摘要：對(duì)電氣設(shè)計(jì)人員來(lái)說(shuō)，低壓斷路器是直接面向廣大電力用戶的重要設(shè)備，低壓斷路器如何選用的安全、經(jīng)濟(jì)、合理顯得尤為重要。本文結(jié)合筆者自身工作經(jīng)驗(yàn)，對(duì)低壓配電設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的幾個(gè)突出問(wèn)題進(jìn)行分析，并對(duì)常用低壓配電設(shè)計(jì)中的節(jié)能措施做出探討，僅供同行參考。

關(guān)鍵詞：電氣設(shè)計(jì)；低壓配電設(shè)計(jì)；配電系統(tǒng)；問(wèn)題與措施

一、低壓配電設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的幾個(gè)問(wèn)題

經(jīng)常會(huì)聽(tīng)到設(shè)計(jì)院同仁說(shuō)：“現(xiàn)在設(shè)計(jì)越來(lái)越不會(huì)做了。”本人也有同感，究其原因：客觀原因是工程要求越來(lái)越高，工程難度、復(fù)雜性越來(lái)越大；主觀原因是設(shè)計(jì)規(guī)范多，審查人員不同，地域不同，造成對(duì)規(guī)范的理解和執(zhí)行不同，使設(shè)計(jì)人員難以適從。下面就低壓配電設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的3個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題做些探討，供同行參考。

1.1供電系統(tǒng)中的負(fù)荷等級(jí)和負(fù)荷計(jì)算方法

在一般情況下，負(fù)荷等級(jí)分為三級(jí)：一級(jí)供電負(fù)荷，是指中斷供電在政治和經(jīng)濟(jì)上造成重大損失者；二級(jí)供電負(fù)荷，指中斷供電在政治和經(jīng)濟(jì)上造成較大損失者；凡不屬于一級(jí)、二級(jí)負(fù)荷者均為三級(jí)供電負(fù)荷。特別要提出的是在一級(jí)負(fù)荷中，當(dāng)中斷供電將造成人員傷亡或重大設(shè)備損壞或發(fā)生中毒、爆炸和火災(zāi)等情況的負(fù)荷，以及特別重要場(chǎng)所的不允許中斷供電的負(fù)荷，應(yīng)視為一級(jí)負(fù)荷中特別重要的負(fù)荷。在一類高層建筑中，負(fù)荷等級(jí)的確定可以參考《民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》JGJ16-2008附錄A，其中明確規(guī)定不同性質(zhì)的建筑物，其設(shè)施的負(fù)荷等級(jí)劃分也不同，一般來(lái)說(shuō)，消防設(shè)備、普通電梯、生活水泵和自動(dòng)報(bào)警裝置、應(yīng)急照明以及自動(dòng)滅火系統(tǒng)等設(shè)施為一級(jí)負(fù)荷。

負(fù)荷計(jì)算是根據(jù)已知的用電設(shè)備安裝容量來(lái)確定計(jì)算負(fù)荷。計(jì)算負(fù)荷（也稱需要負(fù)荷或最大負(fù)荷）是一個(gè)假想的持續(xù)負(fù)荷，其熱效應(yīng)與某一段時(shí)間內(nèi)實(shí)際變動(dòng)負(fù)荷所產(chǎn)生的最大熱效應(yīng)相等，在配電設(shè)計(jì)中，通常采用30分鐘的最大平均作為按發(fā)熱條件選擇電器工導(dǎo)體的依據(jù)。若計(jì)算負(fù)荷過(guò)大，將增加供電設(shè)備的容量，無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)用電負(fù)荷過(guò)負(fù)荷的有效保護(hù)，且浪費(fèi)有色金屬，增加投資和運(yùn)行成本。若負(fù)荷估算偏小，則使電器和導(dǎo)線處于過(guò)負(fù)荷運(yùn)行，增加電能損耗，產(chǎn)生過(guò)熱，導(dǎo)致開(kāi)關(guān)電器動(dòng)作斷電影響設(shè)備運(yùn)行、配電線路絕緣過(guò)快老化，甚至燒毀，以致引起火災(zāi)事故的發(fā)生。因此，計(jì)算負(fù)荷意義重大，是低壓配電設(shè)計(jì)的前提，也是實(shí)現(xiàn)供電系統(tǒng)安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的必要手段。負(fù)荷計(jì)算的常用方法有需要系數(shù)法、二項(xiàng)式法和利用系數(shù)法。需要系數(shù)法比較簡(jiǎn)便因而被廣泛使用，用電設(shè)備少而功率相差大時(shí)，計(jì)算結(jié)果一般偏小，只適用于計(jì)算變配電所的負(fù)荷，不能適用于低壓配電線路的計(jì)算。二項(xiàng)式法也比較簡(jiǎn)便，它考慮了數(shù)臺(tái)大功率設(shè)備工作時(shí)對(duì)負(fù)荷影響的附加功率，但一般計(jì)算結(jié)果偏大，適用于低壓配電支干線的計(jì)算。

1.2對(duì)于供配電安全性設(shè)計(jì)的問(wèn)題

低壓配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，變壓器臺(tái)數(shù)的確定，分以下幾種情況：

①應(yīng)滿足用電負(fù)荷對(duì)可靠性的要求。在有一、二級(jí)負(fù)荷的變電所中，選擇兩臺(tái)主變壓器。當(dāng)在技術(shù)、經(jīng)濟(jì)上比較合理時(shí)，主變壓器選擇也可多于兩臺(tái)；

②對(duì)季節(jié)性負(fù)荷或晝夜負(fù)荷變化較大的宜采用經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式的變電所，技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理時(shí)可選擇兩臺(tái)主變壓器；

③三級(jí)負(fù)荷一般選擇一臺(tái)主變壓器，負(fù)荷較大、較分散時(shí)也可選擇兩臺(tái)及以上變壓器。

在供電電源可以滿足電力負(fù)荷的需要時(shí)，供配電系統(tǒng)的安全性及可靠性就顯得非常關(guān)鍵。對(duì)于高層建筑中大量的一級(jí)或者是二級(jí)負(fù)荷用電，一般選用兩臺(tái)或兩臺(tái)以上的變壓器，并且還要設(shè)置一臺(tái)柴油發(fā)電機(jī)組。當(dāng)柴油發(fā)電機(jī)組的檢測(cè)線檢測(cè)到市電回路失壓時(shí)，發(fā)電機(jī)組在10s內(nèi)自動(dòng)起動(dòng)，以確保一、二級(jí)負(fù)荷設(shè)備的供電。與此同時(shí)，為了盡可能保障消防用電，如果突發(fā)火災(zāi)，要求消防控制中心發(fā)出信號(hào)切斷非消防用電負(fù)荷。將一般常用又不并列運(yùn)行的兩臺(tái)變壓器與一臺(tái)柴油發(fā)電機(jī)所組成的各種供配電系統(tǒng)方案的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)進(jìn)行比較分析，可以在實(shí)際的工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)中，選擇優(yōu)良的供配電設(shè)計(jì)方案，同時(shí)也可以提高供電的安全可靠性。

1.3在低壓配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，低壓斷路器的選擇和使用是個(gè)不可輕視的問(wèn)題。

低壓斷路器的選擇性在低壓配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中十分重要，它可以給用戶帶來(lái)便利，并能保證供電回路工作的連續(xù)性、可靠性和安全性。正確使用斷路器可以有效地提高低壓配電系統(tǒng)的運(yùn)行性能，尤其對(duì)于那些停電對(duì)生產(chǎn)影響較大的企業(yè)，更應(yīng)該注意斷路器的科學(xué)選型及電流參數(shù)的合理整定，保證低壓配電系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

住宅總電源進(jìn)線斷路器，應(yīng)具有漏電保護(hù)功能。一些同行往往忽視了這一點(diǎn)，究其原因可能是對(duì)該斷路器漏電保護(hù)功能的作用還不夠重視。近年來(lái)，電氣火災(zāi)時(shí)有發(fā)生，而接地電弧短路是電氣火災(zāi)多發(fā)的常見(jiàn)起因。但電弧短路的電流小，一般斷路器不能或不能及時(shí)切斷電源。只有漏電保護(hù)功能的斷路器對(duì)電弧短路電流有很高的靈敏度，能及時(shí)切斷電源，防止電氣火災(zāi)的發(fā)生。因此，一定要做好住宅總進(jìn)線電源斷路器的漏電保護(hù)裝置的設(shè)計(jì)。

在設(shè)計(jì)低壓配電系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：①低壓斷路器的選擇性和級(jí)聯(lián)保護(hù)性；②對(duì)低壓斷路器過(guò)流脫扣器額定電流進(jìn)行選擇和整定，確保過(guò)電流脫扣器動(dòng)作的靈敏度；③當(dāng)環(huán)境溫度大于或小于校準(zhǔn)溫度值時(shí)，應(yīng)根據(jù)制造商提供的溫度與載流能力修正系數(shù)來(lái)調(diào)整低壓斷路器的額定電流值。④在低壓斷路器選擇時(shí)，級(jí)間配合問(wèn)題成為廣大設(shè)計(jì)者容易忽視的問(wèn)題，實(shí)際設(shè)計(jì)工程中應(yīng)引起高度注意和重視。

二、低壓配電設(shè)計(jì)中的節(jié)能措施

當(dāng)下國(guó)家進(jìn)入到“十二五”節(jié)能環(huán)保產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃的重要時(shí)刻，低壓配電設(shè)計(jì)中的節(jié)能設(shè)計(jì)被推到了一個(gè)重要位置。筆者結(jié)合自身經(jīng)驗(yàn)從4個(gè)方面提出些淺顯看法，供同行參考。

2.1積極選用節(jié)能新產(chǎn)品

節(jié)能新產(chǎn)品的出現(xiàn)為我們節(jié)約電能提供了新的方法。在低壓配電設(shè)計(jì)中，應(yīng)積極推廣和采用新的節(jié)能產(chǎn)品，如：低耗變壓器，低耗電動(dòng)機(jī)，低耗接觸器，節(jié)能照明燈等。

2.2減少變壓次數(shù)，降低損耗

在《供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》中規(guī)定“減少配、變電級(jí)數(shù)，簡(jiǎn)化結(jié)線，從而節(jié)約電能和投資”。 配電系統(tǒng)中線路和變壓器是主要元件，占供電損耗比重量最大，每經(jīng)過(guò)一次變壓器大約要消耗1-2%的有效功率。所以變壓次數(shù)越少，損耗也越小。因此，應(yīng)盡量減少變壓次數(shù)，盡量將較高電壓的供電線路架設(shè)到負(fù)荷中心，以此降低損耗。

2.3按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇導(dǎo)線截面

當(dāng)線路傳輸電能時(shí)，必然要產(chǎn)生線損，而線損是隨著電流和電阻而改變，它的大小與電流的平方成正比。因此，電流的變化對(duì)線損的影響是較大的。對(duì)于導(dǎo)線截面，確定通過(guò)多大的電流密度為合理呢？這要從技術(shù)經(jīng)濟(jì)的觀點(diǎn)來(lái)考慮。如果導(dǎo)線截面越大則損耗越小，但線路投資和耗用的有色金屬將會(huì)增多。綜合考慮各方面因素，定出按年運(yùn)行費(fèi)用最小時(shí)所對(duì)應(yīng)的導(dǎo)線截面，稱為經(jīng)濟(jì)截面。對(duì)應(yīng)與經(jīng)濟(jì)截面的電流密度稱為經(jīng)濟(jì)電流密度。經(jīng)濟(jì)電流密度與導(dǎo)線材料及線路最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)有關(guān)，經(jīng)濟(jì)電流密度可見(jiàn)有關(guān)資料，其截面選擇的公式為：

A=Ig/J（mm ）

式中：A為導(dǎo)線截面，mm ；Ig為最大負(fù)荷電流，A；J為經(jīng)濟(jì)電流密度，A/mm 。

2.4對(duì)配電系統(tǒng)進(jìn)行升壓改造，也是降低損耗的最有效的措施之一

在負(fù)荷不變的情況下，將配電系統(tǒng)的電壓提高，通過(guò)線路和變壓器的電流將減少，功率損耗也相應(yīng)的減少。比如，我國(guó)某產(chǎn)業(yè)地面用電設(shè)備采用380伏系統(tǒng)，如果采用660伏系統(tǒng)，則線損為原系統(tǒng)的1/3。所以，在設(shè)計(jì)中應(yīng)盡量采用高的電壓等級(jí)，適當(dāng)提高運(yùn)行電壓，不僅降低了線損，又可提高電能質(zhì)量。

當(dāng)然，減少配電系統(tǒng)的損耗決非僅僅上述幾個(gè)方面，還包括管理方面的其它因素，本文所涉及的主要是配電設(shè)計(jì)中應(yīng)考慮的主要因素?？傊?，如果從配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)到配電系統(tǒng)的管理等方面都立足于節(jié)能，定能取得良好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益，這無(wú)論對(duì)人民還是企業(yè)都是相當(dāng)有益的。

結(jié)束語(yǔ)

本文所探討的內(nèi)容，都是筆者在學(xué)、用規(guī)范過(guò)程中，結(jié)合自身實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，提出的一些粗淺看法，如有不妥，還希望同行們斧正。

參考文獻(xiàn)

[1]中國(guó)聯(lián)合工程公司.GB 50052-2009供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范[S].北京：中國(guó)計(jì)劃出版社，2010.

[2]中國(guó)建筑東北設(shè)計(jì)研究院.JGJ 16-2008民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范[S].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2008.

[3]楊泓，陳眾勵(lì).供配電系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計(jì)中的幾個(gè)問(wèn)題[J].智能建筑電氣技術(shù)，2007：06（20）.