基于低压电气系统设计的注意事项探讨

基于低压电气系统设计的注意事项探讨

张扬立

张扬立

肇庆市恒电电力工程有限公司端州分公司广东肇庆526000

摘要：电气系统设计的合理性将直接影响到电气设备的成本。合理地进行低压电气系统的设计，是从事电气设计的技术人员的职责。本文对低压电气系统设计中需要注意的几个问题进行了探讨分析，以供同行参考。

关键词：低压电气系统；设计；安全；注意事项

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设计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。

1.低压电气系统设计的原则

首先，保证配电系统的安全性。在建筑电气设计中，提高低压配电设计的安全性，能够在第一时间有效消除安全隐患。因为建筑在实际使用过程中，有较多的内部电气设备，用电负荷大，为使配电系统能正常运转，在配电系统中，应引入至少两路或两路以上的独立电源，并且设置柴油发电机组等应急电源，从而充分保证用电的可靠性和设备的安全性。其次，提高用电质量。现代建筑通常情况下需要较长的配电线路，在供电过程中容易产生较大的损耗，所以要根据实际需要对配电系统的变压器进行分级布置，以达到提高供电质量的目的。其三，在对低压配电线路进行设计时，应将提供应急电的发电机组和正常工作的电源区分开来，使二者各自形成独立的系统，这样当发生紧急情况时，二者能够进行自动切换。其四，科学设置低压配电设备。

2.低压电气系统设计要点

2.1负荷分级

低压电气设计中首要环节就是确定用电负荷的负荷分级，并以此为依据确定供电方案。对于消防用电设备应按一级负荷要求供电，这不算抬高用电设备的负荷级别，设计应该从全局出发，确保消防用电的可靠性。

2.2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：首先，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。其次，在选择低压柜内隔离开关时，应注明其使用类别。最后，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。

2.3柴油发电机容量选择

建筑物的用电负荷分三类：第一类为保安性负荷，即保证大楼内人身及设备安全和可靠运行的负荷，如消防水泵、消防电梯、防排烟设备、应急照通讯设备、重要的计算机及相关设备等；第二类为保障性负荷，即保障大楼运行的基本设备负荷，主要是工作区照明、部分电梯、通道照明；第三类为一般负荷，即除了上述负荷意外的负荷，如空调、水泵及其他一般照明、动力设备。计算发电机容量时，第一类负荷必须考虑在内，即必须采用发电机组；第二类负荷则根据大楼的功能和电网情况来定，若大楼功能要求较高或城市电网供电不稳定，则应将第二类负荷考虑在内，但若将第一类、第二类负荷简单相加来选择柴油发电机容量，则所选容量会很大，因为在消防状态时，只需保证消防设备的运行，第二类负荷不使用；而在非消防状态下电网停电时，消防设备不使用，所以选择两者中较大者作为发电机容量。在计算消防负荷时也应考虑其使用的同时性，尤其消防风机的累加只应加入与其相邻的防火分区的用电量。这样所选容量较经济实用。

2.4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。

2.5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。

3.加强低压电气设备的安全防护措施

首先，为了防止任何形式的建筑施工破坏高低压线路敷设，必须指派专人进行检查，保证没有杂物堆放在低压线路敷设范围内。其次，应充分考虑施工人员操作的安全性及规范性，必须划分安全距离，在划分安全距离时，应一般以邻近架空线路的电压等级差异性为划分标准。最后，在设置低压线路时，为确保在地表下面敷设线路，可以选用架空方式进行施工。

4.结束语

随着社会经济的发展，科学技术也得到快速发展，电气设备朝着复杂化、系统集成化、智能化方向发展，低压电气系统设计越来越受到人们的关注。希望本文所探讨的内容，对从事低压电气设计的技术人员减少低压电气设计缺陷，注重技术细节具有较好的参考价值。

参考文献：

[1]《工业与民用配电设计手册》第三版.中国航空工业规划设计研究院等编中国电力出版社.2015.

[2]《民用建筑电气设计规范》.JGJ16-2008.中国建筑工业出版社.