低压电气设计中应注意的问题

摘 要：低压电气系统在工业及民用建筑工程中广泛使用，其中在电气传动和配电设备中使用最普遍，在对上述设备系统进行设计时，由于各种客观和主观原因的影响，会出现一些细节方面的技术问题，这些问题对电气系统的合理构建、正常使用、资金投入等方面有重要影响，因此科学进行电气系统设计可以提高利用率，节省资源投入，注意各个细小环节，减少设计不足。本文主要对日常低压电气设计中普遍存在的问题进行分析研究，为提高低压电气设计的效率提供必要依据。

关键词：低压电气设计 低压配电 电气传动

中图分类号：TM 文献标识码：B 文章编号：1003-9082（2014）02-0286-01

一、 正确进行计算负荷

计算负荷是低压配电设计中一个重要的基础性概念，是一种假想式的设计，通过假想设定持续恒定的负荷，它是与实际的负荷等效的负荷，计算不等于实际存在。从热效应的角度出发，计算负荷能够有效判断不同负荷对电力系统产生的压力大小。常用的计算方法是：二项式法、需要系数法、利用系数法、单位指标和单位面积法等等，其中较为常见的是需要系统法、二项式法，在设计过程中需要特别注意以下事项：

1.在为选择变压器而进行计算时，负荷的计算不包括备用设备的容量，备用设备一般不会与工作设备同时运行，它是工作设备的备用机，例如水泵、机电盒等，将其纳入计算中会造成负荷重复，影响整体设计效果和合理性。

2.检修设备和消防器材通常也不纳入负荷的计算中。因为在使用检修设备和消防器材时会将一部分设备的供电停止，并切除消防用电部分，只要除去的用电负荷超过了检修和消防用电的负荷就不必将其算入整体的负荷计算之中。

3.在计算负荷时要综合性的考虑所有的用电设备，尤其注意用电设备较少的情况，如果总的用电设备在3台一下，则就可以按照每台用电设备的额定功率之和作为分组的负荷计算。还有一种情况就是用电设备中存在大量负荷，这时必须考虑存在负荷对分组负荷计算的影响，一般选择二项式法进行运算。

二、低压电气系统的接地

低压电气接地系统主要分为三种类型：tn、tt、it，主要有两大类，一是分电力系统的工作接地，另一种是用电设备外露导电部分的保护接地，其中运用较普遍的是tn系统，可以进一步细分为：tn-s、tn-c-s、tn-c，设计人员对于tn-s系统的认识是只有在变压器室内将变压器n接线柱接地才能构成这种系统，而在变压器用电开关柜处进行接地则就构成了tn-c-s系统，实质上讲，在变压器室与低压配电室紧邻的情况下，并且中性线截面积足够大时上述两种系统就没有什么区别。因为在两个房间紧邻并且中性线截面积大于相线截面积的一半时，接线柱上的任何一点都是相同的电位点，所以，低压配电室总开关处接地与变压器室变压器n线接地几乎是相同的。构成接地的系统仍然是tn-s系统。从便利性来讲，低压配电室受电总开关处进行系统接地为相应的施工和零序电流互感器的安装带来便利，也大大减少了变压器到低压配电室之间铜材料的使用，节省了资源。

三、软启动器选择和电路设计

软启动器在工程建设中普遍使用，已经得到了广泛的认可，在软启动器和电路的设计过程中必须注意一下几点：

1.从软启动器的各种功能和轻重分别负载的不同性质出发，正确选择配套的软启动器。一般情况是轻载符合可以选择标准型的软启动器，在容量规格的选择上主要依据电动机的容量；对于重载符合来说，要选择重载型的软启动器，也可以选择标准型软启动器，不过要在其容量上进行调整，一般至少放大一级才能选择使用。

2.软启动器一般都会自身携带过载保护功能，在电动机结束工作之后便可通过旁路接触器切换至旁路回路中，在切换至旁路回路之后，如果软启动器的过载保护功能仍然继续保持正常作用，就不必外加过载保护热继电器设备。如果不能正常发挥保护功能，则必须要在旁路回路中外加过载保护热继电器设备，进行必要的过载保护。

3.一些设计人员在软启动器旁路接触器的选择上，往往会按照笼型电动机的启动和运转的分段规律进行选择，由于选择的接触器规格偏大，往往会造成浪费。从本质上分析，旁路接触器只有在软启动器启动之后才进行接入，同样在软启动器完成工作停止后旁路接触器才分段开，所以，从科学的角度讲，旁路接触器的选择应该遵循ac-1工作类型的原则进行选择。因为选择与这一工作类别相配套的接触器在使用中的额定工作电流与其额定发热电流相等，电流通过的能力比ac-3类型的要大，按照这种标准选择旁路接触器能够有效减小接触器的电流规格。

四、母线联络开关的选择

一般在实际工程设计中，会有两台变压器同时向低压配电系统进行供电，两台变压器低压侧母线之间通过母线联络开关进行连接，在必要情况下，可以动过手动或者自动关闭母线联络开关，使一台变压器停止供电，这时另外一台变压器会承担所有符合的供电，在母线联络开关的选择上，经常会遇到母线联络开关容量选择不准确，时常选择过大的或者选择带三段保护的断路器的联络开关，三段保护指的是：短路短延时保护、短路瞬间保护、过载长延时保护。稍微对变压器了解的人都知道，当两台变压器正常运行时，母线联络开关处于断开状态，两台变压器分别承担总负荷的一半，当母线联络开关在一台变压器停止供电时闭合，最大承受的负荷一般稍微大于单台变压器容量的一半，所以母线联络开关的选择不宜过大，按照稍大于单台变压器容量一半的标准来选择即可，除此之外，带有三段保护功能的空气断路器也是没有必要选择的，一是因为母线联络断路器与受电断路器位于同一条母线上，当母线发生短路时，两个断路器不可能选择性跳闸，因此携带保护功能没有实际意义；二是因为一旦母线联络断路器携带短延时功能，在发生短路时延时很短，不可能很快切除故障，很有可能使受电断路器先行跳闸；三是因为母线联络断路器即便携带延时脱扣器，看似能够防止失去电流的母线的负荷电流在断路器闭合之后能够顺利在母线运行，但是实际效果并不大，因为母线联络断路器携带的负荷时逐步增加的，管理人员根据其负荷的大小决定再次投入多少失电负荷，绝不会出现超负荷的现象，因此，这里笔者建议在选择母线联络断路器时必要选择那些价格较贵有没有什么用处的三段保护断路器，从经济实用的角度出发。

五、固定式低压柜回路设计

固定式低压柜在我国工程设计中普遍使用，主要因为其结构比较简单，通风散热性比较好，而且价格比较便宜，受到广泛的青睐，在对其进行设计时必须注意一下几方面的事项：

1.从方便操作的角度出发，在不影响供电的前提下，便于定期更换固定低压柜中的断路器，一般选择在断路器前端假装隔离开关，或者是拔插式断路器，从节约资源的角度考虑，相互关联的配电回路应该共同使用一个隔离开关。

2. 在选择断路器前端的隔离开关时，必须注意其使用的类别，如ac-20～ac-23之间，ac-20代表无载通断、ac-21代表通断阻性负载、ac-22代表通断阻感复合负载、ac-23代表通断电动机或者是高感负载。

3.由于固定式低压柜中的配电或者电动机控制回路相对来说不够灵活，具有稳定的特性，不像抽屉式低压柜那样可以更换，因此在其设计时不必留有电动机控制备用回路，仅将其作为将来增加馈出线的配电回路。

六、 低压柜内部主母线以及其他主回路导体的选择

设计人员在进行低压柜设计时为了图方便，仅仅在图样上标注出低压进线总开关额定电流的规格，而其他主母线、主回路导体的规格往往交由制造厂进行选定，这就容易出现分歧，在低压柜内主母线和主回路导体规格确定的基础上，设计人员与制造厂到不成一致意见，设计者往往从今后客户的需要考虑，认为制造厂必须按照断路器脱扣器的额定电流来决定主母线和主回路导体规格的设计；而制造厂往往从自身的利益出发，通常按照低压断路器脱扣器整定电流来进行设计，比如受电/配电回路选用 nsx400断路器，脱扣器的额定电流为400安，而长延时脱扣器整定电流有9档可调，电流为280安。对于制造厂来说母线或者电流载体载流量超过280安即可符合要求，但是设计人员感觉必须按照400安的标准设定，因为脱扣器的整定电流可以调节，若以后符合电流有所增加，就不需要更换脱扣器，直接进行调节即可。

七、低压柜内部pe排的选择

在低压柜内部pe排设计使，不能仅仅局限于按照相线的截面的一半进行选择，应该参照相关的文献规章进行选择，《建筑电气工程施工质量验收规范》中指出对低压柜内部保护导体的选择进行规定，必须满足最小面积的要求。

八、低压柜在配电室内的布置

在配电室内布置低压柜时必须注意一下几点：

1. 必须按照与低压配电系统组合顺序相一致的原则进行布置低压柜安装顺序。一旦出现不相符的状况，会给低压柜的安装以及外部电缆的接线造成巨大困难，主要有以下几种不一致现象：审核低压配电系统图标时是正视低压柜的正面，按照从左到右的顺利排列，1、2、3、······，n；另外一种是面对低压柜的背面，按照从左到右的顺利排列，1、2、3、······，n，要想合理避开以上关键性的错误，在设计低压配电系统组合时先进行低压柜的布置。

2.低压柜在配电室中前后左右的宽度和操作要严格按照《低压配电设计规范》的相关要求执行，如果在低压柜前后左右的空间安装操作元器件，在设计其宽度时必须按照实际操作的宽度设计。

九、小结

科学合理的进行低压电气系统的设计，是从事低压电气设计工作的技术人员的本职，文中所指出的问题以及解答方式希望能够为从事这方面设计的技术人员提供有效的参考，使其进一步提升工作的标准和水平。

参考文献

[1]杨岳.供配电系统[M]. 北京：科学出版社， 2007.

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