劉廣維

（大連港埠機(jī)電有限公司）

港口工程低壓配電設(shè)計(jì)中的普遍性問(wèn)題淺析

劉廣維

（大連港埠機(jī)電有限公司）

國(guó)內(nèi)港口工程無(wú)論是集裝箱碼頭還是散貨碼頭都趨向大型化、專(zhuān)業(yè)化、自動(dòng)化發(fā)展，為了滿(mǎn)足生產(chǎn)需要，裝機(jī)容量也隨之越來(lái)越大，整個(gè)碼頭采取高壓供電的單機(jī)設(shè)備比重也在不斷提高，因此建設(shè)單位、設(shè)計(jì)部門(mén)等各工程參與方對(duì)港口工程的高壓供配電系統(tǒng)均非常重視，保證供電的可靠性，保障港口裝卸貨物的正常運(yùn)行。下面僅針對(duì)一些港口工程低壓配電設(shè)計(jì)中的普遍性問(wèn)題進(jìn)行分析。

港口工程；低壓配電；設(shè)計(jì)問(wèn)題

1、變壓器進(jìn)線(xiàn)斷路器的保護(hù)設(shè)置

一般變壓器進(jìn)線(xiàn)斷路器的長(zhǎng)延時(shí)過(guò)電流整定值、短延時(shí)過(guò)電流整定值發(fā)生錯(cuò)誤的現(xiàn)象較少，但瞬時(shí)過(guò)電流整定值的選擇經(jīng)常發(fā)生錯(cuò)誤，與饋出線(xiàn)斷路器整定電流無(wú)選擇性配合。當(dāng)變電所某一出線(xiàn)回路發(fā)生短路故障時(shí)，該斷路器與下級(jí)斷路器同時(shí)聯(lián)跳，甚至越級(jí)跳閘，使得事故擴(kuò)大。

某工程變電所內(nèi)設(shè)置1臺(tái)干式變壓器，容量為800 kVA，其阻抗電壓為6%，變壓器高壓側(cè)短路容量為200 MVA，變壓器至進(jìn)線(xiàn)斷路器及低壓開(kāi)關(guān)柜內(nèi)均為銅母排，規(guī)格為T(mén)MY-3(100×10)+1(80×8)?；芈?（母排首端）的母排長(zhǎng)度為6m，出線(xiàn)電纜為YJV-4×185，短路點(diǎn)d2的電纜長(zhǎng)度為20m；回路2（母排末端）的母排長(zhǎng)度為12m，出線(xiàn)電纜為YJV-4×4，短路點(diǎn)d4的電纜長(zhǎng)度為10m。系統(tǒng)接線(xiàn)與斷路器的各段過(guò)電流整定值見(jiàn)圖1。

圖1 系統(tǒng)接線(xiàn)與電流整定值

變壓器進(jìn)線(xiàn)斷路器的瞬時(shí)過(guò)電流保護(hù)一定要在計(jì)算低壓開(kāi)關(guān)柜母排首末端短路電流的基礎(chǔ)上進(jìn)行整定，如工程設(shè)計(jì)中缺乏相關(guān)的外部數(shù)據(jù)，可將瞬時(shí)過(guò)電流保護(hù)功能關(guān)閉。

2、變電所低壓開(kāi)關(guān)柜出線(xiàn)電纜截面選擇

在工程設(shè)計(jì)過(guò)程中，部分設(shè)計(jì)人員對(duì)熱穩(wěn)定校驗(yàn)比較忽視，主要原因?yàn)椋和獠肯到y(tǒng)短路容量數(shù)據(jù)不易取得；計(jì)算過(guò)程內(nèi)容多且較為繁瑣。電纜截面偏小，不能滿(mǎn)足熱穩(wěn)定要求，引起的后果是短路故障時(shí)燒毀電纜。

因港口工程占地面積較大，絕大部分線(xiàn)路較長(zhǎng)，為滿(mǎn)足電壓偏差的要求，電纜截面較大，同時(shí)由于斷路器全分?jǐn)鄷r(shí)間極短且部分?jǐn)嗦菲骶哂邢蘖魈匦?，因此一般能夠滿(mǎn)足熱穩(wěn)定要求。但當(dāng)變壓器容量較大，供電回路容量較小、線(xiàn)路較短，直接由低壓開(kāi)關(guān)柜引接電源時(shí)，電纜截面一般較小，這時(shí)必須進(jìn)行熱穩(wěn)定校驗(yàn)，查看電纜截面是否滿(mǎn)足規(guī)范要求。

為滿(mǎn)足熱穩(wěn)定要求，可以采用多種辦法：①加大電纜截面，選擇 YJV-4×16電纜；②采用限流型斷路器，如選擇T1N160-TMD20，其允通能量為0.32(kA)2s，交聯(lián)電纜最小截面為4mm2，該回路電纜已滿(mǎn)足熱穩(wěn)定要求。針對(duì)小截面電纜，必須校驗(yàn)熱穩(wěn)定，為了減小電纜截面，設(shè)計(jì)時(shí)盡量選擇限流型斷路器，此外也可以在變電所內(nèi)獨(dú)立設(shè)置交流電源屏，一些小容量回路可以由該電源屏供電，降低出線(xiàn)回路的短路容量。

3、消防泵配電回路

消防泵配電回路包括變電所至消防泵房的線(xiàn)路、泵房配電與控制回路、泵房?jī)?nèi)線(xiàn)路等，圖2為某工程消防泵配電回路接線(xiàn)圖。

3.1自動(dòng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)（ATSE）選擇

《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》中第11.1.5條明確規(guī)定：“消防控制室、消防水泵房、防煙與排煙風(fēng)機(jī)房的消防用電設(shè)備及消防電梯等的供電，應(yīng)在其配電線(xiàn)路的最末一級(jí)配電箱處設(shè)置自動(dòng)切換裝置。”即消防泵控制箱前端必須采用自動(dòng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)（ATSE）。

圖2 消防泵配電回路接線(xiàn)圖

ATSE分為PC級(jí)和CB級(jí)兩大類(lèi)，根據(jù)《低壓配電設(shè)計(jì)規(guī)范》中第4.3.5條規(guī)定：“突然斷電比過(guò)負(fù)載造成的損失更大的線(xiàn)路，其過(guò)負(fù)載保護(hù)應(yīng)作用于信號(hào)而不應(yīng)作用于切斷電路。因此消防泵前端ATSE不應(yīng)使用過(guò)載動(dòng)作的CB級(jí)ATSE，只能采用無(wú)過(guò)載保護(hù)功能的PC級(jí)ATSE。

如果消防泵前端采用CB級(jí)ATSE，一旦消防泵過(guò)載運(yùn)行，CB級(jí)ATSE動(dòng)作，滅火工作將不能正常進(jìn)行，將會(huì)造成不可預(yù)計(jì)的重大損失。同時(shí)消防泵ATSE控制器還應(yīng)采用自投不自復(fù)方式控制，這樣就能夠避免在主電源失電后又來(lái)電的情況下ATSE來(lái)回跳越的現(xiàn)象，減少切換次數(shù)為消防滅火贏(yíng)得寶貴的時(shí)間。

3.2隔離電器選擇

根據(jù)《低壓配電設(shè)計(jì)規(guī)范》第2.1.3條規(guī)定：“當(dāng)維護(hù)、測(cè)試和檢修設(shè)備需斷開(kāi)電源時(shí)，應(yīng)設(shè)置隔離電器?！币虼讼辣每刂葡溥M(jìn)線(xiàn)處應(yīng)設(shè)置斷開(kāi)雙回路電源的裝置，較多工程設(shè)計(jì)中忽略了該規(guī)范要求，使得運(yùn)行人員意見(jiàn)不少。對(duì)此，可以采取下述2種方式來(lái)解決：

①市場(chǎng)上PC級(jí)ATSE種類(lèi)多，其中只有三位置型ATSE可以滿(mǎn)足上述要求，即ATSE具有主電源接通、備用電源接通、雙電源斷開(kāi)三種轉(zhuǎn)換位置，在設(shè)計(jì)圖紙中應(yīng)強(qiáng)調(diào)三位置型要求。

②在A(yíng)TSE前加裝檢修開(kāi)關(guān)，即圖2中的QF1、QF2開(kāi)關(guān)，通常檢修開(kāi)關(guān)選擇隔離開(kāi)關(guān)。但為了監(jiān)測(cè)線(xiàn)路過(guò)負(fù)荷情況，尤其在多臺(tái)消防泵運(yùn)行狀態(tài)下要監(jiān)測(cè)電源回路的過(guò)負(fù)荷情況，隔離開(kāi)關(guān)就不能滿(mǎn)足要求，只有選擇帶有隔離功能的斷路器。該斷路器按規(guī)范要求只能過(guò)載報(bào)警不脫扣，市場(chǎng)上該類(lèi)型的斷路器極少，CM3系列斷路器具備上述功能。采用斷路器作為隔離電器，還可以在消防泵控制箱母線(xiàn)短路時(shí)防止事故擴(kuò)大。同樣的原因，單臺(tái)消防泵控制回路中設(shè)置斷路器1QF～3QF且滿(mǎn)足過(guò)載報(bào)警不脫扣的要求。

3.3過(guò)負(fù)荷反饋信號(hào)

在完成控制箱配電回路設(shè)計(jì)后，電氣設(shè)計(jì)人員往往會(huì)忽略斷路器過(guò)載報(bào)警信號(hào)的外送，有的雖在圖紙中說(shuō)明報(bào)警信號(hào)需外送，但沒(méi)有說(shuō)明外送至什么系統(tǒng)，造成信號(hào)資源的浪費(fèi)。因此在施工圖設(shè)計(jì)中，除了將規(guī)范要求的單臺(tái)消防泵的過(guò)負(fù)荷信號(hào)（取自熱繼電器1～3KH）反饋外，還需將斷路器QF1、QF2的過(guò)負(fù)荷報(bào)警觸點(diǎn)通過(guò)輸入模塊接入火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)，將信號(hào)送至消防控制室，讓值班人員了解整個(gè)消防泵房的運(yùn)行情況，以便指揮滅火工作。

4、結(jié)語(yǔ)

要做好低壓配電設(shè)計(jì)，應(yīng)全面準(zhǔn)確地理解規(guī)范的要求，把握基礎(chǔ)參數(shù)，做好各項(xiàng)基本計(jì)算，合理選擇保護(hù)電器類(lèi)型，正確整定各項(xiàng)參數(shù)，完整系統(tǒng)地執(zhí)行規(guī)范的規(guī)定，這樣才能保證規(guī)范的全面實(shí)施，確保供電的安全可靠。

[1]金銘/王旭：《如何快速準(zhǔn)確處理港口電氣設(shè)備故障》[J]黑龍江科技信息，2013(16)

[2]楊曉峰：《脈沖編碼器在港口機(jī)械上的應(yīng)用》[J]港口科技，2012(02)

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1007-6344（2015）03-0338-01