低壓供配電—靈敏度算法及應用的細節和認知誤區

本文整理了低壓配電通用技術，通用性強，只要做低壓設計就用的到。著重講述大部分同行平時不太注意的細節和認知誤區。通過對一些知識的學習、理解和應用，能夠有效避開可能的設計責任，能夠達到與其他人、部門、單位交流時占據主動有利的局面，奠定自己在單位的地位。對施工單位和甲方單位的電氣技術人員也有很好的指導作用。

內容提要：

1. 靈敏度規范出處，靈敏度分析

2.靈敏度在設計中的應用和計算

3.配四公式，變換和分析，實例，常見誤區，

4.不懂靈敏度的后果，解決方案

5.熔斷器按秒曲線，50054的6.3.3，簡便算法，對比分析，關鍵點分析，靈敏度與熱穩定的聯系

靈敏度的規范出處

關于靈敏度的相關內容，GB50054-2011的正文及條文說明如下：

?6.2.1 配電線路的短路保護電器，應在短路電流對導體和連接處產生的熱作用和機械作用造成危害之前切斷電源

?6.2.4 當短路保護電器為斷路器時，被保護線路末端的短路電流不應小于斷路器瞬時或短延時過電流脫扣器整定電流的1.3倍

?6.2.4 按照現行國家標準《低壓開關設備和控制設備 第2部分：斷路器》GB14048.2 的規定，斷路器的制造誤差為±20%，再加上計算誤差、電網電壓偏差等因素，故規定被保護線路末端的短路電流不應小于低壓斷路器瞬時或短延時過電流脫扣器整定電流的1.3倍。

靈敏度的精確計算

對于初學者來說，很多人感到無從下手，不知道怎么算靈敏度，不知道怎么算短路電流，沒有感念，其實簡單的來說就是歐姆定律，但是關鍵點在于里面的細節是哪些可以忽略，哪些不可以忽略。

比如我們算末端和干線，通常變壓器高壓側，還有低壓母線通常可以忽略。但是如果算的是干線低壓柜出來的185，240的較大的，變壓器和母線本身一般不能忽略。如果只是算回路阻抗一點不難，關鍵點是1.5倍，故障回路是一來一回兩條線，這樣單位長度的故障回路的阻抗大約是單位長度單根導線正常環境下阻抗的3倍。

舉例分析

下面我們拿一個實例來計算，還用最常見的C16配2.5的線50米，計算其故障電流Ik=0.8*220*2.5÷【1.5*0.0184（1+1）*50】=159A≈16A*10=160A

C型5-10倍瞬動，0.8是按前端干線等阻抗占20%來考慮的，如果前端可以忽略，那么故障電流大約是200A，如果按0.9，那么故障電流大約是180A。如果按最不利的10考慮，同時考慮1.3的可靠系數，那么16*10*1.3=208A，現在以這個作為最小故障電流來反推導線長度，也就是根據開關大小和導線截面來確定其長度。

正常情況下，變壓器出口處的電壓比標稱電壓高5%左右，因此有可能實際系數是大于1.0的，前端干線有可能截面較小，距離較長，造成實際系數可能低于0.8，所以實際當中可能存在超出公式給出的0.8-1.0這個范圍。所以按查阻抗表實際值更加精確嚴謹，當能確定前端干線截面較大且距離不算太長的時候，才能采用后面這個簡化公式。

要點分析

嚴謹計算需要考慮前端干線，不過可靠系數1.3已經不是準確值，所以追求太精確的計算意義不大。

按產品標準10倍已經是必須瞬動了，1.3可靠系數考慮的是接頭及開關等有一定阻抗，開關所處的環境溫度可能與實驗條件不同，實際敷設的導線會比圖紙當中長一些（由于不能拉的很直，存在一個波浪系數，大約2-5%，一些進出配電箱和用電設備處也往往留有一定余量，方便后期檢修）。

靈敏度的常見誤區有哪些？

經常有同行說末端配電超50米了，怎么辦？技術措施提到末級配電供電半徑不宜超30-50米。主要是針對的配電型斷路器C16配2.5平方的線（C20配4平方的線），考慮靈敏度，忽略前端影響大約是50米。（這里面的東西涉及東西較多，在這不過多講。）

較為精確的靈敏度校驗所限制的供電半徑的數據如何確定？

如常說的C16配2.5的線，忽略前端影響，大約最遠50米左右。如果條件有變化，如C10配2.5平方的線或C16配4平方的線，就不必太拘泥于這個距離要求。也就是說50米是某條件下的，不說前提，直接說距離是不合理的。可以這樣說，末級配電即使只有1米，也可能不滿足靈敏度，也可能100米、300米、500米甚至更長也滿足靈敏度。這個是需要計算的，不是只看距離。

不懂靈敏度校驗或懂而不校驗，有什么問題？有人管嗎？

以上是GB50303-2015中5.1.8的要求，設計的時候應該注意，這種問題，審核、校對和外審都不一定能審出來的，施工驗收規范已有明確要求，需要檢驗。這個要求本是檢驗施工工藝的，接頭是否可靠等。但是一些設計人員并未認真校驗，甚至根本沒有校驗，驗收時可能查出不是施工問題，是設計問題。

試想如果施工完畢，驗收檢查不滿足要求的原因是設計問題，因此需要返工而造成的經濟損失誰承擔？如果是設計問題，理論上應該設計承擔，甲方可能向設計院索賠。

那如何校驗？一個一個校驗工作量非常大，實際設計中可選取幾個比較遠的末端進線校驗。基本原理就是歐姆定律，可查配三確定線路阻抗。注意短路計算用的阻抗和壓降計算的不同。配四給出了更加直接的表格，可以直接查閱。

靈敏度有沒有簡單的算法

前面講了靈敏度的計算，無論是直接查靈敏度表格還是計算回路阻抗都需要借助工具書的資料。即使是按配四的近似公式，也需要較為復雜的計算。令很多初學者望而卻步，即使學會了，也比較繁瑣。

本次介紹一個非常簡便通用的算法。由于低壓導線，尤其是電纜和穿管的電線，阻抗極小，小截面的完全可以忽略，較大截面占比也很小，由于有一定的可靠系數，完全可以保證可靠性。前面計算了C16配2.5的線忽略前端阻抗按靈敏度校驗大約是50米，記住并充分利用這個結果。由于低壓尤其小截面導線可以忽略電抗，可以按導線截面成比例縮放開關、導線截面和長度的關系，預分支電纜也可以采用這個辦法。

來源：網絡

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