高層建筑末端配電線路的保護-建筑電氣2009.6
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高層建筑末端配電線路的保護-建筑電氣2009.6
【摘要】通過一高層住宅樓頂層的排煙風機配電實例，探討了遠距離配電線路的單相短路保護、靈敏度校驗等問題； 【關(guān)鍵詞】接地故
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建裁電乞·
—_———_●—_—●—__—一BUILDING
2口口9年第6期I ELECTRIClTY
高層建筑末端配電線路的保護
胡忠魁趙楠(河南匠人國際建筑規(guī)劃設(shè)計顧問有限公司，鄭州市450003)
Protection ofTerminal DistributionLines in Tall Buildings
Hu Zhongkui Zhao Nan(He’nan GiantPartners Architectural PlanningDesign Co．，
Ltd．，Zhengzhou 450003，China)
Abstract Through an example of the distribution 功率因數(shù)0．8。
for the smoke exhaust fans at the top—storey of a tall
3單相短路電流的計算
residentialbuilding，maUers of single—phase short—circuit
protection and sensitivity calibration and∞on for long- 消防排煙風機的配電線路須有短路保護和過負
distance distributionlines alediscussed．
荷保護。單相短路包括接地故障短路和相線一中性
Key words Grounding fault Phase conductor
and netural conductor short．circuit Sensitivity 線(以下簡稱相一中)短路。
該線路末端發(fā)生短路時?；芈纷杩褂懈邏簜?cè)系統(tǒng)
摘要通過一高層住宅樓頂層的排煙風機配電 阻抗、10／O．4kV變壓器阻抗、低壓母線阻抗、低壓
實例．探討了遠距離配電線路的單相短路保護、靈敏 電纜阻抗。由于高壓側(cè)系統(tǒng)的阻抗很小，本工程忽略
度校驗等問題。 不計。
關(guān)鍵詞接地故障相線一中性線短路靈敏度 線路通過電流后，導線產(chǎn)生溫升，短路電流計算
公式中的線路電阻冠就是對應(yīng)工作溫度下的電阻值，
它與通過電流大小(即負荷率)有密切關(guān)系。由于供
1 引言
電對象不同，各種線路中的負荷率也各不相同。因此
目前。高層建筑的部分末端配電線路距離電源較
線芯實際工作溫度往往不相同．在合理計算線路電阻
遠，有的接近100m。對于這種較長的配電線路，選
時，應(yīng)首先求得導線的實際工作溫度。工程中實際線
擇開關(guān)、導線僅考慮線路的計算電流是不夠的，還
芯溫度為：l—lO kV交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜t=
應(yīng)考慮線路的單相短路電流，校驗短路保護的靈敏
80qc；1 kV聚氯乙烯絕緣及護套電力電纜t=60℃；
度等。
由三版{-r業(yè)與民用配電設(shè)計手冊》539頁公式，可
2配電實例 以得出線路電阻：
一
Rt=R20×[1+0．004 X(I一20)]
某32層住宅樓，層高3 nl，采用TN—C—S系
式中：忍——線芯實際工作溫度為t℃時的電阻值；
統(tǒng)供電。地下室設(shè)有配電間，公共用電由室外兩個
尺：?！€芯溫度為20℃時的電阻值；
箱變分別引一路220／380V電源至地下室配電柜，
t——線芯實際工作溫度。
兩路電源均采用交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜ZRYJV筮
對于l—10kV交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜t=80℃，
一4×150Int02，線路MI長50 m。由配電柜再分別
引至電梯、消防排煙風機、消防泵等設(shè)備。室外兩 Rl=R20×[1+0．004×(80—20)]=R20X 1．24。
對于l kV聚氯乙烯絕緣及護套電力電纜t=
個箱變由兩路10 kV電源供電，容量630 kV·A，
箱變內(nèi)帶3 m長銅母線3(80×8)+l(63×6．3)。 60℃，R，=R20 X[1+0．004×(60—20)]=R20X
屋頂消防排煙風機供電采用兩根聚氯乙烯絕緣及護 1．16。
套電力電纜NHVV一5×35 mm2，線路M2長100m， 在<工業(yè)與民用配電設(shè)計手冊》第三版158—
屋頂設(shè)一個雙電源切換箱。排煙風機功率為37 kW， 159頁表4—25可以查得20℃時的導線電阻值。計
■●8●些塑燮墊墮!
、’l算單相對地短路電流用的相線一保護線(以下簡稱相
zPlIP，z 2 VR2P呻，z+x 2DhP．z
保)電阻R咖=1．5(Rph+RP)，即為20℃的相一保 =、／170．632 2+35．9922
電阻的1．5倍，故在計算單相對地短路電流時，電
=174．38 mQ
阻不再修正。但是計算相一中短路電流時。其相一中
回路接地故障電流為：
電阻應(yīng)按實際線芯工作溫度進行修正。
k=220f乙Itp，z
3．1接地故障電流
=220／174．38
依據(jù)《工業(yè)與民用配電設(shè)計手冊》第三版，各元
=1．26 kA
件的相保回路的阻抗計算如下：
如果線路M2電纜改為3 X35+2 X 16，則：
a． 10，O．4 kV變壓器的相保電阻Rp^。，bl
硭P啼，M2=2．397 X 100
相保電抗砟^P，…查表4—22得：
=239．7 mtl
RP^P，bI=2．5 mtl X7P^P，#／2 2 0．191×100
耳JI=P，bI=11．15 mn
=19．1 mQ
b．10／o．4 kV變壓器母線的相保電阻心^P，M， 回路相保電阻合計。得：
相保電抗兄hp，腳，查表4—24得： 尺’PlIl=P，z =2．5+0．234+17．6+239．7
尺曲p，肼2 0．078×3 =260．03 mQ
=0．234 mtl 回路相保電抗合計．得：．
砟^p，肼：0．412×3
工’P如，z=11．15+1．236+7．6+19．1
=1．236 mQ =39．09mtl
相保電抗 回路相保阻抗合計，得：
c．電纜MI的相保電阻RphP，肼l，
砟b，MI,查表4—25得： z0_|I：P，z=、／260．032+39．092
RPJlP，肼l-0．351 x50 =262．95 mQ
：17．6mQ 回路接地故障電流為：
砟如，肘1-0．152×50 ltd=220|zf帥，h
=7．6mr) =220／262．95
d．電纜M2的相保電阻Rph。，肼2， 相保電抗 =0．84 kA
由上述計算可知，放大保護線截面后，接地故
耳hp，肼2，查表4—25得：
障電流將會變大．更有利于滿足接地故障保護動作
RP^P，1．／2=1．503X 100
靈敏度的要求。
=150．3 mn
3．2相一中短路電流
—_———_●—_—●—__—一BUILDING
2口口9年第6期I ELECTRIClTY
高層建筑末端配電線路的保護
胡忠魁趙楠(河南匠人國際建筑規(guī)劃設(shè)計顧問有限公司，鄭州市450003)
Protection ofTerminal DistributionLines in Tall Buildings
Hu Zhongkui Zhao Nan(He’nan GiantPartners Architectural PlanningDesign Co．，
Ltd．，Zhengzhou 450003，China)
Abstract Through an example of the distribution 功率因數(shù)0．8。
for the smoke exhaust fans at the top—storey of a tall
3單相短路電流的計算
residentialbuilding，maUers of single—phase short—circuit
protection and sensitivity calibration and∞on for long- 消防排煙風機的配電線路須有短路保護和過負
distance distributionlines alediscussed．
荷保護。單相短路包括接地故障短路和相線一中性
Key words Grounding fault Phase conductor
and netural conductor short．circuit Sensitivity 線(以下簡稱相一中)短路。
該線路末端發(fā)生短路時?；芈纷杩褂懈邏簜?cè)系統(tǒng)
摘要通過一高層住宅樓頂層的排煙風機配電 阻抗、10／O．4kV變壓器阻抗、低壓母線阻抗、低壓
實例．探討了遠距離配電線路的單相短路保護、靈敏 電纜阻抗。由于高壓側(cè)系統(tǒng)的阻抗很小，本工程忽略
度校驗等問題。 不計。
關(guān)鍵詞接地故障相線一中性線短路靈敏度 線路通過電流后，導線產(chǎn)生溫升，短路電流計算
公式中的線路電阻冠就是對應(yīng)工作溫度下的電阻值，
它與通過電流大小(即負荷率)有密切關(guān)系。由于供
1 引言
電對象不同，各種線路中的負荷率也各不相同。因此
目前。高層建筑的部分末端配電線路距離電源較
線芯實際工作溫度往往不相同．在合理計算線路電阻
遠，有的接近100m。對于這種較長的配電線路，選
時，應(yīng)首先求得導線的實際工作溫度。工程中實際線
擇開關(guān)、導線僅考慮線路的計算電流是不夠的，還
芯溫度為：l—lO kV交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜t=
應(yīng)考慮線路的單相短路電流，校驗短路保護的靈敏
80qc；1 kV聚氯乙烯絕緣及護套電力電纜t=60℃；
度等。
由三版{-r業(yè)與民用配電設(shè)計手冊》539頁公式，可
2配電實例 以得出線路電阻：
一
Rt=R20×[1+0．004 X(I一20)]
某32層住宅樓，層高3 nl，采用TN—C—S系
式中：忍——線芯實際工作溫度為t℃時的電阻值；
統(tǒng)供電。地下室設(shè)有配電間，公共用電由室外兩個
尺：?！€芯溫度為20℃時的電阻值；
箱變分別引一路220／380V電源至地下室配電柜，
t——線芯實際工作溫度。
兩路電源均采用交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜ZRYJV筮
對于l—10kV交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜t=80℃，
一4×150Int02，線路MI長50 m。由配電柜再分別
引至電梯、消防排煙風機、消防泵等設(shè)備。室外兩 Rl=R20×[1+0．004×(80—20)]=R20X 1．24。
對于l kV聚氯乙烯絕緣及護套電力電纜t=
個箱變由兩路10 kV電源供電，容量630 kV·A，
箱變內(nèi)帶3 m長銅母線3(80×8)+l(63×6．3)。 60℃，R，=R20 X[1+0．004×(60—20)]=R20X
屋頂消防排煙風機供電采用兩根聚氯乙烯絕緣及護 1．16。
套電力電纜NHVV一5×35 mm2，線路M2長100m， 在<工業(yè)與民用配電設(shè)計手冊》第三版158—
屋頂設(shè)一個雙電源切換箱。排煙風機功率為37 kW， 159頁表4—25可以查得20℃時的導線電阻值。計
■●8●些塑燮墊墮!
、’l算單相對地短路電流用的相線一保護線(以下簡稱相
zPlIP，z 2 VR2P呻，z+x 2DhP．z
保)電阻R咖=1．5(Rph+RP)，即為20℃的相一保 =、／170．632 2+35．9922
電阻的1．5倍，故在計算單相對地短路電流時，電
=174．38 mQ
阻不再修正。但是計算相一中短路電流時。其相一中
回路接地故障電流為：
電阻應(yīng)按實際線芯工作溫度進行修正。
k=220f乙Itp，z
3．1接地故障電流
=220／174．38
依據(jù)《工業(yè)與民用配電設(shè)計手冊》第三版，各元
=1．26 kA
件的相保回路的阻抗計算如下：
如果線路M2電纜改為3 X35+2 X 16，則：
a． 10，O．4 kV變壓器的相保電阻Rp^。，bl
硭P啼，M2=2．397 X 100
相保電抗砟^P，…查表4—22得：
=239．7 mtl
RP^P，bI=2．5 mtl X7P^P，#／2 2 0．191×100
耳JI=P，bI=11．15 mn
=19．1 mQ
b．10／o．4 kV變壓器母線的相保電阻心^P，M， 回路相保電阻合計。得：
相保電抗兄hp，腳，查表4—24得： 尺’PlIl=P，z =2．5+0．234+17．6+239．7
尺曲p，肼2 0．078×3 =260．03 mQ
=0．234 mtl 回路相保電抗合計．得：．
砟^p，肼：0．412×3
工’P如，z=11．15+1．236+7．6+19．1
=1．236 mQ =39．09mtl
相保電抗 回路相保阻抗合計，得：
c．電纜MI的相保電阻RphP，肼l，
砟b，MI,查表4—25得： z0_|I：P，z=、／260．032+39．092
RPJlP，肼l-0．351 x50 =262．95 mQ
：17．6mQ 回路接地故障電流為：
砟如，肘1-0．152×50 ltd=220|zf帥，h
=7．6mr) =220／262．95
d．電纜M2的相保電阻Rph。，肼2， 相保電抗 =0．84 kA
由上述計算可知，放大保護線截面后，接地故
耳hp，肼2，查表4—25得：
障電流將會變大．更有利于滿足接地故障保護動作
RP^P，1．／2=1．503X 100
靈敏度的要求。
=150．3 mn
3．2相一中短路電流
AIGC"內(nèi)容描述：該文章發(fā)表于2009年6月的《建筑電氣》期刊，主要探討了高層建筑中末端配電線路的特殊保護措施。在高層建筑物的電力系統(tǒng)設(shè)計與施工中，由于其特殊的結(jié)構(gòu)特點（如高度、人員密集、用電負荷大及消防安全要求高等），末端配電線路面臨著諸多挑戰(zhàn)，包括過載、短路、接地故障以及火災(zāi)引發(fā)的電氣危險等。文章詳細闡述了針對這些挑戰(zhàn)，如何選擇和配置剩余電流動作保護器（RCD）、過電壓保護設(shè)備、熔斷器、斷路器等保護元件，以及電纜敷設(shè)、分支箱設(shè)置、接地系統(tǒng)的優(yōu)化等方面的技術(shù)要點和規(guī)范要求。通過本文，讀者能夠了解到高層建筑末端配電線路在保障電力供應(yīng)安全可靠的同時，如何有效防止和減少電氣安全事故的發(fā)生，從而為建筑電氣工程實踐提供重要的參考依據(jù)和技術(shù)指導。"
