工业与民用建筑电气工程配电系统的安装与调试研究

文／朱丽洁 中电特邦工程有限公司 辽宁沈阳 110013

引言：

电能在现代化工业生产及整个国民经济生活中应用极为广泛，因此搞好工业与民用建筑供电工作对于发展工业生产、提高国民经济具有十分重要的意义。随着科学技术的不断发展，绿色节能、智慧化城市日渐兴起，工业与居民用电逐步智能化，高效化。先进技术的应用，能合理分配电能，节约成本，便于控制和管理，实现智能化。这也使得配电系统越来越复杂，相应的其安装与调试难度增加，实际操作与处理的过程中容易出现差错，导致配电系统运行过程中容易出现故障。所以应当科学化、合理地、规范化地进行工业与民用建筑电气工程配电系统的安装与调试。

1、工业与民用建筑电气工程配电系统概述

配电系统是对电能的供应和分配，担负着从电力系统受电，然后将电能分配输送到各个领域的任务，其主要包括一次设备和二次设备。一次设备按其功能可分为变换设备、控制设备和保护设备等类。变压器及电流互感器、电压互感器属于变换设备，各种高低压开关属于控制设备，熔断器和避雷器属于保护设备。二次设备主要用来控制、指示、测量和保护一次设备，例如微机综合保护装置、开关智能操控装置、电流电压表、信号灯按钮、分合闸转换开关等二次元件。熔断器是一种当通过的电流超过规定值时使其熔体熔化而断开的保护电器，其功能主要是对电路及电路中的设备进行短路保护，但有的也具有过负荷保护的功能。隔离开关的功能主要是隔离电源，以保证其他电气设备(包括线路)的安全检修，它在结构上有这样的特点，即断开后有明显可见的断开间隙，而且断开间隙的绝缘及带电距离都是足够可靠的，能够充分保证人身和设备的安全。但它没有专门的灭弧装置，因此不允许带负荷操作。断路器不仅能通断正常负荷电流，而且能接通和承受一定时间的短路电流，并能在保护装置作用下自动跳闸，切除短路故障。变压器是配电系统中最关键的一次设备，电厂电站输变电系统大部分是升压型的，变配电系统则是降压型的，将高压10kV 电压转变成低压0.4kV，电力变压器的绕组有铜的和铝的两种，型号有油浸式S11-10、S13-10 系列和环氧树脂干式SCB10-10、SCB12-10 等系列。开关柜是按一定的线路方案将有关一、二次设备组装而成的一种成套配电装置，高压开关柜有箱型固定式HXGN、金属铠装移开式KYN 两大类，低压开关柜有固定式GGD、抽出式GCS、GCK、MNS 等。微机综合保护装置一般安在高压开关柜仪表门上，监视配电系统的运行情况，当系统运行不稳，出现电压闪络、接地、相间短路等故障时，将发出告警或跳闸信号，断路器接受到信号后0 秒跳闸，切断电源。无功补偿装置有高压集中补偿、低压集中补偿和单独就地补偿等三种方式，民用建筑配电系统主要采用低压侧集中补偿方式，当家中电灯忽明忽暗时，说明配电系统电压不稳，有低压闪络或谐波等存在，这时无功补偿装置会启动工作，输送容性电能来补偿电网有功功率。电能测量计量装置主要监视系统的电流电压，谐波功率、用电需量等，使运行人员掌握系统运行情况。本文重点论述10kV 及以下工业与民用建筑电气工程配电系统的安装及调试。

2、工业与民用建筑电气工程配电系统运行状况及常见故障

改革开放以来，工业实现现代化、人民生活奔小康，现在的都市高楼大厦，国企私企各行各业，用电量与日俱增，配电系统经常出现电压波动、高次谐波、漏电电流、短路接地等故障。

2.1 电压波动

电压波动是电网电压的短时快速变动，都是由于负荷急剧变动引起的，负荷急剧变动，使配电系统的电压损耗相应变动，从而使电气设备的端电压出现波动现象。例如电动机的启动，电焊机的工作，尤其是大型电弧炉和大型轧钢机等冲击性负荷的工作，都会引起配电系统电压的波动。电压波动有很多危害，可使某些电子设备特别是电子计算机无法正常工作；可使照明灯发生明显的闪烁现象，照度闪变对人眼有刺激作用。为了抑制或减小电压波动和闪变，对负荷变动剧烈的大型电气设备，要控制其同时启动，这就要求安装调试对其供电的设备时设置好启动时间和启动方式。

2.2 高次谐波

我们知道，配电系统输送的是三相交流电，是周期性的正弦波，当电网中出现谐波源时，就会产生3 次、5 次、7次甚至更高的谐波，高次谐波是影响电能质量的一大公害，我国现在很重视这一问题，产生高次谐波的原因主要是电力系统中存在着各种非线性元件，例如荧光灯和高压汞灯等气体放电灯，交流电动机、电焊机、感应电炉等。高次谐波电流可使变压器的铁芯损耗明显增加，从而使变压器出现过热，缩短使用寿命；使电机转子发生振动，严重影响机械加工的产品质量；使电力线路的电能损耗增加；使计算电费的感应式电度表的计度不准，还可能使系统的继电保护和自动装置发生误动作。抑制高次谐波需合理安装设备，限制电力系统中接入的变流设备及交流调压装置等的容量，或提高对大容量非线性设备的供电电压，或将“谐波源”与不能受干扰的负荷电路从电网的接线分开，也都能有助于高次谐波的抑制或消除。

2.3 漏电电流短路接地等故障

我国低压配电系统广泛采用中性点直接接地方式，引出中性线N 和保护线PE，中性线用来接用相电压的单相设备，保护线是为保障人身安全，防止发生触电事故，通过公共PE线，将设备外漏可导电部分连接到电源的接地点去。系统中最常见的故障就是短路，短路就是不同电位的导电部分之间的短接，造成短路的主要原因是电气设备载流部分的绝缘损坏，这种损坏可能是由于设备长期运行、绝缘自然老化，或由于设备安装不符合规范所造成的，因绝缘强度不够而被正常电压击穿，或被雷电过电压击穿。这就要求设备安装时参照安装使用说明书正确安装，外壳接地良好，整个配电系统要做好防雷接地。

3、工业与民用建筑电气工程配电系统安装与调试

众所周知，电能与工业生产和百姓生活息息相关，如果电能供应突然中断，会使居民被困电梯或大型设备停止运转，更严重者引发火灾人身伤亡等事故，会给国家和人民带来经济上甚至政治上的重大损失，所以配电系统需稳定运行，因此安装和调试必须达到以下标准：

3.1 安全-保证配电系统在电能的供应、分配和使用中，不应发生人身事故和设备事故

在供用电工作中，必须特别注意电气安全，如果稍有麻痹或疏忽，就可能造成严重的人身触电事故，或者引起火灾或爆炸，给国家和人民带来极大的损害。这就要求配电系统的安装与调试要建立和健全规章制度，相关工作人员需要掌握配电系统安装的基本原则及注意事项，有序地、标准地、合理地进行安装作。首先配电装置到达现场后，应及时进行检查，检查的内容应按照供货合同、技术标准、设计要求和制造厂的有关规定进行。其次配电装置安装前也应检查以下几点：（1）包装及密封应良好，设备和部件的型号、规格、柜体几何尺寸应符合设计要求，备件的供应范围和数量应符合合同要求，柜体应有便于起吊的吊环；（2）柜内电器及元部件、绝缘瓷瓶齐全，无损伤和裂纹等缺陷，接地线应符合有关技术要求；（3）配电装置具有机械、电气防误操作的联锁装置；（4）技术文件应齐全，所有的电器设备和元件均应有合格证，关键部件应有产品制造许可证的复印件，其证号应清晰。

设备安装完毕后，应全面复测一次，并做好安装记录，部分一次设备安装注意事项如下：（1)高压熔断器的安装，需注意撞针的方向，当发生短路故障，短路电流熔化熔丝，撞针弹出，撞击开关脱扣机构使其跳闸切断电源，所以撞针的方向必须与脱扣机构的方向一致。（2)隔离开关安装前应检查刀片、触头有无扭歪，合闸时是否合闸到位和接触良好，分闸时断口距离是否大于150mm,其操动机构与断路器的联锁装置是否正常、可靠。（3)变压器就位时，应注意其方位和距墙尺寸应与设计要求相符，图纸无标注时，纵向按轨道定位，并使屋内预留吊环的垂线位于变压器中心。低压侧中性点必须直接与接地装置引出的接地干线连接，变压器箱体、支架或外壳应接地，且有标识。（4)高低压开关柜安装到位后仔细核对其型号是否正确，零部件、缺件、损坏件核对后做好记录，盘的水平、垂直调整方法：悬挂线坠，待稳定后，测量盘面上下端与线的距离，不一致时用垫铁加以调整，一致后固定焊牢。盘体垂直度(每米)小于1.5mm,水平偏差成列盘顶部小于4mm,盘间隙小于1.5mm。柜体的接地主母线应与安装基础的预埋接地网可靠连接，确保接地的连续可靠性。（5）电流互感器外观有无破损开裂，引线螺丝有无松动，决不能使之开路，以免产生高压，对操作人员及设备安全造成损害。（6）母线安装前，需要检查夹杂物、表面光洁平整，不得变形扭曲，安装时A B C 三相相序依据上中下、远中近、左中右原则，搭接面应连接可靠，以免影响通流能力，电流较大时，接头须搪锡。

3.2 可靠-应满足电能用户对供电可靠性的要求

新时代背景下工业与民用建筑电气工程建设之中运用了先进技术，虽然提高了电气功能，但却使电气工程配电系统调试越加复杂、困难，比如参数不符、设备不兼容以及规格不匹配等。具体来讲，配电系统调试需要进行：

（1）一次设备本体试验，注意事项有：1)设备型号及规格符合图纸要求；2)设备外观完好；3)电气联锁接点接触紧密、导通良好；4)分合闸及闭锁装置动作灵活、复位准确、迅速、扣合可靠；5)分合闸位置指示正确；6)接地位置牢固、导通良好；7)导线端头标志清晰正确，且不易脱色；8)箱内配线绝缘等级耐压大于500V ；9)交流无接地或短路现象；10)电气回路连接紧固可靠；11)防护等级检查；12）工频耐压试验、绝缘试验、主回路电阻测量、接地连续性检查。

（2）附属高压二次设备试验，如中性点接地隔离开关、中性点避雷器、零序电流互感器等的试验，同样需进行外观检查，分合闸试验，绝缘耐压试验等。

（3）微机综合保护装置、继电器及仪表试验，微机综合保护装置需要参数设置和定值整定，并进行传动试验。参数需要设置电流电压变比、系统接线方式、保护运行方式、开关量定义等。保护定值整定包括：1)过流速断电流整定：电流元件整定和时间元件整定，2)过负荷告警整定：过负荷电流元件整定和时间元件整定。3)三相一次重合闸整定：重合闸延时整定和重合闸同期角整定。4)零序过电流保护整定：电流元件整定、时间元件整定和方向元件整定。5)过电压保护定值整定：过电压范围整定和过电压保护时间整定。6)非电量保护跳闸出口定义及传动。继电器需校验返回系数及复归，仪表同样需设置变比等参数和系统接线方式。

（4）一次电流及二次回路检查启动试验。 保护和测量所使用的互感器通常会发生选型不合适，变比错误，变比过大无法满足保护和测量精度要求，设计安装方式不明确等问题，造成安装后无法满足系统所要达到的预期功能，因此要进行通流试验，检查接线正确性，是否开路或短路。

3.3 优质-应满足电能用户对电压质量和频率等方面的要求

前面已阐述了工业与民用建筑电气工程配电系统运行状况及常见故障，会经常出现电压波动、谐波、短路接地等事故，这就要求配电系统进行安装调试时需按照国家和行业颁布的相关安装图集与规范，结合电气工程实际情况，针对不同设备及装置，遵循相应的原则来安装作业，如若某一环节发现差错，应及时整改或返工处理，避免质量隐患遗留，真正提高设备及装置安装的正确性、规范性及合理性，使其可靠运行。合理地展开安装调试作业，具体内容为：（1）工业与民用建筑电气工程配电系统安装调试之前，需要组织相关专家、负责人、技术人员、施工人员来共同审核施工图纸，客观且全面分析施工图纸是否存在差错，以便要求设计人员及时修改，从而真正提高施工图纸的科学性和合理性，为后续标准化安装和调试配电系统设备及装置提供参考依据。（2）编制可行性较高的施工技术方案，如若该方案存在缺陷或者不足，那么后续安装施工势必会受到影响。所以，需要组织经验丰富、安装技术纯熟的人员来负责施工技术方案编写，并且在完成该方案编写之中严格地审查，以保证该方案不存在差错，可为配电系统安装和调试提供指导意见。（3）作业人员在施工过程中必须要严格按照规定的工序对不同环节质量进行把控，其中不同工序间又存在不同逻辑关系，这就需要提升不同环节的安装质量，只有这样才能使电气工程配电系统达到高效运行状态。4）另外，需要特别说明的是作业人员的业务水平高低直接决定了配电系统设备及装置安装质量高低，需注意选择专业水准较高、经验丰富、综合素质较高、安装技术掌握扎实的工作人员。

3.4 服务-安装调试完成后要进行送电运行前的服务工作

具体的服务工作为：（1）备齐合格的验电器、绝缘靴、绝缘手套、临时接地编制线、绝缘胶垫和灭火器材等。（2）彻底清扫全部设备及变配电室、控制室及电器仪表元件灰尘。（3）检查母线及设备上有无遗留下的工具、金属材料及其他物件。（4）检查开关柜内电器设备和接线是否符合图纸要求，线端是否有编号，接线是否整齐。（5）检查所有安装的电器设备接触是否良好，机械连锁是否可靠，抽出式组件动作是否灵活。（6）接地点接地是否牢固、有无明显标注。（7）所有表计及继电器等保护装置动作是否正确。（8）配合相关部门送电验收、空载运行24h，无异常现象，办理验收手续，交建设单位使用，同时提交施工图纸、施工记录、产品合格证说明书、试验报告等技术资料。

结束语：

经本文分析，配电系统容易出现电压波动、高次谐波、漏电电流短路接地等故障。为了避免以上故障现象发生，满足电能用户对供电可靠性的要求，需要注意规范配电系统电能的供应、分配和使用，并且正确认识到配电系统安装与调试不到位可能诱发多种事故。确保电气系统可以安稳的运行，规范的正确的安装与调试非常关键，注意安装人员应对整个安装及调试过程中的细节问题进行深刻掌握，采用先进的技术和工艺，科学的管理和施工作业，从而降低设备故障率，保证配电系统安全可靠的运行。总之做好安装与调试工作，使工业与民用建筑电气工程配电系统处于最佳的运行状态。