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【干貨】低壓供配電—靈敏度的算法及應(yīng)用講解

閱讀次數(shù):2257    2018-09-03 09:47:00



  本文整理了低壓配電通用技術(shù),通用性強(qiáng),只要做低壓設(shè)計(jì)就用的到。著重講述大部分同行平時(shí)不太注意的細(xì)節(jié)和認(rèn)知誤區(qū)。通過對(duì)一些知識(shí)的學(xué)習(xí)、理解和應(yīng)用,能夠有效避開可能的設(shè)計(jì)責(zé)任,能夠達(dá)到與其他人、部門、單位交流時(shí)占據(jù)主動(dòng)有利的局面,奠定自己在單位的地位。對(duì)施工單位和甲方單位的電氣技術(shù)人員也有很好的指導(dǎo)作用。


內(nèi)容提要:


1. 靈敏度規(guī)范出處,靈敏度分析

2.靈敏度在設(shè)計(jì)中的應(yīng)用和計(jì)算

3.配四公式,變換和分析,實(shí)例,常見誤區(qū),

4.不懂靈敏度的后果,解決方案

5.熔斷器按秒曲線,50054的6.3.3,簡(jiǎn)便算法,對(duì)比分析,關(guān)鍵點(diǎn)分析,靈敏度與熱穩(wěn)定的聯(lián)系


靈敏度的規(guī)范出處


關(guān)于靈敏度的相關(guān)內(nèi)容,GB50054-2011的正文及條文說明如下:

?6.2.1 配電線路的短路保護(hù)電器,應(yīng)在短路電流對(duì)導(dǎo)體和連接處產(chǎn)生的熱作用和機(jī)械作用造成危害之前切斷電源 

?6.2.4 當(dāng)短路保護(hù)電器為斷路器時(shí),被保護(hù)線路末端的短路電流不應(yīng)小于斷路器瞬時(shí)或短延時(shí)過電流脫扣器整定電流的1.3倍 

?6.2.4 按照現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《低壓開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備 第2部分:斷路器》GB14048.2 的規(guī)定,斷路器的制造誤差為±20%,再加上計(jì)算誤差、電網(wǎng)電壓偏差等因素,故規(guī)定被保護(hù)線路末端的短路電流不應(yīng)小于低壓斷路器瞬時(shí)或短延時(shí)過電流脫扣器整定電流的1.3倍。

靈敏度的精確計(jì)算


       對(duì)于初學(xué)者來說,很多人感到無從下手,不知道怎么算靈敏度,不知道怎么算短路電流,沒有感念,其實(shí)簡(jiǎn)單的來說就是歐姆定律,但是關(guān)鍵點(diǎn)在于里面的細(xì)節(jié)是哪些可以忽略,哪些不可以忽略。

       比如我們算末端和干線,通常變壓器高壓側(cè),還有低壓母線通??梢院雎浴5侨绻愕氖歉删€低壓柜出來的185,240的較大的,變壓器和母線本身一般不能忽略。如果只是算回路阻抗一點(diǎn)不難,關(guān)鍵點(diǎn)是1.5倍,故障回路是一來一回兩條線,這樣單位長(zhǎng)度的故障回路的阻抗大約是單位長(zhǎng)度單根導(dǎo)線正常環(huán)境下阻抗的3倍。


舉例分析


下面我們拿一個(gè)實(shí)例來計(jì)算,還用最常見的C16配2.5的線50米,計(jì)算其故障電流Ik=0.8*220*2.5÷【1.5*0.0184(1+1)*50】=159A≈16A*10=160A

C型5-10倍瞬動(dòng),0.8是按前端干線等阻抗占20%來考慮的,如果前端可以忽略,那么故障電流大約是200A,如果按0.9,那么故障電流大約是180A。如果按最不利的10考慮,同時(shí)考慮1.3的可靠系數(shù),那么16*10*1.3=208A,現(xiàn)在以這個(gè)作為最小故障電流來反推導(dǎo)線長(zhǎng)度,也就是根據(jù)開關(guān)大小和導(dǎo)線截面來確定其長(zhǎng)度。

正常情況下,變壓器出口處的電壓比標(biāo)稱電壓高5%左右,因此有可能實(shí)際系數(shù)是大于1.0的,前端干線有可能截面較小,距離較長(zhǎng),造成實(shí)際系數(shù)可能低于0.8,所以實(shí)際當(dāng)中可能存在超出公式給出的0.8-1.0這個(gè)范圍。所以按查阻抗表實(shí)際值更加精確嚴(yán)謹(jǐn),當(dāng)能確定前端干線截面較大且距離不算太長(zhǎng)的時(shí)候,才能采用后面這個(gè)簡(jiǎn)化公式


要點(diǎn)分析


嚴(yán)謹(jǐn)計(jì)算需要考慮前端干線,不過可靠系數(shù)1.3已經(jīng)不是準(zhǔn)確值,所以追求太精確的計(jì)算意義不大。

按產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)10倍已經(jīng)是必須瞬動(dòng)了,1.3可靠系數(shù)考慮的是接頭及開關(guān)等有一定阻抗,開關(guān)所處的環(huán)境溫度可能與實(shí)驗(yàn)條件不同,實(shí)際敷設(shè)的導(dǎo)線會(huì)比圖紙當(dāng)中長(zhǎng)一些(由于不能拉的很直,存在一個(gè)波浪系數(shù),大約2-5%,一些進(jìn)出配電箱和用電設(shè)備處也往往留有一定余量,方便后期檢修)。


靈敏度的常見誤區(qū)有哪些?


經(jīng)常有同行說末端配電超50米了,怎么辦?技術(shù)措施提到末級(jí)配電供電半徑不宜超30-50米。主要是針對(duì)的配電型斷路器C16配2.5平方的線(C20配4平方的線),考慮靈敏度,忽略前端影響大約是50米。(這里面的東西涉及東西較多,在這不過多講。)


較為精確的靈敏度校驗(yàn)所限制的供電半徑的數(shù)據(jù)如何確定?


      如常說的C16配2.5的線,忽略前端影響,大約最遠(yuǎn)50米左右。如果條件有變化,如C10配2.5平方的線或C16配4平方的線,就不必太拘泥于這個(gè)距離要求。也就是說50米是某條件下的,不說前提,直接說距離是不合理的。可以這樣說,末級(jí)配電即使只有1米,也可能不滿足靈敏度,也可能100米、300米、500米甚至更長(zhǎng)也滿足靈敏度。這個(gè)是需要計(jì)算的,不是只看距離。


不懂靈敏度校驗(yàn)或懂而不校驗(yàn),有什么問題?有人管嗎?


以上是GB50303-2015中5.1.8的要求,設(shè)計(jì)的時(shí)候應(yīng)該注意,這種問題,審核、校對(duì)和外審都不一定能審出來的,施工驗(yàn)收規(guī)范已有明確要求,需要檢驗(yàn)。這個(gè)要求本是檢驗(yàn)施工工藝的,接頭是否可靠等。但是一些設(shè)計(jì)人員并未認(rèn)真校驗(yàn),甚至根本沒有校驗(yàn),驗(yàn)收時(shí)可能查出不是施工問題,是設(shè)計(jì)問題。

試想如果施工完畢,驗(yàn)收檢查不滿足要求的原因是設(shè)計(jì)問題,因此需要返工而造成的經(jīng)濟(jì)損失誰承擔(dān)?如果是設(shè)計(jì)問題,理論上應(yīng)該設(shè)計(jì)承擔(dān),甲方可能向設(shè)計(jì)院索賠。

那如何校驗(yàn)?一個(gè)一個(gè)校驗(yàn)工作量非常大,實(shí)際設(shè)計(jì)中可選取幾個(gè)比較遠(yuǎn)的末端進(jìn)線校驗(yàn)。基本原理就是歐姆定律,可查配三確定線路阻抗。注意短路計(jì)算用的阻抗和壓降計(jì)算的不同。配四給出了更加直接的表格,可以直接查閱。


靈敏度有沒有簡(jiǎn)單的算法


前面講了靈敏度的計(jì)算,無論是直接查靈敏度表格還是計(jì)算回路阻抗都需要借助工具書的資料。即使是按配四的近似公式,也需要較為復(fù)雜的計(jì)算。令很多初學(xué)者望而卻步,即使學(xué)會(huì)了,也比較繁瑣。

本次介紹一個(gè)非常簡(jiǎn)便通用的算法。由于低壓導(dǎo)線,尤其是電纜和穿管的電線,阻抗極小,小截面的完全可以忽略,較大截面占比也很小,由于有一定的可靠系數(shù),完全可以保證可靠性。前面計(jì)算了C16配2.5的線忽略前端阻抗按靈敏度校驗(yàn)大約是50米,記住并充分利用這個(gè)結(jié)果。由于低壓尤其小截面導(dǎo)線可以忽略電抗,可以按導(dǎo)線截面成比例縮放開關(guān)、導(dǎo)線截面和長(zhǎng)度的關(guān)系,預(yù)分支電纜也可以采用這個(gè)辦法。


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