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1、变、配电所电气设计常见疑难问题解析,陈文良,1 .“10 kv以下变电所设计规范” GB50053-94 第3.3.3条,变电所中单台变压器(低压为0.4kv)的容量不宜大于1250kvA。现在是否有新的规定?,解析:修订“征求意见稿”已改为1600kvA。但应注意:当用电设备容量较大,负荷集中且运行合理时,可选用较大容量的变压器,但低于保护设备的开料容量应满足系统短路容量所要求。,2. 民用建筑设计通则GB50352-2005第8.3.1.1条之4款规定,变配电所“不应设在厕所、浴室或其他经常积水场所的正下方,且不宜与上述场所相贴邻”。如何理解和执行?,解析: 首先应尽量按上述规范要求而进行
2、变配电所的选址。 在确认建筑专业必须把变配电所设置在厕所、浴室或其他 经常积水场所的正下方时,则可采取隔板来处理。该隔板应按楼板要求而设计,并应采取可靠的防水、排水措施。 当变配电所与上述场所贴邻时,墙的两面都应防水处理或采用双墙设计;当与水池贴邻时,必须做双墙设计并采取可靠防水措施。,3. 民用建筑设计通则GB50352-2005第8.3.1.1条之5款规定,“当配变电所的正上方、正下方为住宅、客房、办公室等场所时,配变电所应作屏蔽处理。”如何理解和执行?,解析:参考办公室建筑设计规范JGJ67-2006 第4.5.3条:“产生噪声和振动的设备机房应采取消声、隔声和减振等措施,并不宜毗邻办公
3、用房和会议室,也不宜布置在办公用房和会议室的正上方”;此外,深圳市供电局“深供电市200629号文”第6.4.6.5条亦规定:“公用变压器房和综合房不得邻近住宅单元。”故配变电所应尽量避免设于住宅、客房或办公室的正上方或正下方。,4. 是不是所有工程(有变电所的)都要设置高压计量柜?共建中变配电所的高压环网单元能否和高压计量柜共室布置?,解析:根据深圳市供电局要求,除住宅专用变压器外,由高压供电的变配电所一般应设置高压计量柜,且高压计量柜宜与用户高压配电柜同室布置。但具体工程应以供电部门审批要求为准。,解析:高压环网柜下部可采用电缆沟,或基础升高架,或二者之组合但无论哪种方式,都须保证高压柜柜
4、下空间(高度)要满足高压电缆敷设的弯曲半径要求(比如对于深圳地区较常见的YJV29 - 8.7/15kv3*300m电缆而言,其敷设时弯曲半径不应小于800mm) 当确因场地条件限制而高压环网柜下部不设电缆时,可采用环网柜厂家提供或由施工方自行制作的、足够高度的基础升高架。显然,此时高压柜前尚应设置操作平台,该平台应充分考虑环网柜柜前操作尺寸(指高度和宽度两个方向)。,5. 高压环网柜下部可否不开设电缆沟,而直接采用设备厂家提供的基础升高架?,6. 由高压开关柜至变压器的高压电缆截面如何选择?,解析:由高压开关柜至变压器高压侧的电缆截面的选择,应综合考虑: 应能承受最大短路电流作用时间内产生的
5、热效应,即应满足热稳定条件。按此条件选择的高压电缆截面(铜芯)不会超过3 x120 m 按敷设方式及环境条件确定的导体载流量,不应小于回路计算电流 线路在最大工作电流作用下的电压降,不得超过该回路的允许值。,7. 封闭式变压器与低压屏紧贴相邻安装时,其外壳防护等级必须是IP3X吗?,解析:设备外壳防护等级越高,则越不利于设备散热。故为便于散热,封闭式变压器和低压屏尽量不要紧贴布置。 根据10KV及以下变电所设计规范GB50053-94第4.1.3条,“具有符合IP3X防护等级外壳的不带可燃油的高、低压配电装置和非油浸电力变压器,当环境允许时,可相互靠近布置在同室内。”,8. 变压器低压侧主开关
6、短延时跟低压屏联络开关短延时相同(如都为0.2s),可以吗?,解析: 当变压器低于侧主开关和母线联络开关,已通过动作电流整定而严格达到上、下级保护的选择性时,则二者的短延时时间可取为一致。 当变压器低压侧主开关和母线联络开关,未能按前述的动作电流实施保护选择性时,则可采用不同动作时间来实现保护配合性,即此时,变压器低压侧主开关两个动作时间应有一定的极差,一般可取0.2s 。,9. 变压器的低压进线开关跟低压联络开关间,需要设置机械联锁吗?,解析:民用建筑电气设计规范JGJ16-2008第4.4.12条第2款规定:“当低压母线分段开关采用自动投切方式时,应采用断路器,且应符合下列要求:。电源主断
7、路器与母联断路器之间应有电气联锁。 至于是否必设机械联锁,现行规范虽无明文规定,但本市特约定如下:属于不同市电电源供电的多台变压器,其低压进线开关跟低压联络开关之间,应设机械联锁,以可靠地保证不同市电电源不会并列运行。,10. 据说目前不少变压器实际负荷率偏低,本市能否对变压器负荷率做出限定?,解析:目前部分设计的变压器长期工作负荷率有偏低趋向,造成电能的无谓浪费现象严重。综合考虑变压器的一、二投资及经济运行率,我市特约定变压器长期工作负荷率不宜低于70%,而上限可不超过85%,参民用建筑电气设计规范JGJ16-2008第4.3.2条规定。,11. 当由变电所配电屏直接给附近小功率设备配电时,
8、采用较小截面的线缆,往往难以满足热稳定要求,怎么办?,解析:根据低压配电设计规范GB50054-2011第3.2.14及第6.2.3条,导体应满足热稳定要求,而对于其中绝缘导体,规范还给出了具体验算公式。 对于变电所内部及就近线路而言,因短路回路阻抗较小,故短路电流要比其他处大之较多,导致变电所附近小截面导体的热稳定校验,往往难以满足要求。 在进行经济比较之后,可选择采用熔断器(具体可参考工业与民用建筑配电设计手册第3版P585表11-2)或限流型断路器进行线路保护,或适当加大电缆截面(注:加长电缆长度的方式不可取)。,12. 配电箱总开关何时必须采用带保护的开关(如断路器)?何时必须采用带隔
9、离作用的开关电器?,解析: 民用建筑电气设计规范JGJ16-2008第7.1.4条规定:“由市引入的低压电源线路,应在电源箱的受电端设置具体隔离作用的电器;由本单位配变电所引入的专用回路,在受电端可装设不带 保护的开关电器;对于树干式供电系统的配电回路,各受电端均应装设带保护的开关电器” 住宅建筑规范GB50386-2005第8.5.4条规定,“每套住宅应设置电源总断路器,总断路器应采用可同时断开相线和中性线的开关电器”(强条)。本市认定该“总断路器”应指户箱内的总开关。 除上述 、之外,本市另约定:由本单位变电所供电但距离变电所较远的电源箱,或者电源箱受电端如无隔离及保护电器将造成操作,维修
10、很不方便或很不安全时,建议该电源箱受电端(即“总开关”)也宜设置具有隔离作用和保护作用的电器。,13. 住宅建筑规范GB50386-2005第8.5.4条规定,“每套住宅应设置电源总断路器,总断路器应采用可同时断开相线和中性性的开关电器”。此条文如何理解?,解析:单就“每套住宅应设置电源总断路器”这个条文的表述而言,确实无法判定总断路器的具体装设部位(是电表箱出线开关?还是用户箱进线总开关?)。但结合规范条文解释及揣摩规范本意,应是要求住户配电箱内的总开关采用断路器(而且是可同时断开相线和中性线的断路器)。本市要求户箱内总开关采用断路器。,解析:首先要明确一点:电气线管在吊顶直接敷设,不存在“
11、暗敷”之说,均应视为“明敷”。 当为消防配电线路(MI电缆除外),并在吊顶内敷设(即明敷)时: 1)若为高层民用建筑,根据高层民用建筑设计防火规范GB50045-95(2005年版)第9.1.4.1条:“明敷设时,应穿有防火保护的金属管或有防火保护的封闭式金属线槽。” 2)除1)之外的建筑,应遵循建筑设计防火规范GB50016-2006第11.1.6条:“明敷时(包括敷设在吊顶内),应穿金属管或封闭式金属线槽,并应采取防火措施。,14. 配电线路穿难燃塑料管时,可否在吊顶内直接敷设?,当为非消防配电线路时: 1)适用于建规GB50016-2006的建筑物,应执行建规GB50016-2006第1
12、1.2.3条:“配电线路敷设在有可燃物的吊顶内时,宜采用穿金属管、采用密闭式金属线槽或难燃材料的塑料管等防火保护措施 ”。 2)除1)之外的建筑物,应执行低压配电设计规范GB50054-2011第7.2.8条:配电线缆在建筑物闷顶内敷设的,“必须采用金属管、金属线槽布线。,15.具有隔离功能的PC级双电源自动切换开关的前端,是否应加具有隔离、过载及短路保护的断路器?而CB级双电源自动切换开关的前端,是否可以不加该类隔离电器了?,解析:PC级ATSE只负责完成电源转换,不具备保护功能;CB级ATSE除具有电源转换功能外,还具有短路保护功能(另注:CB级ATSE用于消防设备的配电线路时,不应装设直
13、接切断电路的过负荷保护)。 无论PC级还是CB级,仅就ATSE最本质功能而言,它们只须提供电源转换。而至于隔离、过载及短路保护等其他功能,并非ATSE得内在需求,也不是ATSE自身所能决定的。此时应综合考量配电系统结线方式、ATSE具体装设部位等因素来确定。,16. 电缆载流量到底应以哪本规范(或设计手册)为准?电缆载流量的校正系数(比如在槽式架内敷设时)如何选取?,解析:工业与民用配电设计手册第3版(2005年10月)和建筑电气常用数据04DX101-1(2006年6月),基本等效采用了国家于2003年颁布实施的布线系统载流量GB/T16895.15-2002(等同IEC60364-5-52
14、3:1999),且内容有所细化和丰富。电缆敷设方式分类、对应于不同于环境温度和土壤热阻系数的校正系数、多回路电缆敷设的降低系数,以及分类敷设方式下的载流量等,均已涵盖在内,所以查阅电缆载流量等参数时,可采用该设计手册或04DX101-1中的相关数据。,17. 设备控制箱与被控设备不在同一地时(如冷却塔设在裙房屋顶,而其电源控制箱可能设在地下室),设备的配电现场要采取什么电气措施?,解析:通用用电设备配电设计规范GB5005-93第2.6.4条规定:“远方控制的电动机,应有就地控制和解除远方控制的措施;当突然启动可能危及周围人员安全时,应在机械旁装设启动预告信号和应急断电开关或自锁式按钮。” 当
15、电动机突然启动可能危及周围人员安全时,可考虑在电动机配电的二次回路或一次回路上采取相关保障措施。,18. 保护电器选择性配合设计的原则,保护电器选择性动作的基本要求: 1) 要求末级保护电器以最快的速度切断。对保护电器选择性动作的基本要求故障电路,在不影响工艺要求的情况下最好是瞬间切断。 2)上一级保护采用断路器时,宜设有短延时脱扣,整定电流和延长时间可调,以保证下级保护先动作。 3)上级保护用熔断保护时,其反时限特性应相互配合,用过电流选择比给予保证。 4) 自变压器低压侧配出回路至用电设备之间的配电级数不宜超过三级。对非重要负荷可不超过四级。 5) 配电系统的第一、二级之间保护电器应具有动
16、作选择性。并宜采用选择型保护电器,对于非重要负荷可以采用无选择性切断。,熔断器与熔断器的级间配合1.在一般配电线路,过载和短路电流较小的情况下,可按熔断器的时间一电流特性不相交,或按上下级熔体的额定电流选择比来实现。当弧前熔断时间大于0.01s时,按国家标准在一般情况下,其熔断体电流选择比(即熔体额定电流之比)不小于1.6:1即认为满足选择性要求。gG、aM是熔体根据使用类别见下表。,注:对于上述二种分类可以有不同的组合如gG、am。2、在短路电流很大,而弧前熔断时间小于0.01s时,除满足上述条件外,还需要用 T 值进行校验,只有上一级熔断器,弧前 T 值大于下级熔断器 T值时,才能保证满足选择性要求。,断路器与断路器的级间配合1、当上下级断路器出线端处预期短路电流有较大差别时,并上下级断路器均设有瞬时脱扣器,则上级断路器的瞬时脱扣器整定电流应大于下级的预期短路电流,以保证有选择保护。2、 当上下级断路器距离很近,出线端预期短路电流差别很小时,则上级断路器宜选用带有短延时脱扣器,一般情况下,第一级保护电器(如变压器出线低压侧总