对如何做好低压配电系统设计的思考.doc

1、对如何做好低压配电系统设计的思考摘要：对电气设计人员来说，低压断路器是直接面向广大电力用户的重要设备，低压断路器如何选用的安全、经济、合理显得尤为重要。本文结合笔者自身工作经验，对低压配电设计中应注意的几个突出问题进行分析，并对常用低压配电设计中的节能措施做出探讨，仅供同行参考。 关键词：电气设计；低压配电设计；配电系统；问题与措施 一、低压配电设计中应注意的几个问题 经常会听到设计院同仁说：“现在设计越来越不会做了。 ”本人也有同感，究其原因：客观原因是工程要求越来越高，工程难度、复杂性越来越大；主观原因是设计规范多，审查人员不同，地域不同，造成对规范的理解和执行不同，使设计人员难以适从。下

2、面就低压配电设计中应注意的 3 个关键问题做些探讨，供同行参考。 1.1 供电系统中的负荷等级和负荷计算方法 在一般情况下，负荷等级分为三级：一级供电负荷，是指中断供电在政治和经济上造成重大损失者；二级供电负荷，指中断供电在政治和经济上造成较大损失者；凡不属于一级、二级负荷者均为三级供电负荷。特别要提出的是在一级负荷中，当中断供电将造成人员伤亡或重大设备损坏或发生中毒、爆炸和火灾等情况的负荷，以及特别重要场所的不允许中断供电的负荷，应视为一级负荷中特别重要的负荷。在一类高层建筑中，负荷等级的确定可以参考民用建筑电气设计规范JGJ16-2008附录 A，其中明确规定不同性质的建筑物，其设施的负荷

3、等级划分也不同，一般来说，消防设备、普通电梯、生活水泵和自动报警装置、应急照明以及自动灭火系统等设施为一级负荷。 负荷计算是根据已知的用电设备安装容量来确定计算负荷。计算负荷（也称需要负荷或最大负荷）是一个假想的持续负荷，其热效应与某一段时间内实际变动负荷所产生的最大热效应相等，在配电设计中，通常采用 30 分钟的最大平均作为按发热条件选择电器工导体的依据。若计算负荷过大，将增加供电设备的容量，无法实现对用电负荷过负荷的有效保护，且浪费有色金属，增加投资和运行成本。若负荷估算偏小，则使电器和导线处于过负荷运行，增加电能损耗，产生过热，导致开关电器动作断电影响设备运行、配电线路绝缘过快老化，甚至

4、烧毁，以致引起火灾事故的发生。因此，计算负荷意义重大，是低压配电设计的前提，也是实现供电系统安全、经济运行的必要手段。负荷计算的常用方法有需要系数法、二项式法和利用系数法。需要系数法比较简便因而被广泛使用，用电设备少而功率相差大时，计算结果一般偏小，只适用于计算变配电所的负荷，不能适用于低压配电线路的计算。二项式法也比较简便，它考虑了数台大功率设备工作时对负荷影响的附加功率，但一般计算结果偏大，适用于低压配电支干线的计算。 1.2 对于供配电安全性设计的问题 低压配电系统设计中，变压器台数的确定，分以下几种情况： 应满足用电负荷对可靠性的要求。在有一、二级负荷的变电所中，选择两台主变压器。当在

5、技术、经济上比较合理时，主变压器选择也可多于两台； 对季节性负荷或昼夜负荷变化较大的宜采用经济运行方式的变电所，技术经济合理时可选择两台主变压器； 三级负荷一般选择一台主变压器，负荷较大、较分散时也可选择两台及以上变压器。 在供电电源可以满足电力负荷的需要时，供配电系统的安全性及可靠性就显得非常关键。对于高层建筑中大量的一级或者是二级负荷用电，一般选用两台或两台以上的变压器，并且还要设置一台柴油发电机组。当柴油发电机组的检测线检测到市电回路失压时，发电机组在 10s 内自动起动，以确保一、二级负荷设备的供电。与此同时，为了尽可能保障消防用电，如果突发火灾，要求消防控制中心发出信号切断非消防用电

6、负荷。将一般常用又不并列运行的两台变压器与一台柴油发电机所组成的各种供配电系统方案的优点和缺点进行比较分析，可以在实际的工程项目设计中，选择优良的供配电设计方案，同时也可以提高供电的安全可靠性。 1.3 在低压配电系统的设计中，低压断路器的选择和使用是个不可轻视的问题。 低压断路器的选择性在低压配电系统的设计中十分重要，它可以给用户带来便利，并能保证供电回路工作的连续性、可靠性和安全性。正确使用断路器可以有效地提高低压配电系统的运行性能，尤其对于那些停电对生产影响较大的企业，更应该注意断路器的科学选型及电流参数的合理整定，保证低压配电系统的稳定运行。 住宅总电源进线断路器，应具有漏电保护功能。

7、一些同行往往忽视了这一点，究其原因可能是对该断路器漏电保护功能的作用还不够重视。近年来，电气火灾时有发生，而接地电弧短路是电气火灾多发的常见起因。但电弧短路的电流小，一般断路器不能或不能及时切断电源。只有漏电保护功能的断路器对电弧短路电流有很高的灵敏度，能及时切断电源，防止电气火灾的发生。因此，一定要做好住宅总进线电源断路器的漏电保护装置的设计。 在设计低压配电系统时，应注意以下几点：低压断路器的选择性和级联保护性；对低压断路器过流脱扣器额定电流进行选择和整定，确保过电流脱扣器动作的灵敏度；当环境温度大于或小于校准温度值时，应根据制造商提供的温度与载流能力修正系数来调整低压断路器的额定电流值。

8、在低压断路器选择时，级间配合问题成为广大设计者容易忽视的问题，实际设计工程中应引起高度注意和重视。 二、低压配电设计中的节能措施 当下国家进入到“十二五”节能环保产业发展规划的重要时刻，低压配电设计中的节能设计被推到了一个重要位置。笔者结合自身经验从4 个方面提出些浅显看法，供同行参考。 2.1 积极选用节能新产品 节能新产品的出现为我们节约电能提供了新的方法。在低压配电设计中，应积极推广和采用新的节能产品，如：低耗变压器，低耗电动机，低耗接触器，节能照明灯等。 2.2 减少变压次数，降低损耗 在供电系统设计规范中规定“减少配、变电级数，简化结线，从而节约电能和投资” 。 配电系统中线路和变压

9、器是主要元件，占供电损耗比重量最大，每经过一次变压器大约要消耗 1-2%的有效功率。所以变压次数越少，损耗也越小。因此，应尽量减少变压次数，尽量将较高电压的供电线路架设到负荷中心，以此降低损耗。 2.3 按经济电流密度选择导线截面 当线路传输电能时，必然要产生线损，而线损是随着电流和电阻而改变，它的大小与电流的平方成正比。因此，电流的变化对线损的影响是较大的。对于导线截面，确定通过多大的电流密度为合理呢？这要从技术经济的观点来考虑。如果导线截面越大则损耗越小，但线路投资和耗用的有色金属将会增多。综合考虑各方面因素，定出按年运行费用最小时所对应的导线截面，称为经济截面。对应与经济截面的电流密度称

10、为经济电流密度。经济电流密度与导线材料及线路最大负荷利用小时数有关，经济电流密度可见有关资料，其截面选择的公式为： A=Ig/J（mm ） 式中：A 为导线截面，mm ；Ig 为最大负荷电流，A；J 为经济电流密度，A/mm 。 2.4 对配电系统进行升压改造，也是降低损耗的最有效的措施之一 在负荷不变的情况下，将配电系统的电压提高，通过线路和变压器的电流将减少，功率损耗也相应的减少。比如，我国某产业地面用电设备采用 380 伏系统，如果采用 660 伏系统，则线损为原系统的 1/3。所以，在设计中应尽量采用高的电压等级，适当提高运行电压，不仅降低了线损，又可提高电能质量。 当然，减少配电系统

11、的损耗决非仅仅上述几个方面，还包括管理方面的其它因素，本文所涉及的主要是配电设计中应考虑的主要因素。总之，如果从配电系统的设计到配电系统的管理等方面都立足于节能，定能取得良好的社会效益和经济效益，这无论对人民还是企业都是相当有益的。 结束语 本文所探讨的内容，都是笔者在学、用规范过程中，结合自身实践经验，提出的一些粗浅看法，如有不妥，还希望同行们斧正。 参考文献 1中国联合工程公司.GB 50052-2009 供配电系统设计规范S.北京：中国计划出版社，2010. 2中国建筑东北设计研究院.JGJ 16-2008 民用建筑电气设计规范S.北京：中国建筑工业出版社，2008. 3杨泓，陈众励.供配电系统节能设计中的几个问题J.智能建筑电气技术，2007：06（20）.