变配电所设计中普遍存在的问题综述

接地接线柱。接地接线柱的做法可参见国家标准图集86D563《接地装置安装》第25页。

　　6.推荐选用D，yn11结线变压器最近十年，在TN系统中采用D，yn11结线组别的变压器已很普遍，但还有不少工程仍选用Y，ynO结线组别的变压器，其原因主要是不清楚前者的优点。在GB50052－95《供配电系统设计规范》中第6.0.7条规定：“在TN及TT系统接地型式的低压电网中，宜选用D，yn11结线组别的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结线的变压器具有以下优点：

　　1）有利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，有利于抑制高次谐波电流，保证供电波形的质量。

　　2）有利于单位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大3倍以上，故有利于单相接地短路故障的切除。

　　3）能充分利用变压器的设备能力。Y，ynO结线变压器要求中性线电流不超过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量，影响了变压器设备能力的充分利用；而D，yn11结线变压器的中性线电流允许达到相电流的75％以上，甚至可达到相电流的100％，使变压器的容量得到充分的利用，这对单相负荷容量大的系统是十分必要的。因此在TN及TT系统接地型式的低压电网中，推荐采用D，yn11结线组别的配电变压器。

　　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、重量轻、载流量大、寿命长YJV型电缆寿命可长达40年，而VV型电缆仅为20年　等显著优点，因此在工程设计中应尽量选用YJV型交联聚乙烯电缆，逐步淘汰VV型聚氯乙烯电缆。

　　2）电缆截面选择：电缆作为导体的一种，其截面选择应满足规范强制性条文GB50054－95第2.2.2条，有关选择导体截面应符合的四点要求，而我们设计选用的电缆截面有时却不符合该条规范中第一、第二点的要求。

　　第一点：“线路电压损失应满足用电设备正常工作及起动时端电压的要求”。电缆截面的选择除了载流量要满足计算电流要求外，还应按电压损失进行校验。由于未进行电压损失校验，我们多次发现因选用6mm2、10mm2截面的电缆作远距离配电干线而不能满足用电设备端电压要求的错误，因此应进行电压损失计算，用以校验所选用的电缆截面是否满足用电设备端电压的要求。规范GB50052－95第4.0.4条，对用电设备端电压偏差允许值有下列要求：电机机为±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％；其它用电设备当无特殊规定时为±5％。

　　第二点：“按敷设方式及环境条件确定的导体载流量，不应小于计算电流。”在执行本条时应考虑环境温度、导体工作温度，并列系数等对电缆载流量的影响，尤其是电缆敷设时并列数对载流量的影响。如电缆在桥架上无间距配置2层并列时持续载流量的校正系数，梯架水平排列为0.65，托盘水平排列为0.55见92DQ1－77　。有关电线电缆载流量的各种修正系数可参见华北标《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考虑备用设备的用电和新增设备的用电。

　　8.断路器选择与短路电流计算在低压配电系统中用作保护电器的有断路器和熔断器两种。目前我们使用最多的是断路器，用它来作配电线路的短路保护和过载保护。但是，在选用低压断路器时存在不少问题，其中突出的问题是没有进行短路电流计算。配电线路短路保护电器的分断能力应大于安装处的预期短路电流。选择断路器应先计算其出口端的短路电流，但有的设计者却没有进行短路电流计算，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。要确定断路器安装处的短路电流，可按设计手册进行计算，但比较烦杂；也可以采用“短路电流查曲线法”来确定计算电流，比较简便。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品资料中提供的一种“短路电流查曲线法”附在后面。通过查此曲线，可以较方便地求得任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，实际工程设计中最常用的短路点是选在保护电器的出口端。

　　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保护时，断路器的分断能力必须大于安装处可能出现的短路电流。但是有时不能满足此要求。例如：C45N、C65N/H微型断路器的分断能力仅分别为6kA、10kA，但其安装处出口端的短路电流有时可达15kA甚至更高。这时可用两路办法来解决此问题，第一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，利用其与上级断路的级联配合来实现短路保护。但是，进行级联配合的上下级断路器的选择须满足下列条件：

　　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保护的线路应能承受短路电流的通过。

　　3）越级切断电路不应引起故障线路以外的一、二级负荷的供电中断。

　　4）上下级断路器宜采用同一系列的产品，其额定电流等级最好相差1～2级，或根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，不能与更大的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式主开关后的母线低压屏上。

　　10.断开中性线及应用四极开关 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认识不一致，因此在设计低压配电系统时对断开中性线及应用四极开关的做法也就很难统一。针对这一情况，《电气工程应用》杂志从1999年第一期起，陆续发表了多篇国内知名专家的专题论文。专家们就国内外规范和IEC标准对断开中性线及应用四极开关的有关规定和做法阐明了各自观点，使我们获益不少。现仅将专家们普遍认同，又与我们设计工作密切相关的一些观点整理如下。尽管这些观点尚未纳入国家规范中，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，如果两电源系统的接地型式不同，或者供电变压器绕组的接线组别不同，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系统中禁止断开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不必断开中性线；由外部低压电网向民用建筑物供电的进线处，宜隔离中性线可采用四极隔离开关等隔离电器，也可采用在中性线上设置连接片、接线端子或连接汇流排等措施　；每户住家的入户线处应隔离中性线大多居民用户为单相负荷，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电机电源间的转换开关需采用能断开中性线的四极开关，并使二者不能并联。

　　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、浴池等特别潮湿场所，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，保护人身安全，必须装设隔离电器把带有危及人身安全的中性线电位隔离。

　　综上所述，我们在变配电所设计中还存在各种各样的问题，有待今后改进。本人的简单分析和点滴看法，仅供参考。不当之处，请予以指正。