探讨港口低压配电设计的常见问题

摘要：本文主要介绍了港口低压配电设计中的三个常见问题，主要是港口工程设计中的低压配电线路的保护问题、低压断路器的选择性分析和低压电器的选择。

关键词：港口；低压配电设计；常见问题

中图分类号：TM421 文献标识码：A 文章编号：

目前低压配电在港口的各种工程中得到了普遍应用，因此低压配电的设计在港口工程中非常重要。由于低压配电设计的核心是把电能安全、经济、可靠地传输到用电设备上，使其完成预定的工作要求，这些内容体现到设计图上就是电缆电线的选择及保护电器的选择。现就港口低压配电设计中的常见问题探讨。

1低压配电线路的保护问题

低压配电线路需装设3种保护，包括短路保护、过负载保护以及接地故障保护。现实中一般采用断路器或熔断器作为保护电器的装置。一般，设计师通常都比较容易忽略线路保护电器灵敏度的校验，而重视线路压降的计算。当采用一级配电线路配电时，如果保护灵敏度校验符合规定要求，则线路电压一定能满足要求；如果线路电压符合规定要求，则保护灵敏度校验不一定能满足要求；对于一级以上的多级配电线路，则需对保护灵敏度及线路压降进行校验。有些港口实际工程中只对接地故障保护的灵敏度给予关注，以为装设剩余电流保护后就可以不做灵敏度校验了，而疏忽了对线路相-相和相-N间短路保护做校验，检测剩余电流的RCD对短路保护作用不大。

例如有一配电线路连接2台11 kW电动机负荷，其额定电流和启动电流分别为20 A和140 A，电缆线路全民450 m，线路保护之低压断路器的瞬动过电流脱扣器额定电流为50 A,假如使用截面相等的电缆，线路短路电流以及接地故障电流一样，则断路器保护灵敏度K可以由计算得到为0. 65 < 1. 3，因而不满足要求。若改用选择型的断路器，则可躲过线路尖峰电流，断路器保护灵敏度K可以由计算得到为1. 6> 1. 3，满足要求。

只要低压电线电缆的长期允许电流与熔断器额定电流或断路器过流脱扣器整定电流的比值达到一定数值时，低压配电线路就能得到比较可靠的短路保护和过负载保护，至于接地故障保护，可以通过以下途径来实现：利用零序电流保护来实现接地故障保护；利用剩余电流动作保护实现接地故障保护；采用过电流保护兼作接地故障保护。利用配电线路所设置的过电流保护兼作接地故障保护。这种方式利用了线路过电流保护电器，在不增设其他装置的情况下就可以实现接地故障保护功能，因此方便易行。对于热磁脱扣型断路器，瞬时分断由电磁脱扣器完成，短延时和长延时分断由热脱扣器来完成。对于低压电缆配电距离长，接地故障电流较小的回路，经过计算校验后可采用电子脱扣器以保证过电流保护的灵敏度。

2低压断路器的选择性分析

为保证低压配电系统的可靠性，低压断路器的选择性成为终端低压配电系统设计的重要内容。在配电系统中，当发生电气故障时，距故障点最近的断路器:Qn动作将故障切除，而其他各级断路器不动作，从而将故障所造成断电限制在最小范围内，使其他无故障供电回路仍能保持正常供电，这就是对低压断路器选择性的要求。非选择性低压断路器，是指当发生电气故障时，距故障点最近的低压断路器QF3动作将故障切除，而其他各级断路器均动作断开，不能保证其他无故障回路正常供电。低压断路器的选择性在低压配电系统的设计中十分重要，它可以给用户带来便利，并能保证供电回路工作的连续性。

在低压配电系统中用的低压断路器按其保护性能分为选择性和非选择性两类。选择性低压断路器有两段保护和三段保护两种，其中瞬时特性和短延时特性适用于短路动作，而长延时特性适用于过载保护。非选择性低压断路器一般为瞬时动作，只做短路保护用，也有的为长延时动作，只做过负荷保护用。

在低压配电系统中，如果上一级断路器采用选择性断路器，下一级断路器采用非选择性断路器或选择性断路器，主要是利用短延时脱扣器的延时动作或延时动作时间的不同，以获得选择性。通过上一级断路器的延时动作时，需注意以下几点:

（1）无论下一级是选择性断路器还是非选择性断路器，上一级断路器的瞬时过电流脱扣器整定电流一般不得小于下一级断路器出线端的最大三相短路电流的1.1倍；

（2）如果下一级是非选择性断路器，为防止在下一级断路器所保护回路发生短路电流时，因这一级瞬时动作灵敏度不够，而使上一级短延时过电流脱扣器首先动作，使其失去选择性，一般上一级断路器的短延时过电流脱扣器的整定电流不小于下一级瞬时过电流脱扣器的1.2倍；

（3）如果下一级也是选择性断路器，为保证选择性，上一级断路器的短延时动作时间至少比下一级断路器的短延时动作时间长0.1秒。

3 低压电器的选择

低压电器可以分为配电电器和控制电器两大类，是成套电气设备的基本组成元件，电器元件的质量将直接影响到港口工程中低压供电系统的可靠性。由于低压电器在开关柜中处于相对封闭状态，它的安装密度比较高，因此，其散热条件比较差。为保证配电设备的安全运行，在开关板设计时应注意低压电器的降容情况。但是降容幅度的大小确定是个比较复杂的问题，不合适的降容容易造成低压电器温度升得过高或出现“大马拉小车”的不协调、不经济的状况。

比如变配电所中性点就地接地，总开关以及母联开关均采用四极开关也是一个比较明显的问题。对于变压器中性点应采用专门的接地线接地，即可理解为对于TT和TN系统而言，中性点应该就地接地，但是，因为变压器中性点就地接地，而且PE或PEN母线与低压柜金属柜体、基础型钢以及接地网连接，从而形成了两点接地，因此，中性线中的电流也就被分流形成了杂散电流。假如N线先经过开关之后，与PE线连接以后再接地，因而中性线的电流被分流形成杂散电流，同理，PE母线中的故障电流也被分流形成杂散电流，而有RCD保护作用的总开关则会引起拒动。因此，即使母联开关和进线的总开关都为四极开关也是没有办法的，因此，也无须装设四极开关，否则只是无谓增加投资。

4.结语

关于低压配电设计的问题有很多，从设计到施工，以及设备采购和设备管理等一系列环节都对配电总体效果有着决定性的因素，每个环节都会有各种各样的问题，配电人员设计时，宜综合考虑配电系统的安全性、可靠性、实用性、合理性及经济性。在进行低压配电设计工作中，我们必须认真做好低压配电设计的各项计算及校验，确定好关键设备的选择及其参数的整定，优化配电系统的保护装置，提高系统的可靠性，杜绝或减少由于设计疏忽而带来的危险隐患，保证低压配电系统的安全可靠。

参考文献：

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