工業與民用建筑電氣工程配電系統的安裝與調試研究

文／朱麗潔 中電特邦工程有限公司 遼寧沈陽 110013

引言：

電能在現代化工業生產及整個國民經濟生活中應用極為廣泛，因此搞好工業與民用建筑供電工作對于發展工業生產、提高國民經濟具有十分重要的意義。隨著科學技術的不斷發展，綠色節能、智慧化城市日漸興起，工業與居民用電逐步智能化，高效化。先進技術的應用，能合理分配電能，節約成本，便于控制和管理，實現智能化。這也使得配電系統越來越復雜，相應的其安裝與調試難度增加，實際操作與處理的過程中容易出現差錯，導致配電系統運行過程中容易出現故障。所以應當科學化、合理地、規范化地進行工業與民用建筑電氣工程配電系統的安裝與調試。

1、工業與民用建筑電氣工程配電系統概述

配電系統是對電能的供應和分配，擔負著從電力系統受電，然后將電能分配輸送到各個領域的任務，其主要包括一次設備和二次設備。一次設備按其功能可分為變換設備、控制設備和保護設備等類。變壓器及電流互感器、電壓互感器屬于變換設備，各種高低壓開關屬于控制設備，熔斷器和避雷器屬于保護設備。二次設備主要用來控制、指示、測量和保護一次設備，例如微機綜合保護裝置、開關智能操控裝置、電流電壓表、信號燈按鈕、分合閘轉換開關等二次元件。熔斷器是一種當通過的電流超過規定值時使其熔體熔化而斷開的保護電器，其功能主要是對電路及電路中的設備進行短路保護，但有的也具有過負荷保護的功能。隔離開關的功能主要是隔離電源，以保證其他電氣設備(包括線路)的安全檢修，它在結構上有這樣的特點，即斷開后有明顯可見的斷開間隙，而且斷開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備的安全。但它沒有專門的滅弧裝置，因此不允許帶負荷操作。斷路器不僅能通斷正常負荷電流，而且能接通和承受一定時間的短路電流，并能在保護裝置作用下自動跳閘，切除短路故障。變壓器是配電系統中最關鍵的一次設備，電廠電站輸變電系統大部分是升壓型的，變配電系統則是降壓型的，將高壓10kV 電壓轉變成低壓0.4kV，電力變壓器的繞組有銅的和鋁的兩種，型號有油浸式S11-10、S13-10 系列和環氧樹脂干式SCB10-10、SCB12-10 等系列。開關柜是按一定的線路方案將有關一、二次設備組裝而成的一種成套配電裝置，高壓開關柜有箱型固定式HXGN、金屬鎧裝移開式KYN 兩大類，低壓開關柜有固定式GGD、抽出式GCS、GCK、MNS 等。微機綜合保護裝置一般安在高壓開關柜儀表門上，監視配電系統的運行情況，當系統運行不穩，出現電壓閃絡、接地、相間短路等故障時，將發出告警或跳閘信號，斷路器接受到信號后0 秒跳閘，切斷電源。無功補償裝置有高壓集中補償、低壓集中補償和單獨就地補償等三種方式，民用建筑配電系統主要采用低壓側集中補償方式，當家中電燈忽明忽暗時，說明配電系統電壓不穩，有低壓閃絡或諧波等存在，這時無功補償裝置會啟動工作，輸送容性電能來補償電網有功功率。電能測量計量裝置主要監視系統的電流電壓，諧波功率、用電需量等，使運行人員掌握系統運行情況。本文重點論述10kV 及以下工業與民用建筑電氣工程配電系統的安裝及調試。

2、工業與民用建筑電氣工程配電系統運行狀況及常見故障

改革開放以來，工業實現現代化、人民生活奔小康，現在的都市高樓大廈，國企私企各行各業，用電量與日俱增，配電系統經常出現電壓波動、高次諧波、漏電電流、短路接地等故障。

2.1 電壓波動

電壓波動是電網電壓的短時快速變動，都是由于負荷急劇變動引起的，負荷急劇變動，使配電系統的電壓損耗相應變動，從而使電氣設備的端電壓出現波動現象。例如電動機的啟動，電焊機的工作，尤其是大型電弧爐和大型軋鋼機等沖擊性負荷的工作，都會引起配電系統電壓的波動。電壓波動有很多危害，可使某些電子設備特別是電子計算機無法正常工作；可使照明燈發生明顯的閃爍現象，照度閃變對人眼有刺激作用。為了抑制或減小電壓波動和閃變，對負荷變動劇烈的大型電氣設備，要控制其同時啟動，這就要求安裝調試對其供電的設備時設置好啟動時間和啟動方式。

2.2 高次諧波

我們知道，配電系統輸送的是三相交流電，是周期性的正弦波，當電網中出現諧波源時，就會產生3 次、5 次、7次甚至更高的諧波，高次諧波是影響電能質量的一大公害，我國現在很重視這一問題，產生高次諧波的原因主要是電力系統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，交流電動機、電焊機、感應電爐等。高次諧波電流可使變壓器的鐵芯損耗明顯增加，從而使變壓器出現過熱，縮短使用壽命；使電機轉子發生振動，嚴重影響機械加工的產品質量；使電力線路的電能損耗增加；使計算電費的感應式電度表的計度不準，還可能使系統的繼電保護和自動裝置發生誤動作。抑制高次諧波需合理安裝設備，限制電力系統中接入的變流設備及交流調壓裝置等的容量，或提高對大容量非線性設備的供電電壓，或將“諧波源”與不能受干擾的負荷電路從電網的接線分開，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

我國低壓配電系統廣泛采用中性點直接接地方式，引出中性線N 和保護線PE，中性線用來接用相電壓的單相設備，保護線是為保障人身安全，防止發生觸電事故，通過公共PE線，將設備外漏可導電部分連接到電源的接地點去。系統中最常見的故障就是短路，短路就是不同電位的導電部分之間的短接，造成短路的主要原因是電氣設備載流部分的絕緣損壞，這種損壞可能是由于設備長期運行、絕緣自然老化，或由于設備安裝不符合規范所造成的，因絕緣強度不夠而被正常電壓擊穿，或被雷電過電壓擊穿。這就要求設備安裝時參照安裝使用說明書正確安裝，外殼接地良好，整個配電系統要做好防雷接地。

3、工業與民用建筑電氣工程配電系統安裝與調試

眾所周知，電能與工業生產和百姓生活息息相關，如果電能供應突然中斷，會使居民被困電梯或大型設備停止運轉，更嚴重者引發火災人身傷亡等事故，會給國家和人民帶來經濟上甚至政治上的重大損失，所以配電系統需穩定運行，因此安裝和調試必須達到以下標準：

3.1 安全-保證配電系統在電能的供應、分配和使用中，不應發生人身事故和設備事故

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，就可能造成嚴重的人身觸電事故，或者引起火災或爆炸，給國家和人民帶來極大的損害。這就要求配電系統的安裝與調試要建立和健全規章制度，相關工作人員需要掌握配電系統安裝的基本原則及注意事項，有序地、標準地、合理地進行安裝作。首先配電裝置到達現場后，應及時進行檢查，檢查的內容應按照供貨合同、技術標準、設計要求和制造廠的有關規定進行。其次配電裝置安裝前也應檢查以下幾點：（1）包裝及密封應良好，設備和部件的型號、規格、柜體幾何尺寸應符合設計要求，備件的供應范圍和數量應符合合同要求，柜體應有便于起吊的吊環；（2）柜內電器及元部件、絕緣瓷瓶齊全，無損傷和裂紋等缺陷，接地線應符合有關技術要求；（3）配電裝置具有機械、電氣防誤操作的聯鎖裝置；（4）技術文件應齊全，所有的電器設備和元件均應有合格證，關鍵部件應有產品制造許可證的復印件，其證號應清晰。

設備安裝完畢后，應全面復測一次，并做好安裝記錄，部分一次設備安裝注意事項如下：（1)高壓熔斷器的安裝，需注意撞針的方向，當發生短路故障，短路電流熔化熔絲，撞針彈出，撞擊開關脫扣機構使其跳閘切斷電源，所以撞針的方向必須與脫扣機構的方向一致。（2)隔離開關安裝前應檢查刀片、觸頭有無扭歪，合閘時是否合閘到位和接觸良好，分閘時斷口距離是否大于150mm,其操動機構與斷路器的聯鎖裝置是否正常、可靠。（3)變壓器就位時，應注意其方位和距墻尺寸應與設計要求相符，圖紙無標注時，縱向按軌道定位，并使屋內預留吊環的垂線位于變壓器中心。低壓側中性點必須直接與接地裝置引出的接地干線連接，變壓器箱體、支架或外殼應接地，且有標識。（4)高低壓開關柜安裝到位后仔細核對其型號是否正確，零部件、缺件、損壞件核對后做好記錄，盤的水平、垂直調整方法：懸掛線墜，待穩定后，測量盤面上下端與線的距離，不一致時用墊鐵加以調整，一致后固定焊牢。盤體垂直度(每米)小于1.5mm,水平偏差成列盤頂部小于4mm,盤間隙小于1.5mm。柜體的接地主母線應與安裝基礎的預埋接地網可靠連接，確保接地的連續可靠性。（5）電流互感器外觀有無破損開裂，引線螺絲有無松動，決不能使之開路，以免產生高壓，對操作人員及設備安全造成損害。（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A B C 三相相序依據上中下、遠中近、左中右原則，搭接面應連接可靠，以免影響通流能力，電流較大時，接頭須搪錫。

3.2 可靠-應滿足電能用戶對供電可靠性的要求

新時代背景下工業與民用建筑電氣工程建設之中運用了先進技術，雖然提高了電氣功能，但卻使電氣工程配電系統調試越加復雜、困難，比如參數不符、設備不兼容以及規格不匹配等。具體來講，配電系統調試需要進行：

（1）一次設備本體試驗，注意事項有：1)設備型號及規格符合圖紙要求；2)設備外觀完好；3)電氣聯鎖接點接觸緊密、導通良好；4)分合閘及閉鎖裝置動作靈活、復位準確、迅速、扣合可靠；5)分合閘位置指示正確；6)接地位置牢固、導通良好；7)導線端頭標志清晰正確，且不易脫色；8)箱內配線絕緣等級耐壓大于500V ；9)交流無接地或短路現象；10)電氣回路連接緊固可靠；11)防護等級檢查；12）工頻耐壓試驗、絕緣試驗、主回路電阻測量、接地連續性檢查。

（2）附屬高壓二次設備試驗，如中性點接地隔離開關、中性點避雷器、零序電流互感器等的試驗，同樣需進行外觀檢查，分合閘試驗，絕緣耐壓試驗等。

（3）微機綜合保護裝置、繼電器及儀表試驗，微機綜合保護裝置需要參數設置和定值整定，并進行傳動試驗。參數需要設置電流電壓變比、系統接線方式、保護運行方式、開關量定義等。保護定值整定包括：1)過流速斷電流整定：電流元件整定和時間元件整定，2)過負荷告警整定：過負荷電流元件整定和時間元件整定。3)三相一次重合閘整定：重合閘延時整定和重合閘同期角整定。4)零序過電流保護整定：電流元件整定、時間元件整定和方向元件整定。5)過電壓保護定值整定：過電壓范圍整定和過電壓保護時間整定。6)非電量保護跳閘出口定義及傳動。繼電器需校驗返回系數及復歸，儀表同樣需設置變比等參數和系統接線方式。

（4）一次電流及二次回路檢查啟動試驗。 保護和測量所使用的互感器通常會發生選型不合適，變比錯誤，變比過大無法滿足保護和測量精度要求，設計安裝方式不明確等問題，造成安裝后無法滿足系統所要達到的預期功能，因此要進行通流試驗，檢查接線正確性，是否開路或短路。

3.3 優質-應滿足電能用戶對電壓質量和頻率等方面的要求

前面已闡述了工業與民用建筑電氣工程配電系統運行狀況及常見故障，會經常出現電壓波動、諧波、短路接地等事故，這就要求配電系統進行安裝調試時需按照國家和行業頒布的相關安裝圖集與規范，結合電氣工程實際情況，針對不同設備及裝置，遵循相應的原則來安裝作業，如若某一環節發現差錯，應及時整改或返工處理，避免質量隱患遺留，真正提高設備及裝置安裝的正確性、規范性及合理性，使其可靠運行。合理地展開安裝調試作業，具體內容為：（1）工業與民用建筑電氣工程配電系統安裝調試之前，需要組織相關專家、負責人、技術人員、施工人員來共同審核施工圖紙，客觀且全面分析施工圖紙是否存在差錯，以便要求設計人員及時修改，從而真正提高施工圖紙的科學性和合理性，為后續標準化安裝和調試配電系統設備及裝置提供參考依據。（2）編制可行性較高的施工技術方案，如若該方案存在缺陷或者不足，那么后續安裝施工勢必會受到影響。所以，需要組織經驗豐富、安裝技術純熟的人員來負責施工技術方案編寫，并且在完成該方案編寫之中嚴格地審查，以保證該方案不存在差錯，可為配電系統安裝和調試提供指導意見。（3）作業人員在施工過程中必須要嚴格按照規定的工序對不同環節質量進行把控，其中不同工序間又存在不同邏輯關系，這就需要提升不同環節的安裝質量，只有這樣才能使電氣工程配電系統達到高效運行狀態。4）另外，需要特別說明的是作業人員的業務水平高低直接決定了配電系統設備及裝置安裝質量高低，需注意選擇專業水準較高、經驗豐富、綜合素質較高、安裝技術掌握扎實的工作人員。

3.4 服務-安裝調試完成后要進行送電運行前的服務工作

具體的服務工作為：（1）備齊合格的驗電器、絕緣靴、絕緣手套、臨時接地編制線、絕緣膠墊和滅火器材等。（2）徹底清掃全部設備及變配電室、控制室及電器儀表元件灰塵。（3）檢查母線及設備上有無遺留下的工具、金屬材料及其他物件。（4）檢查開關柜內電器設備和接線是否符合圖紙要求，線端是否有編號，接線是否整齊。（5）檢查所有安裝的電器設備接觸是否良好，機械連鎖是否可靠，抽出式組件動作是否靈活。（6）接地點接地是否牢固、有無明顯標注。（7）所有表計及繼電器等保護裝置動作是否正確。（8）配合相關部門送電驗收、空載運行24h，無異常現象，辦理驗收手續，交建設單位使用，同時提交施工圖紙、施工記錄、產品合格證說明書、試驗報告等技術資料。

結束語：

經本文分析，配電系統容易出現電壓波動、高次諧波、漏電電流短路接地等故障。為了避免以上故障現象發生，滿足電能用戶對供電可靠性的要求，需要注意規范配電系統電能的供應、分配和使用，并且正確認識到配電系統安裝與調試不到位可能誘發多種事故。確保電氣系統可以安穩的運行，規范的正確的安裝與調試非常關鍵，注意安裝人員應對整個安裝及調試過程中的細節問題進行深刻掌握，采用先進的技術和工藝，科學的管理和施工作業，從而降低設備故障率，保證配電系統安全可靠的運行。總之做好安裝與調試工作，使工業與民用建筑電氣工程配電系統處于最佳的運行狀態。