10、6 kV配電所及10、6/0.4kV變電所設(shè)計(jì)，是工程建設(shè)中非常普通又非常重要的一項(xiàng)工作，其規(guī)范性和技術(shù)性都很強(qiáng)，很多方面涉及到國(guó)家強(qiáng)制性條文的貫徹落實(shí)。要做好變配電所設(shè)計(jì)既要執(zhí)行國(guó)家現(xiàn)行的有關(guān)規(guī)范和規(guī)程，又要知足當(dāng)?shù)毓╇姴糠值脑敿?xì)要求，否則會(huì)泛起種種題目，影響設(shè)計(jì)質(zhì)量和工程進(jìn)度。為了做好變配電所的設(shè)計(jì)，現(xiàn)將變配電所設(shè)計(jì)圖紙時(shí)發(fā)現(xiàn)各種題目中的一部門收拾整頓出來，進(jìn)行扼要的分析，與大家相互交流，以便共同進(jìn)步。
　　1.變電所和配電所的名稱工程設(shè)計(jì)在使用名詞術(shù)語時(shí)要力求正確，不能隨意。在詳細(xì)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)文件中不宜籠統(tǒng)使用“變配電所”這一名稱。“變配電所”是變電所和配電所的統(tǒng)稱，僅用于泛指。詳細(xì)談到某種種別或某一個(gè)體時(shí)，應(yīng)分別稱為“變電所”或“配電所”。在GB50053－94《10kV及以下變電所設(shè)計(jì)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)只有起開閉和分配電能作用的高壓配電裝置，母線上無主變壓器”。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)接地的型式根據(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)稱為“三相五線制”。在GB50054－95《低壓配電設(shè)計(jì)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，四線指通過正常工作電流的三根相線和一根N線，不包括不通過正常工作電流的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)采用220V/380V.帶電導(dǎo)體系統(tǒng)的型式宜采用單相二線制、兩相三線制、三相三線制和三相四線制。在設(shè)計(jì)文件中，對(duì)TN－S與TN－C－S接地型式的規(guī)定有時(shí)攪渾不清。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時(shí)，應(yīng)稱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)，可稱為局部TT系統(tǒng)。
　　3.分級(jí)分類術(shù)語和尺度計(jì)量單位設(shè)計(jì)文件中的各種分級(jí)、分類等名詞術(shù)語，應(yīng)與國(guó)家尺度、行業(yè)尺度同一，不得攪渾。如常常使用的術(shù)語：電力負(fù)荷應(yīng)稱為一、二、三級(jí)負(fù)荷，這里用“級(jí)”不用“類”；防雷建筑稱為一、二、三類防雷建筑物，這里用“類”不用“級(jí)”新的防雷規(guī)范不再分產(chǎn)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”；而炸藥、火藥、彈藥及火工品危險(xiǎn)場(chǎng)所電氣分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ類危險(xiǎn)場(chǎng)所，這里用“類”不用“區(qū)”。其他的名詞術(shù)語也應(yīng)準(zhǔn)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)開關(guān)”、“變電站”等等，不逐一列舉。計(jì)量單位的尺度符號(hào)要準(zhǔn)確，字母的大小寫不能隨意。如A、V、W、kV、kW、kVA、kvar、lx、km等應(yīng)一律使用法定計(jì)量單位，特別要留意單位符號(hào)字母的大小寫要準(zhǔn)確，凡由人名轉(zhuǎn)化來的單位符號(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；除此之外，則一律小寫，如kV、MW、kvar、km等。有關(guān)計(jì)量單位的資料，可參閱“產(chǎn)業(yè)與民用配電設(shè)計(jì)手冊(cè)”第十六章第773～783頁(yè)。
　　4.對(duì)土建的要求在GB50053－94《10kV及以下變電所設(shè)計(jì)規(guī)范》中明確劃定了變電所所址選擇和對(duì)建筑等有關(guān)專業(yè)的要求，在執(zhí)行中還存在不少詳細(xì)題目，現(xiàn)僅列舉以下幾例略加分析，今后設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)予以正視。
　　1）　防火挑檐：車間附設(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的上方設(shè)置防火挑檐。在工程建設(shè)尺度強(qiáng)制性條文GB50053－94的第6.1.8條，劃定“在多層和高層主體建筑物的底層布置有可燃性油的電氣設(shè)備時(shí)，其底層外墻啟齒部位的上方應(yīng)設(shè)置寬度不小于1.0m的防火挑檐”。
　　2）　安全出口：有的設(shè)計(jì)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)出口但靠近統(tǒng)一端。這不符合GB50053－94第6.2.6條的劃定，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：有的設(shè)計(jì)在考慮室內(nèi)凈高時(shí)未計(jì)及梁的高度。因?yàn)樽兣潆娝目缍容^大，有時(shí)梁的高度可達(dá)800mm左右，故在提土建前提層高時(shí)應(yīng)考慮梁的高度。
　　4）　值班室：有的設(shè)計(jì)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條劃定，該條劃定“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)縱貫或經(jīng)由通道相通，值班室應(yīng)有直接通向戶外或通向走道的門。”
　　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。為了利便電纜的進(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：有的分界室不知足供電部分的要求。北京供電局劃定北京地區(qū)的10kV用戶必需設(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，則不論地下有幾層，電纜分界室均要求設(shè)在地下一層。根據(jù)北京市供電局的劃定，電纜分界室歸北京市供電局治理，故電纜分界室的門應(yīng)向外開向公共走道。
　　5.設(shè)備布置在變配電所的設(shè)備布置方面，也存在種種題目，甚至違背強(qiáng)制性條文的劃定，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。看系統(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)誤的樞紐是在系統(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臨面布置的配電屏之間有母線橋，而在系統(tǒng)圖卻未畫出。
　　2）低壓配電屏屏前、屏后通道寬度不知足新規(guī)范要求。如屏后有時(shí)僅距墻700mm，抽屜式低壓屏雙排面臨面布置時(shí)僅相距1800mm.根據(jù)規(guī)范GB50053－94第4.2.9條劃定，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，固定式雙排面臨面布置為2000mm，抽屜式雙排面臨面布置為2300mm.只有當(dāng)建筑物墻面遇有柱類局部凸出時(shí)，凸出部門的通道寬度可減少200mm.
　　3）配電柜屏　后通道的出口數(shù)目不知足規(guī)范要求。作為規(guī)范強(qiáng)制性條文，GB50053－94第4.2.6條劃定“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)出口間的間隔超過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)，在屏后的巡視或維修職員能及時(shí)離開事故點(diǎn)。
　　4）配電室內(nèi)燈具采用線吊、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條劃定，“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，燈具不得采用吊鏈和軟線吊裝”。因低壓屏頂部布置有母線銅排通常又不封鎖，故要執(zhí)行此條劃定。配電室內(nèi)可采用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。為了利便試驗(yàn)和維修時(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國(guó)家尺度圖集86D563《接地裝置安裝》第25頁(yè)。
　　6.推薦選用D，yn11結(jié)線變壓器最近十年，在TN系統(tǒng)中采用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，其原因主要是不清晰前者的長(zhǎng)處。在GB50052－95《供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》中第6.0.7條劃定：“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)線的變壓用具有以下長(zhǎng)處：
　　1）有利于按捺高次諧波電流。三次及以上高次諧波激磁電流在原邊接成△形前提下，可在原邊形成環(huán)流，有利于按捺高次諧波電流，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)大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低壓繞組額定電流的25％見GB50052－95第6.0.8條　，嚴(yán)峻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答應(yīng)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，推薦采用D，yn11結(jié)線組別的配電變壓器。
　　7.電纜型號(hào)與截面的選擇
　　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型電纜比擬，固然價(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　等明顯長(zhǎng)處，因此在工程設(shè)計(jì)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)知足規(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?cè)O(shè)計(jì)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)知足用電設(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知足計(jì)算電流要求外，還應(yīng)按電壓損失進(jìn)行校驗(yàn)。因?yàn)槲催M(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)間隔配電干線而不能知足用電設(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知足用電設(shè)備端電壓的要求。規(guī)范GB50052－95第4.0.4條，對(duì)用電設(shè)備端電壓偏差答應(yīng)值有下列要求：電機(jī)機(jī)為±5％；在一般工作場(chǎng)所的照明為±5％，闊別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)無特殊劃定時(shí)為±5％。
　　第二點(diǎn)：“按敷設(shè)方式及環(huán)境前提確定的導(dǎo)體載流量，不應(yīng)小于計(jì)算電流。”在執(zhí)行本條時(shí)應(yīng)考慮環(huán)境溫度、導(dǎo)體工作溫度，并列系數(shù)等對(duì)電纜載流量的影響，尤其是電纜敷設(shè)時(shí)并列數(shù)對(duì)載流量的影響。如電纜在橋架上無間距配置2層并列時(shí)持續(xù)載流量的校正系數(shù)，梯架水平排列為0.65，托盤水平排列為0.55見92DQ1－77　。有關(guān)電線電纜載流量的各種修正系數(shù)可參見華北標(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)考慮備用設(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)頂用作保護(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，用它來作配電線路的短路保護(hù)和過載保護(hù)。但是，在選用低壓斷路器時(shí)存在不少題目，其中凸起的題目是沒有進(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)算其出口真?zhèn)€短路電流，但有的設(shè)計(jì)者卻沒有進(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荒芏陆囟搪饭收想娏鳌Ｒ_定斷路器安裝處的短路電流，可按設(shè)計(jì)手冊(cè)進(jìn)行計(jì)算，但比較煩雜；也可以采用“短路電流查曲線法”來確定計(jì)算電流，比較簡(jiǎn)便。現(xiàn)將由上海電器科學(xué)研究所設(shè)計(jì)、浙江瑞安萬松電子電器有限公司斷路器產(chǎn)品資料中提供的一種“短路電流查曲線法”附在后面。通過查此曲線，可以較利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)際工程設(shè)計(jì)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用斷路器作短路保護(hù)時(shí)，斷路器的分?jǐn)嗄芰Ρ匦璐笥诎惭b處可能泛起的短路電流。但是有時(shí)不能知足此要求。例如：C45N、C65N/H微型斷路器的分?jǐn)嗄芰H分別為6kA、10kA，但其安裝處出口真?zhèn)€短路電流有時(shí)可達(dá)15kA甚至更高。這時(shí)可用兩路辦法來解決此題目，第一是改用短路分?jǐn)嗄芰Ω叩乃軞嗦菲鳎坏诙侨赃x用微型斷路器，利用其與上級(jí)斷路的級(jí)聯(lián)配合來實(shí)現(xiàn)短路保護(hù)。但是，進(jìn)行級(jí)聯(lián)配合的上下級(jí)斷路器的選擇須知足下列前提：
　　1）先決前提是上級(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。也就是說下級(jí)斷器出口端短路時(shí)，下級(jí)未來得及堵截短路電流，上一級(jí)先行堵截了短路電流。
　　2）下級(jí)斷路器雖不能堵截短路電流，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。
　　3）越級(jí)堵截電路不應(yīng)引起故障線路以外的一、二級(jí)負(fù)荷的供電間斷。
　　4）上下級(jí)斷路器宜采用統(tǒng)一系列的產(chǎn)品，其額定電流等級(jí)最好相差1～2級(jí)，或根據(jù)出產(chǎn)廠提供的級(jí)聯(lián)配合表來選擇。現(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，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)框架式主開關(guān)后的母線低壓屏上。
　　10.斷開中性線及應(yīng)用四極開關(guān) GB50054－95《低壓配電設(shè)計(jì)規(guī)范》實(shí)施以來，因?yàn)樵O(shè)計(jì)職員對(duì)規(guī)范的理解和熟悉不一致，因此在設(shè)計(jì)低壓配電系統(tǒng)時(shí)對(duì)斷開中性線及應(yīng)用四極開關(guān)的做法也就很難同一。針對(duì)這一情況，《電氣工程應(yīng)用》雜志從1999年第一期起，陸續(xù)發(fā)表了多篇海內(nèi)著名專家的專題論文。專家們就海內(nèi)外規(guī)范和IEC尺度對(duì)斷開中性線及應(yīng)用四極開關(guān)的有關(guān)劃定和做法闡明了各自觀點(diǎn)，使我們獲益不少。現(xiàn)僅將專家們普遍認(rèn)同，又與我們?cè)O(shè)計(jì)工作緊密親密相關(guān)的一些觀點(diǎn)收拾整頓如下。盡管這些觀點(diǎn)尚未納入國(guó)家規(guī)范中，但對(duì)我們的設(shè)計(jì)工作頗具現(xiàn)實(shí)指導(dǎo)意義。
　　1）當(dāng)兩個(gè)電源間需進(jìn)行電源轉(zhuǎn)換時(shí)，假如兩電源系統(tǒng)的接地型式不同，或者供電變壓器繞組的接線組別不同，則應(yīng)斷開中性線，并采用四極開關(guān)。
　　2）IT系統(tǒng)和TT系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)隔離中性線。TN－C系統(tǒng)中禁止斷開PEN線。
　　3）TN－S系統(tǒng)中，不需要斷開中性線；變壓器低壓側(cè)出口總開關(guān)與母聯(lián)開關(guān)不必?cái)嚅_中性線；由外部低壓電網(wǎng)向民用建筑物供電的進(jìn)線處，宜隔離中性線