工業(yè)與民用建筑電氣工程配電系統(tǒng)的安裝與調(diào)試研究

文／朱麗潔 中電特邦工程有限公司 遼寧沈陽(yáng) 110013

引言：

電能在現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)及整個(gè)國(guó)民經(jīng)濟(jì)生活中應(yīng)用極為廣泛，因此搞好工業(yè)與民用建筑供電工作對(duì)于發(fā)展工業(yè)生產(chǎn)、提高國(guó)民經(jīng)濟(jì)具有十分重要的意義。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，綠色節(jié)能、智慧化城市日漸興起，工業(yè)與居民用電逐步智能化，高效化。先進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用，能合理分配電能，節(jié)約成本，便于控制和管理，實(shí)現(xiàn)智能化。這也使得配電系統(tǒng)越來(lái)越復(fù)雜，相應(yīng)的其安裝與調(diào)試難度增加，實(shí)際操作與處理的過(guò)程中容易出現(xiàn)差錯(cuò)，導(dǎo)致配電系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中容易出現(xiàn)故障。所以應(yīng)當(dāng)科學(xué)化、合理地、規(guī)范化地進(jìn)行工業(yè)與民用建筑電氣工程配電系統(tǒng)的安裝與調(diào)試。

1、工業(yè)與民用建筑電氣工程配電系統(tǒng)概述

配電系統(tǒng)是對(duì)電能的供應(yīng)和分配，擔(dān)負(fù)著從電力系統(tǒng)受電，然后將電能分配輸送到各個(gè)領(lǐng)域的任務(wù)，其主要包括一次設(shè)備和二次設(shè)備。一次設(shè)備按其功能可分為變換設(shè)備、控制設(shè)備和保護(hù)設(shè)備等類(lèi)。變壓器及電流互感器、電壓互感器屬于變換設(shè)備，各種高低壓開(kāi)關(guān)屬于控制設(shè)備，熔斷器和避雷器屬于保護(hù)設(shè)備。二次設(shè)備主要用來(lái)控制、指示、測(cè)量和保護(hù)一次設(shè)備，例如微機(jī)綜合保護(hù)裝置、開(kāi)關(guān)智能操控裝置、電流電壓表、信號(hào)燈按鈕、分合閘轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)等二次元件。熔斷器是一種當(dāng)通過(guò)的電流超過(guò)規(guī)定值時(shí)使其熔體熔化而斷開(kāi)的保護(hù)電器，其功能主要是對(duì)電路及電路中的設(shè)備進(jìn)行短路保護(hù)，但有的也具有過(guò)負(fù)荷保護(hù)的功能。隔離開(kāi)關(guān)的功能主要是隔離電源，以保證其他電氣設(shè)備(包括線路)的安全檢修，它在結(jié)構(gòu)上有這樣的特點(diǎn)，即斷開(kāi)后有明顯可見(jiàn)的斷開(kāi)間隙，而且斷開(kāi)間隙的絕緣及帶電距離都是足夠可靠的，能夠充分保證人身和設(shè)備的安全。但它沒(méi)有專(zhuān)門(mén)的滅弧裝置，因此不允許帶負(fù)荷操作。斷路器不僅能通斷正常負(fù)荷電流，而且能接通和承受一定時(shí)間的短路電流，并能在保護(hù)裝置作用下自動(dòng)跳閘，切除短路故障。變壓器是配電系統(tǒng)中最關(guān)鍵的一次設(shè)備，電廠電站輸變電系統(tǒng)大部分是升壓型的，變配電系統(tǒng)則是降壓型的，將高壓10kV 電壓轉(zhuǎn)變成低壓0.4kV，電力變壓器的繞組有銅的和鋁的兩種，型號(hào)有油浸式S11-10、S13-10 系列和環(huán)氧樹(shù)脂干式SCB10-10、SCB12-10 等系列。開(kāi)關(guān)柜是按一定的線路方案將有關(guān)一、二次設(shè)備組裝而成的一種成套配電裝置，高壓開(kāi)關(guān)柜有箱型固定式HXGN、金屬鎧裝移開(kāi)式KYN 兩大類(lèi)，低壓開(kāi)關(guān)柜有固定式GGD、抽出式GCS、GCK、MNS 等。微機(jī)綜合保護(hù)裝置一般安在高壓開(kāi)關(guān)柜儀表門(mén)上，監(jiān)視配電系統(tǒng)的運(yùn)行情況，當(dāng)系統(tǒng)運(yùn)行不穩(wěn)，出現(xiàn)電壓閃絡(luò)、接地、相間短路等故障時(shí)，將發(fā)出告警或跳閘信號(hào)，斷路器接受到信號(hào)后0 秒跳閘，切斷電源。無(wú)功補(bǔ)償裝置有高壓集中補(bǔ)償、低壓集中補(bǔ)償和單獨(dú)就地補(bǔ)償?shù)热N方式，民用建筑配電系統(tǒng)主要采用低壓側(cè)集中補(bǔ)償方式，當(dāng)家中電燈忽明忽暗時(shí)，說(shuō)明配電系統(tǒng)電壓不穩(wěn)，有低壓閃絡(luò)或諧波等存在，這時(shí)無(wú)功補(bǔ)償裝置會(huì)啟動(dòng)工作，輸送容性電能來(lái)補(bǔ)償電網(wǎng)有功功率。電能測(cè)量計(jì)量裝置主要監(jiān)視系統(tǒng)的電流電壓，諧波功率、用電需量等，使運(yùn)行人員掌握系統(tǒng)運(yùn)行情況。本文重點(diǎn)論述10kV 及以下工業(yè)與民用建筑電氣工程配電系統(tǒng)的安裝及調(diào)試。

2、工業(yè)與民用建筑電氣工程配電系統(tǒng)運(yùn)行狀況及常見(jiàn)故障

改革開(kāi)放以來(lái)，工業(yè)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化、人民生活奔小康，現(xiàn)在的都市高樓大廈，國(guó)企私企各行各業(yè)，用電量與日俱增，配電系統(tǒng)經(jīng)常出現(xiàn)電壓波動(dòng)、高次諧波、漏電電流、短路接地等故障。

2.1 電壓波動(dòng)

電壓波動(dòng)是電網(wǎng)電壓的短時(shí)快速變動(dòng)，都是由于負(fù)荷急劇變動(dòng)引起的，負(fù)荷急劇變動(dòng)，使配電系統(tǒng)的電壓損耗相應(yīng)變動(dòng)，從而使電氣設(shè)備的端電壓出現(xiàn)波動(dòng)現(xiàn)象。例如電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)，電焊機(jī)的工作，尤其是大型電弧爐和大型軋鋼機(jī)等沖擊性負(fù)荷的工作，都會(huì)引起配電系統(tǒng)電壓的波動(dòng)。電壓波動(dòng)有很多危害，可使某些電子設(shè)備特別是電子計(jì)算機(jī)無(wú)法正常工作；可使照明燈發(fā)生明顯的閃爍現(xiàn)象，照度閃變對(duì)人眼有刺激作用。為了抑制或減小電壓波動(dòng)和閃變，對(duì)負(fù)荷變動(dòng)劇烈的大型電氣設(shè)備，要控制其同時(shí)啟動(dòng)，這就要求安裝調(diào)試對(duì)其供電的設(shè)備時(shí)設(shè)置好啟動(dòng)時(shí)間和啟動(dòng)方式。

2.2 高次諧波

我們知道，配電系統(tǒng)輸送的是三相交流電，是周期性的正弦波，當(dāng)電網(wǎng)中出現(xiàn)諧波源時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生3 次、5 次、7次甚至更高的諧波，高次諧波是影響電能質(zhì)量的一大公害，我國(guó)現(xiàn)在很重視這一問(wèn)題，產(chǎn)生高次諧波的原因主要是電力系統(tǒng)中存在著各種非線性元件，例如熒光燈和高壓汞燈等氣體放電燈，交流電動(dòng)機(jī)、電焊機(jī)、感應(yīng)電爐等。高次諧波電流可使變壓器的鐵芯損耗明顯增加，從而使變壓器出現(xiàn)過(guò)熱，縮短使用壽命；使電機(jī)轉(zhuǎn)子發(fā)生振動(dòng)，嚴(yán)重影響機(jī)械加工的產(chǎn)品質(zhì)量；使電力線路的電能損耗增加；使計(jì)算電費(fèi)的感應(yīng)式電度表的計(jì)度不準(zhǔn)，還可能使系統(tǒng)的繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置發(fā)生誤動(dòng)作。抑制高次諧波需合理安裝設(shè)備，限制電力系統(tǒng)中接入的變流設(shè)備及交流調(diào)壓裝置等的容量，或提高對(duì)大容量非線性設(shè)備的供電電壓，或?qū)ⅰ爸C波源”與不能受干擾的負(fù)荷電路從電網(wǎng)的接線分開(kāi)，也都能有助于高次諧波的抑制或消除。

2.3 漏電電流短路接地等故障

我國(guó)低壓配電系統(tǒng)廣泛采用中性點(diǎn)直接接地方式，引出中性線N 和保護(hù)線PE，中性線用來(lái)接用相電壓的單相設(shè)備，保護(hù)線是為保障人身安全，防止發(fā)生觸電事故，通過(guò)公共PE線，將設(shè)備外漏可導(dǎo)電部分連接到電源的接地點(diǎn)去。系統(tǒng)中最常見(jiàn)的故障就是短路，短路就是不同電位的導(dǎo)電部分之間的短接，造成短路的主要原因是電氣設(shè)備載流部分的絕緣損壞，這種損壞可能是由于設(shè)備長(zhǎng)期運(yùn)行、絕緣自然老化，或由于設(shè)備安裝不符合規(guī)范所造成的，因絕緣強(qiáng)度不夠而被正常電壓擊穿，或被雷電過(guò)電壓擊穿。這就要求設(shè)備安裝時(shí)參照安裝使用說(shuō)明書(shū)正確安裝，外殼接地良好，整個(gè)配電系統(tǒng)要做好防雷接地。

3、工業(yè)與民用建筑電氣工程配電系統(tǒng)安裝與調(diào)試

眾所周知，電能與工業(yè)生產(chǎn)和百姓生活息息相關(guān)，如果電能供應(yīng)突然中斷，會(huì)使居民被困電梯或大型設(shè)備停止運(yùn)轉(zhuǎn)，更嚴(yán)重者引發(fā)火災(zāi)人身傷亡等事故，會(huì)給國(guó)家和人民帶來(lái)經(jīng)濟(jì)上甚至政治上的重大損失，所以配電系統(tǒng)需穩(wěn)定運(yùn)行，因此安裝和調(diào)試必須達(dá)到以下標(biāo)準(zhǔn)：

3.1 安全-保證配電系統(tǒng)在電能的供應(yīng)、分配和使用中，不應(yīng)發(fā)生人身事故和設(shè)備事故

在供用電工作中，必須特別注意電氣安全，如果稍有麻痹或疏忽，就可能造成嚴(yán)重的人身觸電事故，或者引起火災(zāi)或爆炸，給國(guó)家和人民帶來(lái)極大的損害。這就要求配電系統(tǒng)的安裝與調(diào)試要建立和健全規(guī)章制度，相關(guān)工作人員需要掌握配電系統(tǒng)安裝的基本原則及注意事項(xiàng)，有序地、標(biāo)準(zhǔn)地、合理地進(jìn)行安裝作。首先配電裝置到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)后，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行檢查，檢查的內(nèi)容應(yīng)按照供貨合同、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)計(jì)要求和制造廠的有關(guān)規(guī)定進(jìn)行。其次配電裝置安裝前也應(yīng)檢查以下幾點(diǎn)：（1）包裝及密封應(yīng)良好，設(shè)備和部件的型號(hào)、規(guī)格、柜體幾何尺寸應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求，備件的供應(yīng)范圍和數(shù)量應(yīng)符合合同要求，柜體應(yīng)有便于起吊的吊環(huán)；（2）柜內(nèi)電器及元部件、絕緣瓷瓶齊全，無(wú)損傷和裂紋等缺陷，接地線應(yīng)符合有關(guān)技術(shù)要求；（3）配電裝置具有機(jī)械、電氣防誤操作的聯(lián)鎖裝置；（4）技術(shù)文件應(yīng)齊全，所有的電器設(shè)備和元件均應(yīng)有合格證，關(guān)鍵部件應(yīng)有產(chǎn)品制造許可證的復(fù)印件，其證號(hào)應(yīng)清晰。

設(shè)備安裝完畢后，應(yīng)全面復(fù)測(cè)一次，并做好安裝記錄，部分一次設(shè)備安裝注意事項(xiàng)如下：（1)高壓熔斷器的安裝，需注意撞針的方向，當(dāng)發(fā)生短路故障，短路電流熔化熔絲，撞針彈出，撞擊開(kāi)關(guān)脫扣機(jī)構(gòu)使其跳閘切斷電源，所以撞針的方向必須與脫扣機(jī)構(gòu)的方向一致。（2)隔離開(kāi)關(guān)安裝前應(yīng)檢查刀片、觸頭有無(wú)扭歪，合閘時(shí)是否合閘到位和接觸良好，分閘時(shí)斷口距離是否大于150mm,其操動(dòng)機(jī)構(gòu)與斷路器的聯(lián)鎖裝置是否正常、可靠。（3)變壓器就位時(shí)，應(yīng)注意其方位和距墻尺寸應(yīng)與設(shè)計(jì)要求相符，圖紙無(wú)標(biāo)注時(shí)，縱向按軌道定位，并使屋內(nèi)預(yù)留吊環(huán)的垂線位于變壓器中心。低壓側(cè)中性點(diǎn)必須直接與接地裝置引出的接地干線連接，變壓器箱體、支架或外殼應(yīng)接地，且有標(biāo)識(shí)。（4)高低壓開(kāi)關(guān)柜安裝到位后仔細(xì)核對(duì)其型號(hào)是否正確，零部件、缺件、損壞件核對(duì)后做好記錄，盤(pán)的水平、垂直調(diào)整方法：懸掛線墜，待穩(wěn)定后，測(cè)量盤(pán)面上下端與線的距離，不一致時(shí)用墊鐵加以調(diào)整，一致后固定焊牢。盤(pán)體垂直度(每米)小于1.5mm,水平偏差成列盤(pán)頂部小于4mm,盤(pán)間隙小于1.5mm。柜體的接地主母線應(yīng)與安裝基礎(chǔ)的預(yù)埋接地網(wǎng)可靠連接，確保接地的連續(xù)可靠性。（5）電流互感器外觀有無(wú)破損開(kāi)裂，引線螺絲有無(wú)松動(dòng)，決不能使之開(kāi)路，以免產(chǎn)生高壓，對(duì)操作人員及設(shè)備安全造成損害。（6）母線安裝前，需要檢查夾雜物、表面光潔平整，不得變形扭曲，安裝時(shí)A B C 三相相序依據(jù)上中下、遠(yuǎn)中近、左中右原則，搭接面應(yīng)連接可靠，以免影響通流能力，電流較大時(shí)，接頭須搪錫。

3.2 可靠-應(yīng)滿足電能用戶對(duì)供電可靠性的要求

新時(shí)代背景下工業(yè)與民用建筑電氣工程建設(shè)之中運(yùn)用了先進(jìn)技術(shù)，雖然提高了電氣功能，但卻使電氣工程配電系統(tǒng)調(diào)試越加復(fù)雜、困難，比如參數(shù)不符、設(shè)備不兼容以及規(guī)格不匹配等。具體來(lái)講，配電系統(tǒng)調(diào)試需要進(jìn)行：

（1）一次設(shè)備本體試驗(yàn)，注意事項(xiàng)有：1)設(shè)備型號(hào)及規(guī)格符合圖紙要求；2)設(shè)備外觀完好；3)電氣聯(lián)鎖接點(diǎn)接觸緊密、導(dǎo)通良好；4)分合閘及閉鎖裝置動(dòng)作靈活、復(fù)位準(zhǔn)確、迅速、扣合可靠；5)分合閘位置指示正確；6)接地位置牢固、導(dǎo)通良好；7)導(dǎo)線端頭標(biāo)志清晰正確，且不易脫色；8)箱內(nèi)配線絕緣等級(jí)耐壓大于500V ；9)交流無(wú)接地或短路現(xiàn)象；10)電氣回路連接緊固可靠；11)防護(hù)等級(jí)檢查；12）工頻耐壓試驗(yàn)、絕緣試驗(yàn)、主回路電阻測(cè)量、接地連續(xù)性檢查。

（2）附屬高壓二次設(shè)備試驗(yàn)，如中性點(diǎn)接地隔離開(kāi)關(guān)、中性點(diǎn)避雷器、零序電流互感器等的試驗(yàn)，同樣需進(jìn)行外觀檢查，分合閘試驗(yàn)，絕緣耐壓試驗(yàn)等。

（3）微機(jī)綜合保護(hù)裝置、繼電器及儀表試驗(yàn)，微機(jī)綜合保護(hù)裝置需要參數(shù)設(shè)置和定值整定，并進(jìn)行傳動(dòng)試驗(yàn)。參數(shù)需要設(shè)置電流電壓變比、系統(tǒng)接線方式、保護(hù)運(yùn)行方式、開(kāi)關(guān)量定義等。保護(hù)定值整定包括：1)過(guò)流速斷電流整定：電流元件整定和時(shí)間元件整定，2)過(guò)負(fù)荷告警整定：過(guò)負(fù)荷電流元件整定和時(shí)間元件整定。3)三相一次重合閘整定：重合閘延時(shí)整定和重合閘同期角整定。4)零序過(guò)電流保護(hù)整定：電流元件整定、時(shí)間元件整定和方向元件整定。5)過(guò)電壓保護(hù)定值整定：過(guò)電壓范圍整定和過(guò)電壓保護(hù)時(shí)間整定。6)非電量保護(hù)跳閘出口定義及傳動(dòng)。繼電器需校驗(yàn)返回系數(shù)及復(fù)歸，儀表同樣需設(shè)置變比等參數(shù)和系統(tǒng)接線方式。

（4）一次電流及二次回路檢查啟動(dòng)試驗(yàn)。 保護(hù)和測(cè)量所使用的互感器通常會(huì)發(fā)生選型不合適，變比錯(cuò)誤，變比過(guò)大無(wú)法滿足保護(hù)和測(cè)量精度要求，設(shè)計(jì)安裝方式不明確等問(wèn)題，造成安裝后無(wú)法滿足系統(tǒng)所要達(dá)到的預(yù)期功能，因此要進(jìn)行通流試驗(yàn)，檢查接線正確性，是否開(kāi)路或短路。

3.3 優(yōu)質(zhì)-應(yīng)滿足電能用戶對(duì)電壓質(zhì)量和頻率等方面的要求

前面已闡述了工業(yè)與民用建筑電氣工程配電系統(tǒng)運(yùn)行狀況及常見(jiàn)故障，會(huì)經(jīng)常出現(xiàn)電壓波動(dòng)、諧波、短路接地等事故，這就要求配電系統(tǒng)進(jìn)行安裝調(diào)試時(shí)需按照國(guó)家和行業(yè)頒布的相關(guān)安裝圖集與規(guī)范，結(jié)合電氣工程實(shí)際情況，針對(duì)不同設(shè)備及裝置，遵循相應(yīng)的原則來(lái)安裝作業(yè)，如若某一環(huán)節(jié)發(fā)現(xiàn)差錯(cuò)，應(yīng)及時(shí)整改或返工處理，避免質(zhì)量隱患遺留，真正提高設(shè)備及裝置安裝的正確性、規(guī)范性及合理性，使其可靠運(yùn)行。合理地展開(kāi)安裝調(diào)試作業(yè)，具體內(nèi)容為：（1）工業(yè)與民用建筑電氣工程配電系統(tǒng)安裝調(diào)試之前，需要組織相關(guān)專(zhuān)家、負(fù)責(zé)人、技術(shù)人員、施工人員來(lái)共同審核施工圖紙，客觀且全面分析施工圖紙是否存在差錯(cuò)，以便要求設(shè)計(jì)人員及時(shí)修改，從而真正提高施工圖紙的科學(xué)性和合理性，為后續(xù)標(biāo)準(zhǔn)化安裝和調(diào)試配電系統(tǒng)設(shè)備及裝置提供參考依據(jù)。（2）編制可行性較高的施工技術(shù)方案，如若該方案存在缺陷或者不足，那么后續(xù)安裝施工勢(shì)必會(huì)受到影響。所以，需要組織經(jīng)驗(yàn)豐富、安裝技術(shù)純熟的人員來(lái)負(fù)責(zé)施工技術(shù)方案編寫(xiě)，并且在完成該方案編寫(xiě)之中嚴(yán)格地審查，以保證該方案不存在差錯(cuò)，可為配電系統(tǒng)安裝和調(diào)試提供指導(dǎo)意見(jiàn)。（3）作業(yè)人員在施工過(guò)程中必須要嚴(yán)格按照規(guī)定的工序?qū)Σ煌h(huán)節(jié)質(zhì)量進(jìn)行把控，其中不同工序間又存在不同邏輯關(guān)系，這就需要提升不同環(huán)節(jié)的安裝質(zhì)量，只有這樣才能使電氣工程配電系統(tǒng)達(dá)到高效運(yùn)行狀態(tài)。4）另外，需要特別說(shuō)明的是作業(yè)人員的業(yè)務(wù)水平高低直接決定了配電系統(tǒng)設(shè)備及裝置安裝質(zhì)量高低，需注意選擇專(zhuān)業(yè)水準(zhǔn)較高、經(jīng)驗(yàn)豐富、綜合素質(zhì)較高、安裝技術(shù)掌握扎實(shí)的工作人員。

3.4 服務(wù)-安裝調(diào)試完成后要進(jìn)行送電運(yùn)行前的服務(wù)工作

具體的服務(wù)工作為：（1）備齊合格的驗(yàn)電器、絕緣靴、絕緣手套、臨時(shí)接地編制線、絕緣膠墊和滅火器材等。（2）徹底清掃全部設(shè)備及變配電室、控制室及電器儀表元件灰塵。（3）檢查母線及設(shè)備上有無(wú)遺留下的工具、金屬材料及其他物件。（4）檢查開(kāi)關(guān)柜內(nèi)電器設(shè)備和接線是否符合圖紙要求，線端是否有編號(hào)，接線是否整齊。（5）檢查所有安裝的電器設(shè)備接觸是否良好，機(jī)械連鎖是否可靠，抽出式組件動(dòng)作是否靈活。（6）接地點(diǎn)接地是否牢固、有無(wú)明顯標(biāo)注。（7）所有表計(jì)及繼電器等保護(hù)裝置動(dòng)作是否正確。（8）配合相關(guān)部門(mén)送電驗(yàn)收、空載運(yùn)行24h，無(wú)異常現(xiàn)象，辦理驗(yàn)收手續(xù)，交建設(shè)單位使用，同時(shí)提交施工圖紙、施工記錄、產(chǎn)品合格證說(shuō)明書(shū)、試驗(yàn)報(bào)告等技術(shù)資料。

結(jié)束語(yǔ)：

經(jīng)本文分析，配電系統(tǒng)容易出現(xiàn)電壓波動(dòng)、高次諧波、漏電電流短路接地等故障。為了避免以上故障現(xiàn)象發(fā)生，滿足電能用戶對(duì)供電可靠性的要求，需要注意規(guī)范配電系統(tǒng)電能的供應(yīng)、分配和使用，并且正確認(rèn)識(shí)到配電系統(tǒng)安裝與調(diào)試不到位可能誘發(fā)多種事故。確保電氣系統(tǒng)可以安穩(wěn)的運(yùn)行，規(guī)范的正確的安裝與調(diào)試非常關(guān)鍵，注意安裝人員應(yīng)對(duì)整個(gè)安裝及調(diào)試過(guò)程中的細(xì)節(jié)問(wèn)題進(jìn)行深刻掌握，采用先進(jìn)的技術(shù)和工藝，科學(xué)的管理和施工作業(yè)，從而降低設(shè)備故障率，保證配電系統(tǒng)安全可靠的運(yùn)行?？傊龊冒惭b與調(diào)試工作，使工業(yè)與民用建筑電氣工程配電系統(tǒng)處于最佳的運(yùn)行狀態(tài)。