低压电气系统设计中需要注意的几个问题

2015-03-24梁永春

电气开关 2015年1期

梁永春

(大连市产品质量监督检验所，辽宁大连 116021)

1 引言

在低压电气系统进行配电和电气传动的设备广泛应用的今天，低压配电和电气传动系统的设计显得尤为重要。而各种原因往往会忽视一些技术细节问题，这些技术细节不仅关系到电气系统的合理构建，还与电气系统的长期正常使用以及设备成本密切相关。因此要做到设计合理并为用户节约投资，就需要注重低压电气设计的各个技术细节，减少设计缺陷。本文将在日常从事低压电气检测工作中发现的一些技术细节问题整理出来，并进行简要的分析，与大家共同交流。

2 正确进行计算负荷

在低压配电设计中，计算负荷是一个重要的基本概念。计算负荷是一个假象的恒定持续性负荷，它是实际负荷的一个温升等效负荷，计算负荷不是实际负荷。通过计算负荷，可以从热效应的角度判别不同负荷对电力系统产生的负担的轻重。负荷计算常用的方法包括需要系数法、二项式法、利用系数法、单位面积法及单位指标法等，其中需要系数法、二项式法较为常见。在负荷计算时应特别注意以下事项:

(1)为选择变压器而进行负荷计算时，备用设备的容量不要算入计算负荷中。备用设备是工作设备的备用机(如备用水泵)，一般是不会和工作设备同时运行的。把备用设备的容量也纳入计算负荷等于重复计入了设备容量。

(2)检修设备和消防设备的用电可不计算负荷重。这是因为在使用检修设备和消防设备时，会人为停止一部分工作设备和切除一部分非消防用电，只要切除的用电负荷超过了检修设备和消防设备的用电，在选择变压器时就不必计入检修设备和消防设备负荷。

(3)进行负荷计算时，要特别注意用电设备较少以及存在一定数量较大负荷的情况。如果计算分组中的用电设备数量不大于3台，则应以这些设备的额定功率之和作为分组的计算负荷。如果用电设备组中存在一定数量的较大负荷，在进行负荷计算时要重点考虑这些较大负荷的影响，此时，推荐采用二项式法进行负荷计算。

3 低压电气系统的接地

低压电气接地系统分电力系统的工作接地和用电设备外露导电部分的保护接地。接地系统分为TN、TT和IT三种类型，其中应用较多的TN系统又细分为TN-S、TN-C-S和TN-C三种类型。

不少设计人员认为必须在变压器室将变压器N接线柱进行接地才能构成 TN-S系统，如果在低压配电室受电开关柜处进行N线接地就只能构成TN-C-S系统了。其实，当变压器室紧邻低压配电室以及中性线截面足够大(不小于相线的一半)的情况下，TN-S和TN-C-S几乎没有区别。这是因为当变压器室紧邻低压配电室、且中性线截面不小于相线的一半时，这段N线导体上的任意一点都可以看作是等电位点，因而在低压配电室受电开关柜处进行N线的接地和在变压器室进行变压器N接线柱接地几乎等同。此时，构成的接地系统仍然是TN-S系统。在低压配电室受电开关柜处进行系统的接地，还为施工和零序电流互感器的安装带来了方便，也节约了从变压器室到低压配电室的铜材。

4 固定式低压柜回路设计

目前，在国内许多工程中，固定式低压柜因其结构简单、通风散热好以及造价低廉等优势，日益被用户广泛接受。在进行固定式低压柜设计时应注意以下事项:

(1)为使检修不影响供电，并方便地更换固定式低压柜里的断路器，应在断路器前端加装隔离开关或采用插拔式断路器。同时，为了尽量降低设备投资，相互关联紧密的配电回路宜共用隔离开关。

(2)在选择低压柜内隔离开关时，应注明其使用类别AC－20～AC－23，即无载通断AC－20，通断阻性负载AC－21，通断阻感混合负载AC－22，通断电动机或其他高感负载AC－23。

(3)由于固定式低压柜中的配电或电动机控制回路不像抽屉式低压柜那样具有互换性，因而在固定式低压柜中不要留有电动机控制备用回路，仅仅预留作为将来增加馈出线的配电回路。

5 低压柜内部主母线及其他主回路导体的选择

在进行低压柜的设计时，设计人员往往只在图样上标注低压进线总开关额定电流规格，柜内水平主母线和其他主回路导体的规格，交给低压柜成套厂去选定。但是，在柜内水平主母线和其他主回路导体的规格选择基准上，设计人员和成套厂往往有不同看法。设计人员从用户今后可能的发展考虑，认为低压柜内水平主母线和其他主回路导体的规格应按照低压断路器脱扣器额定电流进行配置选择;而低压柜成套厂从节约铜材的角度考虑，往往按照低压断路器脱扣器整定电流进行配置选择。例如，受电/配电回路选用NSX400断路器，脱扣器额定电流是400A，其长延时脱口整定电流有9档可调，设计整定280A。对成套厂来说，母线或其他导体载流量大于280A即可满足设计要求。但设计人员认为母线或其他导体载流量应按照400A配置，因为脱扣器整定电流可调，若该回路负荷今后有增加，现场只需用重新整定脱扣器即可，而不需要再更换导体。

设计人员应在设计时就选定柜内水平主母线和其他主回路导体的规格。选定的原则是:从变压器二次侧出线到一级配电低压柜(负荷中心柜)的主母线截面，按照变压器的容量来选择;从一级配电低压柜(负荷中心柜)到其他二级配电/控制柜的母线截面按照断路器脱扣器的额定电流来选择;低压柜内部导体也应该按照断路器脱扣器的额定电流来选择。