港口工程低壓配電設(shè)計(jì)中的普遍性問題淺析

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)中的普遍性問題淺析

劉廣維

（大連港埠機(jī)電有限公司）

國內(nèi)港口工程無論是集裝箱碼頭還是散貨碼頭都趨向大型化、專業(yè)化、自動化發(fā)展，為了滿足生產(chǎn)需要，裝機(jī)容量也隨之越來越大，整個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)部門等各工程參與方對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。下面僅針對一些港口工程低壓配電設(shè)計(jì)中的普遍性問題進(jìn)行分析。

港口工程；低壓配電；設(shè)計(jì)問題

1、變壓器進(jìn)線斷路器的保護(hù)設(shè)置

一般變壓器進(jìn)線斷路器的長延時過電流整定值、短延時過電流整定值發(fā)生錯誤的現(xiàn)象較少，但瞬時過電流整定值的選擇經(jīng)常發(fā)生錯誤，與饋出線斷路器整定電流無選擇性配合。當(dāng)變電所某一出線回路發(fā)生短路故障時，該斷路器與下級斷路器同時聯(lián)跳，甚至越級跳閘，使得事故擴(kuò)大。

某工程變電所內(nèi)設(shè)置1臺干式變壓器，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)線斷路器及低壓開關(guān)柜內(nèi)均為銅母排，規(guī)格為TMY-3(100×10)+1(80×8)?；芈?（母排首端）的母排長度為6m，出線電纜為YJV-4×185，短路點(diǎn)d2的電纜長度為20m；回路2（母排末端）的母排長度為12m，出線電纜為YJV-4×4，短路點(diǎn)d4的電纜長度為10m。系統(tǒng)接線與斷路器的各段過電流整定值見圖1。

圖1 系統(tǒng)接線與電流整定值

變壓器進(jìn)線斷路器的瞬時過電流保護(hù)一定要在計(jì)算低壓開關(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)，可將瞬時過電流保護(hù)功能關(guān)閉。

2、變電所低壓開關(guān)柜出線電纜截面選擇

在工程設(shè)計(jì)過程中，部分設(shè)計(jì)人員對熱穩(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)算過程內(nèi)容多且較為繁瑣。電纜截面偏小，不能滿足熱穩(wěn)定要求，引起的后果是短路故障時燒毀電纜。

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

為滿足熱穩(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，該回路電纜已滿足熱穩(wěn)定要求。針對小截面電纜，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路、泵房配電與控制回路、泵房內(nèi)線路等，圖2為某工程消防泵配電回路接線圖。

3.1自動轉(zhuǎn)換開關(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)在其配電線路的最末一級配電箱處設(shè)置自動切換裝置。”即消防泵控制箱前端必須采用自動轉(zhuǎn)換開關(guān)（ATSE）。

圖2 消防泵配電回路接線圖

ATSE分為PC級和CB級兩大類，根據(jù)《低壓配電設(shè)計(jì)規(guī)范》中第4.3.5條規(guī)定：“突然斷電比過負(fù)載造成的損失更大的線路，其過負(fù)載保護(hù)應(yīng)作用于信號而不應(yīng)作用于切斷電路。因此消防泵前端ATSE不應(yīng)使用過載動作的CB級ATSE，只能采用無過載保護(hù)功能的PC級ATSE。

如果消防泵前端采用CB級ATSE，一旦消防泵過載運(yùn)行，CB級ATSE動作，滅火工作將不能正常進(jìn)行，將會造成不可預(yù)計(jì)的重大損失。同時消防泵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電的情況下ATSE來回跳越的現(xiàn)象，減少切換次數(shù)為消防滅火贏得寶貴的時間。

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)、測試和檢修設(shè)備需斷開電源時，應(yīng)設(shè)置隔離電器?！币虼讼辣每刂葡溥M(jìn)線處應(yīng)設(shè)置斷開雙回路電源的裝置，較多工程設(shè)計(jì)中忽略了該規(guī)范要求，使得運(yùn)行人員意見不少。對此，可以采取下述2種方式來解決：

①市場上PC級ATSE種類多，其中只有三位置型ATSE可以滿足上述要求，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ATSE前加裝檢修開關(guān)，即圖2中的QF1、QF2開關(guān)，通常檢修開關(guān)選擇隔離開關(guān)。但為了監(jiān)測線路過負(fù)荷情況，尤其在多臺消防泵運(yùn)行狀態(tài)下要監(jiān)測電源回路的過負(fù)荷情況，隔離開關(guān)就不能滿足要求，只有選擇帶有隔離功能的斷路器。該斷路器按規(guī)范要求只能過載報(bào)警不脫扣，市場上該類型的斷路器極少，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短路時防止事故擴(kuò)大。同樣的原因，單臺消防泵控制回路中設(shè)置斷路器1QF～3QF且滿足過載報(bào)警不脫扣的要求。

3.3過負(fù)荷反饋信號

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

4、結(jié)語

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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