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浅谈三级配电设计都存在哪些问题

Sat Mar 27 11:47:26 CST 2021

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施工现场配电系统都应采用三级配电、二级漏电保护系统；三级配电即总配、分配、开关箱三级，三级配电，逐级保护，达到“一机、一闸、一漏、一箱、一锁”。下面由合景机电给大家讲解一下三级配电设计存在的问题。

三级配电在设计时仍存在的问题如下：

1、相对于二级漏电保护，短路和过载保护在临电设计和方案实施中不受重视

1.1由于漏电保护器接地保护的灵敏度大大高于过载保护兼接地保护的灵敏度，在临电系统运行过程中，发生的主要是漏电故障，一旦发生漏电故障，漏电保护器首先动作，而短路和过载保护基本上不动作，给人的感觉是短路和过载保护是一个摆设，只要有了漏电保护，短路和过载保护就可有可无了。这样在临电设计和方案实施中对短路和过载保护很不重视。

1.2在实际的临电设置中，短路和过载保护常常不按临电设计方案配置，而是沿用上一次临电设计配置的短路和过载保护，常常造成容量较大的断路器控制较小容量的用电设备，实际上存在较大的故障隐患。

1.3在临电系统中只重视漏电保护是人们的一个误区，漏电保护只能解决部分接地故障和短路并发接地的故障问题，而过载保护、不并发接地故障的相间或相对零故障则不能得到保护，更重要的是漏电保护器并不是完全可靠的，它可能会因各种各样的原因拒动，短路和过载保护实际上也是漏电保护的后备保护。

二级漏电保护器失效的可能性较小，但一级漏电保护器可能拒动的概率就相对大一些，实际上临电系统开关箱以上的很大的范围内只有一级漏电保护，有一部分开关箱后的设备和线路是没有末级漏电保护的，这些设备也只有一级漏电保护。

如果不重视临电系统的短路和过载保护，临电系统就会存在较大的故障隐患，如果发生短路故障而不能及时切断故障，不仅是设备损毁，对人也是有较大伤害的。

2、临电方案中不注重短路电流、选择性等计算，设计方案中真正进行保护的短路电流、分级选择性计算比较少

2.1临电方案在选用低压断路器、熔断器时存在不少问题，其中突出的问题是没有进行短路电流计算。配电线路短路保护电器的分断能力应大于安装处的预期短路电流。选择断路器应先计算其出口端的短路电流，但一般的临电方案都没有进行短路电流计算，再加上负荷变动较大，所选的短路器的极限短路分断能力可能不够，不能安全的切断短路故障电流，是安全的隐患。

2.2短路和过载保护的短路电流、分级选择性计算对于施工单位的工程师来说是比较难的，只是选择性计算就包括选择型断路器和选择型断路器的级间配合、选择型断路器和非选择型断路器的级间配合、非选择型断路器与熔断器的级间配合、熔断器和熔断器的级间配合、熔断器和非选择型断路器的级间配合等。

当然这一过程可以用软件实现，但至少目前得到普及的较少。目前的大多数临电方案还是比较简单的，相关的计算很少涉及。漏电保护变成了临电系统的主保护，短路和过载保护则不受重视，实际上临电系统没有实现短路和过载保护的安全设计、配置和分级保护。

3、总配电箱设置在靠近电源的区域的方案不一定是最优方案，有时会加大临电的投入

3.1临电规范规定总配电箱应设在靠近电源的区域，有两个目的：

(1)对进入施工现场的临电电源线路提供短路、过载、漏电保护。

(2)按规范要求形成必须采用的TN-S系统，确保总配电箱PE线、N线分开处的地电位。

3.2在实际临电配置中我们认为：不论是施工现场设置变压器，还是从其它电源引入，总配电箱和变压器都应靠近用电设备或负荷相对集中的区域更为合理一些。

3.2电源靠近负荷中心设置，这种方案无疑是较经济的，特别是电源中心和负荷中心相对较远的情况下，再加上临电设备的需用系数和同时系数较小，采用这种方案的投入会相对较小。

3.3在技术上和方案实施上能确保总配电箱设置在靠近电源的区域的临电系统安全。

(1)总配电箱处PEN线电位升高有两种：一种是外部引入，另一种是临电系统自身引起。外部引入的PEN线电位升高原因：

①高压侧接地故障电流流经变压器侧接地极部分引起，一般这种引入一般只是瞬时存在，时间在5秒左右。

②临电系统以外的同一低压TN或TT系统内的接地故障，这种故障持续时间可能较长，主要取决于回路的接地保护动作时间。对这种外部引入的PEN线电位升高的情况，通过总配电箱处的重复接地措施就可以降低至安全电位，比PEN线直接接入变压器接地极时情况好的多。

(2)临电自身引起的PEN线电位升高原因：

①由于临电系统单相220V负荷不平衡或单相220V中存在严重的三次谐波（如果采用△/Y-11变压器，则不存在此问题）或中性线断线和接触不良，220V单相负荷不平衡最严重情况下也不会造成±10%的电压偏差，整个回路分配至电源至总配电箱之间的电压降很小，对总配电箱处的地电位基本没有影响。电源至总配电箱处的中性线断线的几率基本没有，接触不良的机率也相对很小，而其它部位中性线断线不会对总配电箱处电位产生影响。三相和二相380V负荷的不平衡也不会造成PEN线电位升高。

②临电系统内部的接地故障，由于临电系统安装有灵敏度较高的漏电保护器，漏电电流较小，造成PEN线有较大电位升高的情况很少。

③对于临电自身引起的PEN线电位升高，最主要的解决办法是总配电箱处的重复接地，因为PEN线重复接地可以降低PEN线电位升高的危险程度。

(3)总配电箱进线电缆的短路和过载保护可以由临电系统的上级配电系统提供，如同高压电缆出线需要高压配电所提供相应保护一样。只要保护设计得当，应该是可行的。在临电方案实施中对这一段线路的路径、敷设方式进行安全可靠性评估，选出比较安全的方案是可能的。根据临电方案实施和运行实践，这段线路一般是采用电缆进行敷设，受重视程度较高，安全状况比较好，短路和漏电事故故障率很低，对人身安全危胁较小，短路、过载保护兼接地保护就能满足系统保护要求，只要设计和管理得当，是能够满足系统运行要求的。

3.4总配电箱设置在靠近负荷中心的方案从技术上是符合临电方案的。

临电规范第5.1.2条的强制性规定为：“采用TN系统做保护接零时，工作零线（N线）必须通过总漏电保护器，保护零线（PE线）必须由电源进线零线重复接地处或总漏电保护器电源侧零线处，引出形成局部TN-S接零保护系统”。临电方案允许在规定条件下形成局部TN-S接零保护系统，则总配电箱在靠近负荷中心设置的方案是可行的。

4、在用电规模较大的场合，单个总配电箱所带的负荷过多，缺乏设计前的规划

临电规范没有对一个总配电箱以下的配电规模进行限制，主要是因为采用了配电室供电方式，实际上是是多总配电箱供电方式，但在实际临电方案设计时经常采用的是单总配箱模式，如果施工现场、用电负荷的规模较大而不建集中的配电室，单总配箱模式会使总配以下的配电规模过大，超过了一定的限度，有些是后续项目增加造成的，给临电系统的管理带来了故障范围大、故障频繁、保护误动、管理和维护不便等很多问题。

这就要求我们在临电设计前要对针对施工现场实际情况，作一些可行性分析和规划，是采用配电室供电方式，还是采用多总配的四级配电方式（通过新增一级配电将电能分配至总配电箱上），将每个总配回路的规模限定在一定的范围内，如一个总配带3～4个分回路，每个分回路带3个分配电箱，一个总配回路最多带9～12个分配电箱。

如果临电规模超过9～12个分配电箱，就要考虑再增加一个总配电箱。在可能有后续负荷的情况下，还要在临电方案设计中预留相应的回路。在距离比较远不同区域，就要考虑重新布置一套临时配电系统。配电规模较大时，就应采用多总配电箱方式。

5、对分配电箱供电区域划分不合理

临电规范规定分配电箱应设在用电设备或负荷相对集中的区域，在临电方案实施中发现分配电箱供电区域划分有不合理之处。

5.1用电设备或负荷相对集中的区域实际上是有大有小的，有些负荷只在特定的施工阶段使用，有些负荷在某个施工阶段与其它负荷集中出现。在临电设计时，对区域设置几个分配电箱的问题只是进行简单划分，而不是动态的配置，造成了不应有的资源的闲置和资源的过渡紧张状况，不能满足施工对临电系统的阶段性需求。

5.2有些负荷的性质不同，负荷相互之间影响较大，如：动力和照明回路，大容量设备（如100KVA的闪光对焊机）和小容量设备等，尽量能按设备和施工需要分开设置，如塔吊要求不能频繁停电，但它本身电机起动、制动以容易影响其它设备，在高层施工中塔吊、人货电梯或龙门架等固定设备应分配在一个分配电箱内，而其它移动设备、容易发生漏电故障和备用回路分配在另一个分配电箱内，这样对施工过程相互影响小，各种保护也容易设置，特别是设置漏电保护器后有助于形成安全可靠的临电系统。

6、临电设计和系统配置与实际脱节，不能随施工需要动态配置

临电设计在规划时缺乏调研环节，企图一次将临电配置到位，没有考虑施工现场用电需求发生变化后如何调整。临电方案中的短路和过载保护是按计划投入的临电设备计算的，但在实际运行中施工方案有时会发生变化，有些临电设备就可能与计划投入的临电设备容量相差较大。

随着工程阶段的不同，接入分配电箱的临电设备也有相应的不同，在实际接入的临电设备常常不能和分配电箱回路已有短路和过载保护相匹配，已有的回路和需要使用的临电回路数量也不匹配，在较为严重的情况下，常常造成容量较大的断路器控制较小容量的用电设备，或者是较大容量的临电设备没有多余的回路。短路和过载保护处于失控状态，五级短路和过载保护都不能提供可靠的保护，造成既浪费了资源，还不能形成有效的保护状况。

关于三级配电在设计时仍存在的问题就分享讲解到这里了，想了解更多配电知识的可关注合景机电。

合景机电是一家专业从事弱电工程安装、低压配电工程安装、中央空调安装的工程总承包公司，公司目前具有建筑机电安装工程专业承包2级和电子与智能化工程专业承包2级双资质，公司深耕机电安装领域十多年，具有对高等级轻工业厂房的水电和弱电系统规划设计、施工、运行、维护服务的整合承包能力；同时也具备对商业建筑和工业建筑进行消防施工和装修装饰，联系电话：400 602 0222/177-2239-7777/177-2238-3333

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