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摘要(系统识别):
民用建筑电气设计中容易被忽视的几个问题
築龍網
zhulong.com
摘要通过对一典型民用建筑中几个典型回路短路电流的计算值,指出当前民用建筑电气
设计中在选择断路器、电缆时容易忽视的几个问题。
关键词民用建筑短路电流分断能力灵敏度
热稳定
在民用建筑电气设计中,容易忽视一些设计中
为D,ynll。
的细节问题。下面笔者对选择断路器、电缆时易忽
为了说明方便,也为了简化计算,假定高压侧
视的儿个问题发表个人的粗浅看法,供同行参考。
短路容量为300MV·A,低压侧母线长度按5m计
为此以一个典型民用建筑变电所的短路电流计
算,母线为铜母线。计算出低压母线及其它各处三
算值加以说明。
相短路电流(T)和单相接地故障电流(1:),见下
例:某高层民用建筑地下一层变电所:10kV
图,计算过程从略。讨论中不涉及负荷计算、电压
进线,装设两台1000kV·A干式变压器,联结组别
损失校验、选择性配合、控制等内容。
用C65H-D25/3P
CM1-100M/330-80AL=30m
BV-5x6SC25F风机
fI"=8.771kA
CM1-225MW3300-180AL2=110rm
QF2a
BV-5x6 SC32 F
客梯
d=1.378kA
YJV-0.6/1kV-
SC9-1000kV.A-10/0.4kV,
QF2
1(4x95+1x50)CT
I=7.881kA
Id=2.331A
2
改用C65H-D16/3P
CM1-63L3300-40A
QF
原用C65NC40/3P
L3a=15m
QF3b
BV-5x2.5
L=5m
商铺空调
TMY-3100x10)+1(80x8)
QF3a/BV-5x16 SC32 SCE
6.539A
QF3
YJV-0.6/1kV-
1(4x185+1x95CT
=10.168kA
=2.138kA
I"=21.06kA
改用C65NC10/1P或指定瞬动5倍
CM1-100M/3300-40
L4=40m
QF4aYJV22-0.6/1kV-1(3x4)F
路灯
QF4
原用YV-0.61kV
玫用YJV-0.6/1kV
=1372KA
-1(4x25+1x16)CT
某大楼典型回路三相短路电流(T)和单相接地故障电流(I)
忽视干线上出线三相断路器的分断能力可能不
从图中可见QF1a、QF2a、QF3a断路器装设处的三
够的问题
相短路电流分别为8.771kA、7.881kA和
从图中可以知道,QF1a断路器的进线截面虽
10.168kA,均大于6kA。在设计中有人往往认为干
小,但其距变电所较近,仅30m;QF2a、QF3a断
线截面小、或者远离变电所,想当然地选用6kA
路器虽距变电所较远,但其进线截面较大。这两种
级产品,结果并非如此。图中原装设的断路器为
情况出线断路器装设处三相短路电流都不会太小。
6kA级,虽可用上级断路器作为后备保护,但对于
重要负荷而言是不恰当的。宜将该断路器改用分断
大,路灯、光彩线路就更长,应注意校验其灵敏
能力为10kA级及以上的型号,或用塑壳断路器。
度。
2忽视末端配电箱出线三相断路器的分断能力可
4容易忽视对变电所出线电缆截面按热稳定校验
能不够的问题
的问题
再看图中Q3b断路器为末端箱出线断路器,
图中QF4断路器为供路灯配电箱的出线断路
虽距离变电所较远(125m),且中间还有二级配电
器。假定该回路按计算电流应选择40A的断路器,
总箱,但因其靠近二级配电总箱,故其装设处三相
按该断路器额定电流应选择10mm的交联聚乙烯电
短路电流仍较大,为6.539kA,大于6kA。因其是
缆。表面看没问题,但该电缆能满足热稳定吗?在
末端箱,有人通常按习惯将该断路器选用成6kA
本例中,低压配电柜处的三相短路电流为
级微型断路器,殊不知分断容量不够。同上所述,
21.06kA,根据热稳定校验公式K2S2≥Pt,大多数
宜将该断路器改用分断能力为1OkA级及以上的型
国产塑壳断路器短路分段时间约为0.02s,交联聚
号。
乙烯电缆K取137,经校验S≥21.7mm。由此可
3容易忽视路灯、光彩灯配电箱出线断路器灵敏
见,在这种情况下按塑壳断路器额定电流选择导线
度可能不够的问题
截面不正确。应将该电缆改为25mm2的交联聚乙
看图中QF4a断路器为路灯配电箱出线断路
烯电缆,或者将该断路器改为快熔式熔断器保护,
器,表面看额定电流、分断能力都能满足要求。但
则能满足热稳定的要求。
经计算该路灯回路长约100m,末端短路时单相短
顺便提及,笔者将民用建筑中常用的250~
路电流仅为152A。在选择微型断路器时,通常都
1600kV·A干式变压器(D,yn11联结组别),对应相
不指定该断路器的瞬动倍数,哪知灵敏度却不够。
应规格的母线,按上述条件计算出不同变压器容量
在本例中,因设计单位未指定该断路器的瞬动倍
时,低压配电柜出线电缆采用断路器保护时的最小
数,供货商、盘厂通常供货为10倍瞬动,灵敏度
截面,见下表,供参考。笔者还在表中列入当高压
为152/160=0.95<1.3,不能满足要求。在满足
系统短路容量为200MV·A时的相应值,从表中可
计算电流的情况下可将该断路器改为额定电流更小
见,与300MV·A比较差别很小。当采用不同的产
的产品或指定瞬动倍数为5倍,也可将该回路出线
品时分断时间略有不同,应修正。通常进口产品时
截面提高。在现代建筑中,小区占地面积越来越
间更短,所要求的电缆截面略小或等同。
变压器容量与低压出线电缆最小值选择表
变压器
630
250
(D,yml1)容
315
400
500
800
1000
1250
1600
低压母线规格3(40×4)+13(50×5)+13(50×5)+1
3(63×6.3)
|3(80×8)+13(80×8)+13(100×10)
3(125×10)
3〔2(100
(长度5m)
(30×3)
(40×4)
(40×4)
+1(50×5)
(63×6.3)
(63×6.3)
+1(80×8)
+1(80×8)
TMY-
(100×10)
低压配电柜母
线处三相短路
8.42/8.34
10.50/10.3813.08/12.89
16.09/15.79
19.92/19.4717.17/16.8321.06/20.56
25.69/24.9431.45/31.34
低压配电柜出
线按断路器保
护时热稳定最
8.7/8.6
10.8/10.7
13.5/13.3
16.6/16.3
20.6/20.1
17.7/17.4
21.7/21.2
26.5/25.7
32.5/31.3
小截面(mm2
实际选用最小
10
16
16
25
25
25
25
35
35
截面(mm2
注:分子/分母分别对应300/200MV·A系统容量,YJV电缆K=137,t=0.02s。
结束语:以上提到的都是在设计中很容易被忽
视的问题,仅为冰山一角,权作抛砖引玉。由于本人
参考文献
的理论水平及实际经验有限,不妥之处还请同行批
1徐永根主编、工业与民用配电设计手册(第二版).水利电力出
评指正。
版社,1994:119~149;419~424
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