尺短寸长 发表于 2010-11-15 22:28:33

“有奖征答:10kV 独立变电所以 TT 制供其他建筑物,如何设计?”结贴答案征求意见稿

“有奖征答:10kV 独立变电所以 TT 制供其他建筑物,如何设计?”
结贴答案征求意见稿

“有奖征答:10kV 独立变电所以 TT 制供其他建筑物,如何设计?”自打一贴发出,至今争论不休。
大鼻山在“如何设计?”答复还未出现就断言“我百分百能挑出其中硬伤,哈哈;有此癖好,一时戒不了”、嘿版留话“期待好久”、冷版更给“订金”在先,压力之大,可想而知。

本是一个有奖征答,弄到最后成一个自问自答,也真是无奈。原以为,《建筑电气论坛》上定会有做过 10kV 独立变电所以 TT 制供其他建筑物的电气设计人员,却不料似乎没看到。
大概高手躲在幕后,不到最后不出场,可能现正抿嘴在看热闹呢。

现在是暖场时间,尺短寸长就不揣冒昧,上场舞刀耍枪来了。
等候得太久了:“抛砖引玉”也好、“班门弄斧”也罢,总得有个人抛这砖、献这丑,目的就是最终请出那块“玉”和某位不肯露面的“鲁班师爷”。

若真干过 10kV 独立(终端)变电所 TT 制供电的工程设计,估计轻车熟路,信手拈来就成;尺短寸长苦于没有做过这方面的电气设计,却要勉为其难被大家顶上杠头,有苦难言。
罢罢罢,豁出去了,反正我说过我是一“菜鸟”:既然从没做过,说错讲错大家定会原谅,别骂我就成。
待我说完,高手、“鲁班师爷”们千万千万告诉我正确的答案,尺短寸长给您加分,并求各位版主加您分,加多多高分,定使您满意,如何?

尺短寸长 发表于 2010-11-15 22:28:51

古有仗剑侠士问苍天走天涯翻江倒海,气定神闲;
今看尺短寸长论 TT 搜枯肠抓耳挠腮,手忙脚乱。
着实可怜得很哪!

尺短寸长愿意做一块让大家迈向新台阶的地砖,给各位“板油”垫垫脚,尽量能使大家走道顺畅些、容易些。若有心无意真做到了那么一丁点儿,尺短寸长也就心满意足矣。
成为“金砖”是想也不敢想,“青砖”或“红砖”就成,不想成为“废砖”。
知道“青砖”远胜“红砖”,然“青砖”得在烈火中承受“冷水”浇注 7 天,须受那“炼狱”之苦才得大成。
故:希望大家不时泼些“冷水”,好努力练就尺短寸长成为一块“青砖”而非“夹心砖”才好。

好!
开窑炼“砖”,早日成“砖”;
窑开取“砖”,得一红“砖”。

尺短寸长 发表于 2010-11-15 22:29:05

第一次炼“砖”,来不及泼冷水,“火性”未除,希望大家海涵。没关系,红“砖”也是“砖”,若能顶用,就行。
此“砖”若真能起些作用,让大家顺利上台阶步上康庄大道,不走泥泞、吉凶未卜的危险小路,吾愿足矣。

尺短寸长 发表于 2010-11-15 22:29:20

言归正传
10kV独立(终端)变电所TT制供电的一些注意事项

一、分析依据:
参考文献——
(1)GB/T 16895.1-2008 idt IEC 60364-1:2005《建筑物电气装置 第1部分:范围、目的和基本原则》
(2)GB 16895.11-2001 idt IEC 60364-4-442:1993《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》
(3)GB 16895.21-2004 idt IEC 60364-4-41:2001《建筑物电气装置第4-41部分:安全防护-电击防护》
(4)GB 50053-94《10kV及以下变电所设计规范》
(5)GB 50054-95《低压配电设计规范》
(6)GB 50057-94《建筑物防雷设计规范》(2000年版)
(7)JG J16-2008《民用建筑电气设计规范》
(8)《工业与民用配电设计手册》中国航空工业规划设计研究院,第三版.
(9)《低压电气装置的设计安装和检验》第二版,王厚余.
(10)《建筑物电气装置500问》王厚余.
(11)《建筑电气》2006-6期P14一文《高压系统接地故障导致暂时过电压与Uc值选取》(很有一读之必要):
作者——
孙丹波、余立平(深圳市防雷设施监测所518001)
关象石(中国气象学会雷电防护委员会100081)

平时写论文,参考文献是垫底的。
无奈现着实底气不足,先拿将上来壮壮胆再说。呵呵!

尺短寸长 发表于 2010-11-15 22:29:40

二、提纲挈领(注意其下内容均专指 10kV 独立变电所以 TT 制供其他建筑物为用户供电,但变电所内低压配电系统采用 TN-S 制还是采用 TT 制必须加以分析后,才能最后确定,千万千万注意别搞错):
1、10kV独立(终端)终端变电所接地问题
先依据:
①       GB/T 16895.1-2008《建筑物电气装置 第1部分:范围、目的和基本原则》;
②       GB 16895.11-2001《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》;
③GB 16895.21-2004《建筑物电气装置第4-41部分:安全防护-电击防护》(此标准在修订)。
再按:
①        《建筑物电气装置500问》;
②        《建筑电气》2006-6期P14一文;
《建筑电气》2006-6期P14一文《高压系统接地故障导致暂时过电压与 Uc 值选取》(很有一读之必要):
作者——
孙丹波、余立平(深圳市防雷设施监测所518001)
关象石(中国气象学会雷电防护委员会100081)
此文章介绍得比较清楚,值得一看!
有上述依据、资料存在,10kV 独立变电所以 TT 制接地问题可解。

尺短寸长 发表于 2010-11-15 22:29:58

本帖最后由 尺短寸长 于 2010-11-28 10:03 编辑

a. 10kV不接地或经消弧线圈接地系统(Id≤20A):
可分地也可共地;但大多共地(共地有小细节需要引起重视)。
b. 10kV小电流接地系统 20A<Id≤500A(实际电力工程取100A≤Id≤500A):
建议分地;
可有条件共地。
c. 10kV大电流接地系统 500A<Id≤1000A:
建议分地;
可有条件共地。

重要提示(变电所采用分地不共地时):
一旦 10kV 独立(终端)变电所采用分地(也就是高压柜、变压器柜、低压柜、10kV 变电所内电气设备等金属外壳的保护接地与该 10kV 变电所内变压器低压侧 AC230/400V 侧中性点不共用同一接地装置:中性点接地采用绝缘电缆外引至室外距保护接地的距离不小于 10m 处设置,有条件达到不小于 20m更佳),这时,必须注意以下 2 点:
1、10kV 独立(终端)变电所内低压 AC220/380V 低压配电系统的接地制式必定只会采用 TT 而绝不会是 TN-S 制;
2、10kV 独立(终端)变电所内低压 AC220/380V 低压配电系统的 SPD 采用 CT1(3P) 还是 CT2(3P+1) 方式得根据危险性才可判断,通常为(涉及 Uc 持续运行电压问题):
(1)10kV不接地或经消弧线圈接地系统(Id≤20A):
SPD 采用 CT1(3P)一般无问题存在;
(2)接地系统:
SPD 采用CT2(3P+1)。
注:1 为放电间隙。

尺短寸长 发表于 2010-11-15 22:30:11

GB 50057-94《建筑物防雷设计规范》(2000年版):
SPD 采用CT2(3P+1):主要就是解决 10kV 高压系统接地故障导致暂时过电压与持续运行电压 Uc 值之间的协调关系。

尺短寸长 发表于 2010-11-15 22:30:49

注意(先给出假设的接地电阻R1、R2、Rg、R3 的各自所在):
A处:
10kV 高压柜、变压器柜、低压开关柜和本变电所内 AC220/380V 低压电气设备等金属外壳的保护接地设一接地(与本建筑物等电位联结共同连接),与建筑物结构钢筋连成一体,等电位联结,接地电阻 R1;

B处:
变压器中性点通过绝缘电缆拉至远离该一个 10kV 独立(终端)变电所接地极 10m(20m) 处单独打一接地极 R2;

若A、B处共地,则接地极 Rg;

C处:
最后就是10kV 独立(终端)变电所以 4 线制 TT 供电用户所在处——建筑物,其内按等电位联结要求设计,接地电阻 R3。
(也可以认为箱变供路灯的路灯接地处接地电阻 R3,分析原理同,不再分开单列)

尺短寸长 发表于 2010-11-15 22:31:11

本帖最后由 尺短寸长 于 2011-1-8 21:44 编辑

(1)10kV 不接地或经消弧线圈接地系统(Id≤20A)一般均可共地。

附注:
此与本结贴无关的特别注意事项,因为有人不解,特意指出10kV 高、低压系统接地共地后,其后的 TN-S 制得注意——
若 10kV 高、低压系统接地共地,若低压用户处采用 TN-S 制却有难以实施等电位联结之场所(如户外的露天设备、集贸市场、演艺设备、路灯等),则必须注意:
a. 用户端存在一些不能实施等电位联结的一般潮湿场所,安全电压为不大于 25V,Uf=Id×Rg≤25V,得 Rg≤1.25Ω,实际取 Rg≤1Ω 时;
b. 用户端存在一些不能实施等电位联结的一般干燥场所,安全电压为不大于 50V,Uf=Id×Rg≤50V,得 Rg≤2.50Ω,实际取取 Rg≤2Ω 时。
实际情况:10kV 不接地或经消弧线圈接地系统也确实基本是共地方式。
10kV 接地系统实际情况:不详,待落实。

尺短寸长 发表于 2010-11-15 22:31:29

(2)大(小)电流接地系统共地:
变电所内部供电应采用 TN-S 制——;
考虑 Uf=Id×Rg≤1200(V),保建筑物 TT 制的用户端 AC220/380V 设备、线路的故障应力电压不超 Uo+1200(V);

(3)大(小)电流接地系统不共地:
变电所内部供电应采用 TT 制(注意这里是 TT 制了)——
考虑 Uf=Id×R1≤1200(V),保变电所 AC220/380V 设备、线路的故障应力电压不超 Uo+1200(V);

(4)考虑 10kV 高压碰金属外壳接大地故障的应力电压不致造成 AC220/380V 低压绝缘击穿,共地的接地电阻必须有一个合适的选择。
举例1(以共地为例,另一建筑物用户处采用 TT 制):
a. 如在上海500A<Id≤1000A,则共地电阻必须根据公式——
Uf=Id×Rg≤1200A,Rg≤1.2Ω,故可取 Rg≤1Ω 可保无虞;
b. 若外地取Id≤500A,则共地电阻必须根据公式——
Uf=Id×Rg≤1200A,Rg≤2.4Ω,取值为 Rg≤2Ω 也无妨。

举例2(以不共地为例,本变电所内必采用 TT 制):
a. 如在上海500A<Id≤1000A,则 R1 电阻必须根据公式——
Uf=Id×R1≤1200A,R1≤1.2Ω,故可取 R1≤1Ω 可保无虞;
b. 若外地取Id≤500A,则共地电阻必须根据公式——
Uf=Id×R1≤1200A,R1≤2.4Ω,取值为 R1≤2Ω 也无妨。

注意室外路灯、景观照明的 SELV 安全电压不得大于 25V,得采取相应的安全技术措施:
(1)采用 TT 时,由于不会由 10kV 高压侧保护接地处引来 PE 线,故无高压故障“窜入”低压的危险问题;
(2)但若采用所谓的 5 线制 TT ,则危害无穷矣。

尺短寸长 发表于 2010-11-15 22:31:42

结论:
a.        高、低压不共地没有危险,最好(但10kV 不接地或经消弧线圈接地系统在采取一定措施后,基本是共地的);
b.        高、低压共地必须得小心 AC220/380V 低压绝缘耐受值的问题;
c.        高、低压共地的接地电阻 Rg 有讲究;不共地的接地电阻 R1 也有讲究,至于 R2、R3,大概已不用我说太多了吧。

尺短寸长 发表于 2010-11-15 22:31:57

2、10kV独立(终端)终端变电所高压电缆绝缘问题
10kV不接地系统:YJV(YJV22)-8.7/10kV 或 YJV(YJV22)-8.7/15kV(提高要求设计时才会采用);

10kV接地系统:YJV(YJV22)-6/10kV。

尺短寸长 发表于 2010-11-15 22:32:15

3、10kV 独立(终端)终端变电所低压 TT 制接地故障动作灵敏度问题
(1)不重要负荷:RCD 跳闸(与建筑物用户端 RCD 组成选择性配合);
(2)重要负荷(如消防负荷):RCD 不跳闸仅报警(报警信号究竟送至何处得根据具体建筑工程确定,反正应送达有人值班的场所,及时处理);
(3)因为一般低压用户处末端均设有不大于 30mA 的 RCD,故此10kV 独立(终端)变电所低压 TT 制 RCD 动作值的取值不会是 0.006、0.01到0.03A(太小),PC 柜内不会用到;10kV 独立(终端)变电所低压 TT 制 RCD 动作值的取值范围将会是:0.1(较少)、0.3(√)、1(√)、3(√)、5(√)、10、20、30A。
(4)以 3 倍 I△n 级差,0.2S 时差(或上级 RCD 固定不动作时间大于下级 RCD 最大分断动作时间)满足选择性保护;
(5) 一般而言,采用 RCD 对满足接地故障动作灵敏度轻而易举,IEC、GB 标准规定 RCD 最大的动作值 I△n 为 30A(最小的动作值 I△n 为 0.006A),其∑R≤220/30=7.33Ω 即可;一般工程I△n不太会大于 5A,一般不大于 1A 就可以满足绝大部分建筑工程。
故I△n 最为常用值及相关要求如下:
——0.1(较少)、0.3(√)、1(√)、3(√)、5(√)五档。
——须躲过正常运行时的最大泄漏电流:不得大于 0.4I△n (国标 GB13955-2005 则取0.25I△n );
——须与建筑物用户处 RCD 完成选择性配合,10kV 独立(终端)变电所不能独立完成施工图设计,或独立完成施工图设计后必须留下开口项,待建筑物用户端下级 RCD 选配完后再完成上级 RCD 的整定工作。
——以上海10kV 独立(终端)变电所低压馈线回路不超过(地方标准规定) 400A 计算电流为例(变电所 MCCB 最大的过负载保护的整定电流不允许大于 400A),只要建筑物用户端防电气火灾已经做到位,在与下级 RCD 拉开不小于 3 级级差前提条件下:0.3A(√)、1A(√)、3A(√)三档将会成为非常常用且一般均能满足接地故障灵敏度、满足上下级 RCD 选择性配合设计要求的取值。

虽然目前 GB 标准中国家无强制规定(住宅建筑除外)必须设置防火 RCD 防范电气火灾,但我们电气设计人员理应懂得:
BE1 场所:不引发危险的——(√)
BE2 场所:有起火危险的——(√)
BE3 场所:有爆炸危险的——(民用工程较少,局部有)
BE4 场所:有污染危险的——(民用工程较少,局部有)
详见《建筑物电气装置500问》

尺短寸长 发表于 2010-11-15 22:32:26

(6)高手补充
这边请!

尺短寸长 发表于 2010-11-15 22:32:44

4、10kV 独立(终端)终端变电所低压 TT 制 SPD 选择及接线问题

10kV 独立(终端)终端变电所一般还是设置 SPD 为妥,原因在于现在的 ACB、MCCB 智能化的趋势不可阻挡。具体工程则应按 GB 50057-94《建筑物防雷设计规范》(2000年版)第六章“防雷击电磁脉冲”实施。

a. 10kV不接地或经消弧线圈接地系统(以共地为例):
变电所 TN-S 制——CT1 接线(变压器附近 PC 柜内 3P);
用户端 TT 制——CT1 接线 4P(3L+N)。

b. 10kV 接地系统(不共地):
变电所 TT 制——CT2 接线(变压器附近 PC 柜内 3P+1),必须!(注意:这种情况下,变电所内应采用 TT 制)
1 为放电间隙
用户端 TT 制——CT1 接线 4P(3L+N)。

c. 10kV 接地系统(共地):
变电所 TN-S 制——CT1 接线(变压器附近 PC 柜内 3P);
用户端 TT 制——CT2 接线 3P+1(放电间隙 1 自始至终),必须!(注意用户端的 SPD 采用 3P+1 方式自始至终)
1 为放电间隙

SPD 应采用熔断器作后备保护,王厚余先生《低压电气装置的设计安装和检验》第一版(2003年),第二版(2007年),
《建筑物电气装置500问》(2008年)书中均谈及此事,现已通过多家气象局试验报告证实理论与实际完全相符,需要引起重视。

放电间隙 1 的特殊要求:
为避免暂时工频过电压的危害,此情况下低压系统的 SPD 自始至终采用 CT2(俗称 3+1 接线方式)是必须的,且中性线对地的放电间隙型 SPD 需通过 1500V 持续 200ms 的试验,其通流能力应达到相线对中性线设置的 SPD 通流能力的 4 倍(安装处按规范需要通流的能力)。低压电气绝缘允许承受的过电压为 UO+1200V,切断电源时间不大于 5s。
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