低压配电系统的设计方法

低压配电系统的设计方法Speaker/演讲者：ChenhuiLi/李晨辉1.断路器的脱扣器额定电流In的确定2.电缆截面积的选择3.电压降的确定4.短路电流的计算5.保护装置的选择6.保护的选择性7.人身安全保护的验证配电产品设计指导NDW1NDW1NDM2NDM6一般回路重要回路VarplusNDM2TrihalNDM2NDM2LNDW1NDC1电气装置的设计在于精确地确定从系统电源进线端到终端的供电和电气保护组成系统的每个元件及保护应满足：承载连续的工作电流及正常的瞬态峰值不会产生危害其它设备的现象另外断路器（或熔断器）应该：–在出现故障电流时保护供电系统–确保人身安全低压配电系统的设计方法综述低压配电系统的设计方法综述参照标准：IEC60364《建筑物电气装置》—GB16895.1-1997《建筑物电器装置第1部分范围目的和基本原则》—GB16895.2-2005《建筑物电气装置第4-42部分：安全防护-热效应》—GB16895.3-2004《建筑物电气装置第5-54部分:电气设备的选择和安装接地配置、保护导体和保护联结导体》GB16895.4-1997《建筑物电气装置第5部分：电气设备的选择和安装第53章：开关设备和控制设备》—GB16895.5-2000《建筑物电气装置第4部分：安全防护第43章：过电流保护》—GB16895.6-2000《建筑物电气装置第5部分:电气设备的选择和安装第52章:布线系统》—GB16895.7-2000《建筑物电气装置第7部分:特殊装置或场所的要求第704节:施工和拆除场所的电气装》—GB16895.8-2000《建筑物电气装置第7部分:特殊装置或场所的要求第706节:狭窄的可导电场所》—GB16895.9-2000《建筑物电气装置第7部分:特殊装置或场所的要求第707节:数据处理设备用电气装置的接地要求》—GB16895.10-2001《建筑物电气装置第4部分:安全防护第45章:欠电压保护》—GB16895.11-2001《建筑物电气装置第4部分:安全防护第44章:过电压保护第442节:低压电气装置对暂时过电压和高压系统与地之间的故障的防护》—GB16895.12-2001《建筑物电气装置第4部分:安全防护第44章:过电压保护第443节:大气过电压或操作过电压保护》—GB16895.13-2002《建筑物电气装置第7部分:特殊装置或场所的要求第701节:装有浴盆或淋浴盆的场所》—GB16895.14-2002《建筑物电气装置第7部分:特殊装置或场所的要求第703节:装有桑拿浴加热器的场所》—GB16895.15-2002《建筑物电气装置第5部分:电气设备的选择和安装第523节:布线系统载流量》低压配电系统的设计方法综述参照标准：IEC60364《建筑物电气装置》—GB16895.16-2002《建筑物电气装置第4部分:安全防护第44章:过电压保护第444节:建筑物电气装置电磁干扰(EMI)防护》—GB16895.17-2002《建筑物电气装置第5部分:电气设备的选择和安装第548节:信息技术装置的接地配置和等电位联结》—GB16895.18-2002《建筑物电气装置第5部分:电气设备的选择和安装第51章:通用规则》—GB16895.19-2002《建筑物电气装置第7部分:特殊装置》—GB16895.20-2004《建筑物电气装置第5-53部分:电气设备的选择和安装-隔离、开关和控制设备第534节:过电压保护电器》—GB16895.21-2004《建筑物电气装置第4-41部分:安全防护电击防护》—GB16895.22-2004《建筑物电气装置第5-53部分:电气设备的选择和安装-隔离、开关和控制设备第534节:过电压保护电器装》—GB16895.23-2005《建筑物电气装置第6-61部分:检验-初检》—GB16895.24-2005《建筑物电气装置第7-710部分:特殊装置或场所的要求-医疗场所》—GB16895.25-2005《建筑物电气装置第7-711部分:特殊装置或场所的要求-展览馆、陈列室和展位》—GB16895.26-2005《建筑物电气装置第7-740部分:特殊装置或场所的要求-游乐场和马戏场中的构筑物、娱乐设施和棚屋》电气保护过流保护主要是指对设备及财产的保护，尤其是对线路和电气设备的保护，包括：–电路中产生的过载电流–电路中由于故障产生的短路电流绝缘故障保护主要是指对人身保护，根据接地系统的不同，保护将由断路器，漏电保护断路器，或者绝缘监测设备来实现。电机过载保护电机过载主要是由于长期的过载，电机故障，或者缺相运转等原因引起的，过载的检测一般来讲是通过热继电器，短路保护由熔断器或者断路器来实现的。隔离目的在于分断和隔离配电装置中的元器件，从耐确保电气安装，运行和维修人员的安全元器件实施隔离功能时应当遵守的条件：–分断用电设备电源所有相（PEN线不应被分断）–分断点可见或带切实可靠的分断指示（元器件断开应当清晰显示）–测量到的泄漏电流足够小（≤2mA）–根据下表测试冲击耐受电压：综述电气元件的基本功能电气保护隔离–根据下表测试冲击耐受电压：控制电路正常运行时，在电路的不同位置实现分合闸操作功能控制为了确保正常工作时所有用电设备的得电与否该功能应当位于：–所有电气装置的电源进线处–用电设备处紧急分断、紧急停车–紧急分断：当回路中的故障电流会导致危险时，应立即断开故障回路电源。–紧急停车：在一个动作趋于危险时候候紧急分断并使该设备立刻停机电路检修分断这个功能是为了确保实现带电检修机械部分时，机器处于停车或停机状态。综述电气元件的基本功能以TN接地系统为例介绍下列配电装置的设计方法，在每台变压器和相应的电源断路器之间有5米的单芯电缆，而在电源断路器和分路断路器之间有1米的铜排。所有的电缆均为铜电缆，环境温度是35℃。低压配电系统的设计方法举例2×800kVA20KV/410VPEND0D’0PENPEND1PEND2NPED3ABCS1S2S3PEND4PED5DS4S5NPED7S7～D6S6～辅助P＝11kW电动机P＝37kWPE荧光照明灯2×58W每相17只照明器具1.断路器的脱扣器额定电流In的确定2.电缆截面积的选择3.电压降的确定4.短路电流的计算5.保护装置的选择6.保护的选择性7.人身保护的验证低压配电系统的设计方法断路器的参数表格上直接规定了与用电设备的功率相关的断路器的额定电流只要验证Iz＞In＞IB并选取断路器参数表中存在的额定电流，必要时参考因温度变化引起的降容（断路器温度修正系数表）。其中：Iz—电缆的额定载流量In—断路器的额定电流IB—回路的长期工作运行电流计算电流(应考虑需求系数):断路器的脱扣器额定电流In的确定额定电流选择原则PUCOS￠单相计算电流Ijs=P0.22COS￠=PUCOS￠三相计算电流Ijs=√3P0.66COS￠=功率因数—白炽灯和加热装置:1—荧光灯:0.5(带补偿0.9)—马达:0.85—空调:0.9—电梯:0.55开关额定电流In=Ijs×1.15(可靠系数)断路器的脱扣器额定电流In的确定额定电流选择原则配电箱的同时系数—组件全部使用,或2和3回路,Ks=0.9—4～5回路,Ks=0.8—6～9回路,Ks=0.7—10回路以上,Ks=0.6PKS(需求系数)PjS=1.断路器的脱扣器额定电流In的确定2.电缆截面积的选择3.电压降的确定4.短路电流的计算5.保护装置的选择6.保护的选择性7.人身保护的验证低压配电系统的设计方法根据Iz＞In＞IB及电缆设各种敷设修正系数可以获得电缆的截面,如下:电缆截面的确定电缆截面的确定方法确定电路中相线导体尺寸为了得到尺寸必须：确定线缆安装方式的字母代号确定在不同电气安装条件中影响特性的修正系数K，系数K由多重修正系数得来：K1，K2，K3，Kn和Ks:修正系数K1与安装方式有关修正系数K2与并排紧靠的两个电路间的相互作用力有关修正系数K3与环境温度和绝缘类型有关修正系数Kn中性线负载修正系数修正系数Ks为线芯对称修正系数电缆截面的确定选择代码及修正系数K1，K2修正系数K1与安装方式有关确定线缆安装方式的字代号修正系数K2与并排紧靠的两个电路间的相互作用力有关电缆截面的确定修正系数K3，Kn,Ks修正系统数Kn（中性负载导体）—根据相关标准IEC60364—Kn=0.84—Kn=1.45对称修正系数Ks—根据IEC60364相关标准和平行电缆的数目—Ks=1:2相（芯）和4相（芯）线缆，对称布置—Ks=0.8:2，3和4相（芯）线缆，不对称布置(修正系数K3与环境温度和绝缘类型有关,修正系数Kn为中性线负载修正系数,修正系数Ks为线芯对称修正系数)电缆截面的确定定义最小截面积电缆截面的确定计算结果以S3为例，确定截面积—按图表中适合的选择代码为B。—按图表中列出的修正系数K1,K2,K3;—K1=0.9，K2=0.7，K3=0.93—中性线负载修正系数为：Kn=0.84—整体系数K=K1*K2*K3*Kn于是K=0.9*0.7*0.93*0.84＝0.491256确定截面积：—因为负荷电流为In=Ijs×1.15＝16A,于是In=16A—线路中可允许电流Iz=16A—考虑到修正系数K，故I‘z=IZ/K=16/0.64058=24.9A—选择适合选型代码B的路线，在PVC3列中，我们应当选择高于24.9A的值，于是：—对于铜线，28A，截面面积为4mm2其余同理可选择其它导线的截面积(一般可使用最简单的办法:电缆截面积=计算电流Ijs×1.15×1.15)PUCOS￠Ijs=√32×58×17×31.732×0.38×0.9=1.断路器的脱扣器额定电流In的确定2.电缆截面积的选择3.电压降的确定4.短路电流的计算5.保护装置的选择6.保护的选择性7.人身保护的验证低压配电系统的设计方法电压降的确定限制线路压降的标准工作电流通过电缆时，在他的首端和末端间有压降。一个用电设备（如电动机）工作是否良好，受到其端子电压值的影响。因此必须通过线缆截面的正确选择来限制压降，如何确定线路的压降，从而检查：—遵照现行的标准和准则（IEC60364,GB16895）—用电设备的供电电压—运行的兼容性和协调性IEC60364标准指出在电源和用电设备间的压降值不能超过下表中的值：从电源从电源首端到用电设备的最大允许电压降：电压降的确定正常电路电压降的确定正常工作线路上的电压降:—对于正常工作条件下设备装置的限制（安装设备装置的固定限制条件），下表给出计算电压降方法和公式：更简单的方法—下表给出了每100m线缆的电压降，对于三相400V/50Hz，和运行电流（设备装置的运行电流）按%的压降。该电压%降与电缆截面和流过电流的大小有关，这些值对应于电机的COSφ为0.85，对应于非感性负载的COSφ为1；当L≠100m时，可以参照此表，但应当考虑修正系数L/100。电压降的确定100m线缆的压降电压降的确定计算结果以S3为例，计算回路压降—其额定电流为16A—线缆截面积为4mm2—由100m线缆压降表中可查出其压降为：△U＝3.2%，—因为线缆长度为80m，最终压降为：△Us3＝3.2%×80÷100＝2.56%其余各回路的电压降计算如下：—照明回路：△U＝△Us1+△Us2+△Us3=0.84%+0.31%+2.56%=3.71%—电动机回路（37KW）：△U＝△Us4+△Us5=0.48%+2.05%＝2.53%—电动机回路（11KW）：△U＝△Us4+△Us6=0.48%+3.75%＝4.23%—辅助回路：△U＝△Us7＝0.63%上表中的回路电压降数据均低于标准要求值。1.断路器的脱扣器额定电流In的确定2.电缆截面积的选择3.电压降的确定4.短路电流的计算5.保护装置的选择6.保护的选择性7.人身保护的验证低压配电系统的设计方法短路电流的计算装置某一点上短路电流（Isc）的确定装置某一点上短