1、变配电所设计中的若干问题【摘 要】：10/6KV 配电所及 10/0.4，6/0.4KV 变电所设计，是工程建设中非常普通又非常重要的一项工作，其规范性和技术性都很强，许多方面涉及到国家强制性条文的贯彻落实。要做好变配电所设计既要执行国家现行的有关规范和规程，又要满足当地供电部门的具体要求，否则会出现种种问题，影响设计质量和工程进度。 【关键词】：变配电所设计；电气设计 中图分类号：F407.6 文献标识码：A 文章编号： 变配电所的设计是电气工程设计中的重中之重，变配电所设计的好坏，往往直接决定工程电气设计工作的成败，为了做好变配电所的设计，本文将对变配电所设计时经常遇到的部分问题进行简要的
2、分析。 一、带电导体系统的型式和系统接地的型式 根据国际电工委员会 IECTC64，配电系统的型式有两个特征，即带电导体系统的型式（如三相四线制）和系统接地的型式（如 TNS 系统） 。在正式文件中不得把三相四线制的 TNS 系统称为“三相五线制” 。在GB500542011低压配电设计规范中已明确指出， “三相四线制是带电导体配电系统的型式之一，三相指 L1、L2、L3 三相，四线指通过正常工作电流的三根相线和一根 N 线，不包括不通过正常工作电流的 PE 线” 。进一步阐明“TNC、TNCS、TNS、TT 等接地型式的配电系统均属三相四线制” 。在我国低压配电电压应采用 220V/380V
3、。带电导体系统的型式宜采用单相二线制、两相三线制、三相三线制和三相四线制。 在设计文件中，对 TNS 与 TNCS 接地型式的划定有时混淆不清。系统的接地型式一般是就一个变电所或一台变压器的供电范围而言。中性线（N 线）和保护线（PE 线）仅在局部范围内（如一栋楼或一层楼）分开时，应称 TNCS 系统。TN 系统中某一剩余电流保护器负荷侧电气装置的外露导电体单独接地时，可称为局部 TT 系统。 二、对土建的要求 在 GB500539410kV 及以下变电所设计规范中明确规定了变电所所址选择和对建筑等有关专业的要求，在实际应用时还应注意如下问题： 1、防火挑檐：车间附设变电所选用油浸电力变压器时
4、，应在变压器室大门的上方设置防火挑檐。 2、安全出口：长度大于 7m 的配电室应设两个出口，并宜布置在配电室的两端。 3、梁高：有的设计在考虑室内净高时未计及梁的高度。由于变配电所的跨度较大，有时梁的高度可达 800mm 左右，故在提土建条件层高时应考虑梁的高度。 4、值班室：值班室不应设在交通不便的里角，高压配电室与值班室应直通或经过通道相通，值班室应有直接通向户外或通向走道的门。 5、电缆沟：为了方便电缆的进出和今后线路的调整，宜将所内所有主电缆沟和控制电缆沟均连通。 6、电缆分界室：天津地区的 10kV 用户必须设置电缆分界室作为工程的电源总进线室。电缆分界室的位置应接近电源进线方向，并
5、靠近建筑物的外墙。其面积一般为 6m3.5m 即 20mm2 左右，净高应不小于2.7m，下设净高不小于 1.8m 的电缆夹层，并设 600mm600mm 的人孔和爬梯。电缆分界室在无地下室的建筑物中一般设在一层；而在有地下室的建筑物中，不论地下有几层，电缆分界室均设在地下一层，且电缆分界室的门应向外开向公共走道。 三、推荐选用 D，yn11 结线变压器 在 GB500522009供配电系统设计规范中规定：“在低压电网中，宜选用 D，yn11 接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
6、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，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。 四、断路器与
7、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。
8、 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12 级，或根据生产厂提供的级联配合表来选择。 五、断开中性线及应用四极开关 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，我参考部分电气工程应用书籍，特别对其中的部分观点加以整理总结。 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，
9、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。TNC 系统中禁止断开 PEN线。 3、TNS 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） ；民用设施的进线线处应隔离中性线（大多民用设施为单相负荷，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
10、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。 六、结束语 综上所述，变配电所的电气设计不仅关系到电力系统运行的安全性和可靠性，更关系到企业的稳定生产和运行维护人员的生命安全，杜绝在设计中可能存在的理解错误，才能更好的完成变配电所的电气设计工作。 参考文献 1李晓东，宋镇江.10kV 变电所设计研究J.低温建筑技术，1999（2）. 2王保强. 变电所建筑节能设计探讨J.云南电力技术，2008（6）. 3聂素珍. 钢铁变电所设计及继电保护计算J.电力系统保护与控制，2009（3）. 4谢玉兰. 结合实例浅谈变电所综合自动化系统设计J. 西南民族大学学报，2010（2）. 5吴芸益，范景昌. 10/0.4kV 变电所低压侧系统接线和断路器的选择与整定J.现代建筑电气，2010（9）.
