽屉式双排面临面安插为2300mm。只有当建筑物墙面遇有柱类局部凸出时,凸出部门的通道宽度可削减200mm。

  3)配电柜屏后通道的出口数目不知足规范要求。作为规范强制性条则,GB50053-94第4.2.6条划定“配电装配长度年夜于6m时,其柜屏后通道应设两个出口,低压配电装配两个出口间的距离跨越15m时,尚应增加出口。”这一条要强制执行的理由,是为了当高压柜、低压屏内电气装备有突发性故障时,在屏后的巡视或维修人员能实时脱离事故点。

  4)配电室内灯具采用线吊、链吊,且安装在配电装配的正上方不合适平安要求。GB50053-94第6.4.3条划定,“在配电室内裸导体的正上方,不应安插灯具和明敷线路,当在配电室内裸导体上方安插灯具时,灯具与裸导体的水平净距不应小于1.0m,灯具不得采用吊链和软线吊装”。因低压屏顶部安插有母线铜排凡是又不封锁,故要执行此条划定。配电室内可采用线槽型荧光灯用吊杆安装。

  5)变配电所内设有接地扁钢沿墙敷设,但未设置姑且接地接线柱。为了利便实验和维修时姑且接地,应适当设置姑且接地接线柱。接地接线柱的做法可参见国家尺度图集86D563《接地装配安装》第25页。

  6.推荐选用D,yn11结线变压器比来十年,在TN系统中采用D,yn11结线组此外变压器已很普遍,但还有很多工程仍选用Y,ynO结线组此外变压器,其缘由主要是不清晰前者的点。在GB50052-95《供配电系统设计规范》中第6.0.7条划定:“在TN及TT系统接地型式的低压电网中,宜选用D,yn11结线组此外三相变压器作为配电变压器”。这里“宜选用”的理由,主要基于D,yn11结线比Y,ynO结线的变压用具有以下点:

  1)有益于抑制高次谐波电流。三次及以上高次谐波激磁电流在原边接成△形条件下,可在原边形成环流,有益于抑制高次谐波电流,保证供电波形的。

  2)有益于单元相接地短路故障的切除。因D,yn11结线比Y,ynO结线的零序阻抗小得多,使变压器配电系统的单相短路电流扩年夜3倍以上,故有益于单相接地短路故障的切除。

  3)能充实哄骗变压器的装备能力。Y,ynO结线变压器要求中性线电流不跨越低压绕组额定电流的25%见GB50052-95第6.0.8条,严重地限制了接用单相负荷的容,影响了变压器装备能力的充实哄骗;而D,yn11结线变压器的中性线电流允许到达相电流的75%以上,甚至可到达相电流的100%,使变压器的容获得充实的哄骗,这对单相负荷容年夜的系统是十分需要的。是以在TN及TT系统接地型式的低压电网中,推荐采用D,yn11结线组此外配电变压器。

  7.电缆型号与截面的选择

  1)电缆选型:YJV型交联聚乙烯电缆和VV型聚氯乙烯电缆,是工程建设中普遍选用的两种电缆。YJV型交联电缆与VV型电缆相比,虽然价格略贵,但具有外径小、重轻、载流年夜、寿命长YJV型电缆寿命可长达40年,而VV型电缆仅为20年等显著点,是以在工程设计中应尽选用YJV型交联聚乙烯电缆,慢慢淘汰VV型聚氯乙烯电缆。

  2)电缆截面选择:电缆作为导体的一种,其截面选择应知足规范强制性条则GB50054-95第2.2.2条,有关选择导体截面应合适的四点要求,而我们设计选用的电缆截面有时却不合适该条规范中第1、第二点的要求。点:“线路电压损失应知足用电装备正常工作及起动时端电压的要求”。电缆截面的选择除载流要知足计较电流要求外,还应按电压损失进行校验。由于未进行电压损失校验,我们屡次发现因选用6mm2、10mm2截面的电缆作远距离配电干线而不能知足用电装备端电压要求的毛病,是以应进行电压损失计较,用以校验所选用的电缆截面是否知足用电装备端电压的要求。规范GB50052-95第4.0.4条,对用电装备端电压误差允许值有下列要求:机电机为±5%;在一般工作场所的照明为±5%,远离变电所的小面积一般工作场所照明、应急照明、道路照明和警卫照明为+5%、-10%;其它用电装备当无特殊划定时为±5%。第二点:“按敷设方式及情况条件肯定的导体载流,不应小于计较电流。”在执行本条时应斟酌情况温度、导体工作温度,并列系数等对电缆载流的影响,尤其是电缆敷设时并列数对载流的影响。如电缆在桥架上无间距设置装备摆设2层并列时延续载流的校正系数,梯架水平排列为0.65,托盘水平排列为0.55见92DQ1-77。有关电线电缆载流的各类批改系数可参见华北标《建筑电气通用图集》92DQ1-75~77页。

  此外,电缆截面的选择还须适当斟酌备用装备的用电和新增装备的用电。

  8.断路器选择与短路电流计较在低压配电系统中用作庇护电器的有断路器和熔断器两种。今朝我们使用多的是断路器,用它来作配电线路的短路庇护和过载庇护。可是,在选用低压断路器时存在很多问题,其中突出的问题是没有进行短路电流计较。配电线路短路庇护电器的分断能力应年夜于安装处的预期短路电流。选择断路器应先计较其出口真个短路电流,但有的设计者却没有进行短路电流计较,所选短路器的极限短路分断能力不够,不能切断短路故障电流。要肯定断路器安装处的短路电流,可按设计手册进行计较,但比力烦杂;也能够采用“短路电流查曲线法”来肯定计较电流,比力简洁。现将由上海电器科学研究所设计、浙江瑞安万松电子电器有限公司断路器产物资料中提供的一种“短路电流查曲线法”附在后面。经由过程查此曲线,可以较利便地求得肆意安装位置的短路电流近似值。所举例子的短路点仅为假设,现实工程设计中经常使用的短路点是选在庇护电器的出口端。

  9.断路器与断路器的级联配合低压配电线路采用断路器作短路庇护时,断路器的分断能力必需年夜于安装处可能泛起的短路电流。可是有时不能知足此要求。例如:C45N、C65N/H微型断路器的分断能力仅划分为6kA、10kA,但其安装处出口真个短路电流有时可达15kA甚至更高。这时候可用两路法子来解决此问题,是改用短路分断能力高的塑壳断路器;第二是仍选用微型断路器,哄骗其与上级断路的级联配合来实现短路庇护。可是,进行级联配合的上下级断路器的选择须知足下列条件:

  1)先决条件是上级断路器的固有分断时间比下级断路器的全分断时间短。也就是说下级断器出口端短路时,下级未来得及切断短路电流,上一级先行切断了短路电流。

  2)下级断路器虽不能切断短路电流,但下级断路器及其被庇护的线路应能承受短路电流的经由过程。

  3)越级切断电路不应引发故障线路之外的1、二级负荷的供电中断。

  4)上下级断路器宜采用统一系列的产物,其额定电流品级好相差1~2级,或凭据生产厂提供的级联配合表来选择。现将施耐德电气公司提供的级联配合表附后。由此表可见,C65N/H型断路器可与NS100、NS160、NS250型断路器进行级联配合,不能与更年夜的NS400、N630及以上的断路器进行配合,更不能直接接在变压器低压侧框架势主开关后的母线低压屏上。

  10.断开中性线及运用四极开关GB50054-95《低压配电设计规范》实施以来,由于设计人员对规范的理解和熟悉纷歧致,是以在设计低压配电系统时对断开中性线及运用四极开关的做法也就很难统一。针对这一情况,《电气工程运用》杂志从1999年期起,陆续发表了多篇国内知名家的题论文。家们就国内外规范和IEC尺度对断开中性线及运用四极开关的有关划定和做法说明了各自概念,使我们获益很多。现仅将家们普遍认同,又与我们设计工作紧密亲密相关的一些概念整理以下。虽然这些概念还没有纳进国家规范中,但对我们的设计工作颇具现实指导意义。

  1)当两个电源间需进行电源转换时,若是两电源系统的接地型式分歧,或供电变压器绕组的接线组别分歧,则应断开中性线,并采用四极开关。

  2)IT系统和TT系统应当隔离中性线。TN-C系统中制止断开PEN线。

  3)TN-S系统中,不需要断开中性线;变压器低压侧出口总开关与母联开关没必要断开中性线;由外部低压电网向平易近用建筑物供电的进线处,宜隔离中性线可采用四极隔脱离关等隔离电器,也可采用在中性线上设置毗连片、接线端子或毗连汇流排等措施;每户住家的进户线处应隔离中性线年夜多居平易近用户为单相负荷,采用双极开关即可解决问题。

  4)正常供电电源与应急备用发机电电源间的转换开关需采用能断开中性线的四极开关,并使两者不能并联。

  5)在有气体爆炸危险的1区及有粉尘爆炸危险的10区场所,游泳池、混堂等出格湿润场所,应装设将中性线和相线一起断开的隔离电器。

  6)为了在检修维护时,庇护人身平安,必需装设隔离电器把带有危及人身平安的中性线电位隔离。

  综上所述,我们在变配电所设计中还存在各类各样的问题,有待从此改良。本人的简单分析和点滴看法,仅供参考。不妥的地方,请予以指正。

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