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【摘 要】低压配电系统目前已在我国的工程电气设计领域得到广泛应用。本文针对海南昌江核电项目的低压配电系统设计、应用与常见问题等方面进行简要的分析探究，促使大家能对电站低压配电系统有全面的理解认识。
【关键词】工程电气；低压配电系统；设计；应用；分析
前言：
低压配电系统主要是指电压等级在1KV以下的配电网络，是电力系统的重要组成部分，在发电厂中直接向各低压负荷供电，是发电厂的重要基础设施。低压配电系统应能满足生产和使用所需的供电可靠性和电能质量的要求，还要注意做到接线简单，操作方便、安全，具有一定的灵活性。
一、概况
海南昌江核电站中，低压配电系统主要采用干式变加低压开关柜的组合形式。低压配电系统的上一级一般是6kV厂用电系统，经6kV/0.38kV干式变后，送至低压开关柜，在开关柜，通过各馈线抽屉将电能送往各个下游负荷。电站分为三大部分：核岛、常规岛、BOP电厂配套子项。全厂主要的低压配电系统均为TN-S系统，特殊之处在于核岛部分的配电系统N线不引出。
二、低压配电系统接线
好的接线方式可以使低压配电系统灵活机动，运行经济，可靠性高，易于维护，且可以降低成本。低压配电系统常见的接线方式主要有放射式、树干式、链式和环网式四种。
1、放射式
放射式接线是指每一个用户都采用专线供电。放射式接线的特点：
1）供电可靠性较高。各用户独立受电，故障范围一般仅限于本回路，对其他回路的影响也较小；
2）配电设备集中，检修比较方便；
3）系统灵活性较差；
4）有色金属（线路）消耗量较多，需要的开关设备较多。
这种接线方式多用于设备容量大或对供电可靠性要求高的设备配电，常使用该接线方式的有1）容量大、负荷集中或重要的用电设备，如各种大容量的泵、风机。2）需要集中控制的设备，比如阀门电动装置的开关控制、风机启停控制等。3）有腐蚀性介质和爆炸危险等不宜将配电及保护启动设备放在现场的场合，如反应堆厂房内所有用电设备均通过电气贯穿件供电，避免配电设备受辐照、腐蚀。放射式接线方式在厂用电中使用最多，在低压开关柜上专供给某一特定设备的负荷占绝大部分。
2、环网式
由一个或一个以上来自不同电源（不同变电所或同一变电所的不同母段线）的中压（1-10KV）配电线路供电的一台或多台配电变压器作为电源，干线形成闭环。环网式接线的可靠性比较高。为了加强环网结构，即保证某一条线路故障时各用户仍有较好的电压水平，或保证存在更严重故障（某两条或多条线路停运）时的供电可靠性，一般可采用双线环式结构。双电源环形线路往往是开环运行的，即在环网的某一点将开关断开，此时环网演变为双电源供电的树干式线路。开环运行的目的主要考虑继电保护装置动作的选择性，缩小电网故障时的停电范围。环网式在昌江电站中使用较少，只有少數系统如ZC子项配电系统采用了开环运行的双路电源供电形式。
3、链式
链式接线也是指在一条供电干线上接出多条用电线路。与树干式不同的是，其线路的分支点在用电设备上或分配电箱内，即后面设备的电源引自前面设备的端子。链式接线链接的设备一般不超过5台，总容量一般不超过10KW。链式接线的优点是线路上没有分支点，采用的开关设备少，节省有色金属。其缺点是线路或设备检修以及线路发生故障时，相连设备全部停电，供电的可靠性差。链式接线适用于供电距离较远，彼此相距较近的不重要的小容量用电设备。在电站中，一般在照明回路使用较多。
4、树干式
树干式接线是指每条用电线路都从干线接出。树干式接线的优点是配电设备及有色金属消耗少，投资省，结构简单，施工方便，易于扩展，灵活性好。其缺点是供电可靠性较差，一旦干线任一处发生故障，都有可能影响到整条干线，故障影响的范围较大。树干式接线常用于设备容量较小，对供电可靠性要求不高，用电设备布置比较均匀又无特殊要求的设备。这种形式昌江电站使用较少。
三、低压配电系统保护
根据GB50054，低压配电系统的保护主要有短路保护、过负荷保护、接地保护，此外，防雷与电涌保护一般也会在设计时予以考虑。
1、低压配电盘母线与变压器的保护
核岛低压配电盘母线与干式变低压侧的出线直接连接，一般设置接地保护、过流保护，均作用于跳闸；在干式变的高压侧，设置熔断器加接触器的中压开关柜间隔，一般投用过电流、过负荷两种保护，均作用于跳闸；干式变的本体，一般设置高温报警，通常不直接跳闸。而对于常规岛，干式变高温设置了跳闸保护，干式变的高压侧保护与核岛类似，但低压侧母线不再设置过流、接地保护；BOP子项的配电系统，干式变高压侧的保护设置与核岛类似，但是在低压侧，一般会设置一个进线断路器，作为对母线保护的补充。
2、馈线支路的保护
馈线负荷主要分成两类，一类是熔断器接触器回路，一类是断路器回路。泵、风机、阀门等需要远方控制的负荷一般使用熔断器接触器回路，充电机、照明检修盘、控制柜等不使用远方控制的设备一般使用断路器回路。熔断器接触器回路的短路保护由熔断器实现。过负荷保护由单独设置的热继电器实现，一般按照1.1至1.15倍的负荷额定电流整定。接地保护则是根据需要，选配漏电保护装置，按照负荷类型，一般保护人为目的的漏电保护设置为30mA、0s延时，而保护设备的则是3A、0s延时。
断路器回路的过负荷、短路保护由断路器的热、磁保护功能实现，一般ABB的塑壳断路器均具备热磁功能。核岛的保护器件选择以简单、可靠为主要目的，一般不使用新颖的保护装置，比如对于电动机的保护，核岛配电系统中除了特别重要的电动机选择使用ABB的SPAM150综合保护继电器，一般使用熔断器加接触器配置，而BOP则全部使用综合马达保护器。 3、防雷与电涌保护
电涌保护器分类：电涌保护器常用的有限压型、电压开关型以及组合型三种类型。限压型电涌保护器残压较低，在没有产生电涌的时候，一般是处于高阻抗状态，如果电涌的电流与电压逐渐增大，那么电涌保护器最终会是一个低阻抗的导通状态，典型器件有氧化锌、压敏电阻等。电压开关型电涌器在没有产生电涌时，通常会是一个高阻的状态，一旦响应雷电等过压情况，阻抗将突变为低值。组合型电涌保护器是由限压型电涌器和电压开关型组合成的，经常是在某项工程的入口处通过电压开关型电涌保护器来释放雷电，在后级电路中使用限压型电涌保护器控制入口处电涌保护器对于雷电的释放，以产生高的过电压。
在海南昌江项目中，核岛、常规岛、BOP均在干式变的6kV侧设置氧化锌了避雷器，而在干式变的低压侧，通常不配电涌保护器，根据下游设备的需要，如PLC控制系统等，在设备内配置设备级的电涌保护器。特殊的是，在BOP各子项中，配电盘母线上均配置了图灵火花间隙型的电涌保护器，其支路都安装有熔断器作为保护器件。
四、常见问题浅析
在昌江核电站安装调试期间，低压配电系统发生了如下常见的问题，应注意避免：
（1）零序保护与漏电保护混用：在一些BOP子项的配电系统中，当下游负荷为照明、插座等存在单相负荷的情况时，安装公司在馈线电缆端接的时候，经常会将漏保接为零序保护，即仅将A、B、C三相的电缆穿过漏保的CT，而遗漏了N线，这样，当下游负荷的单相设备一经投用，即相当于产生了漏电流，便会触发漏保跳闸。而N线一般从开关柜底部的N排接出，在N线预留电缆长度不足的时候，会产生重新敷设电缆的工作任务，增加了成本、工期，在施工初期应注意避免。此外，在端接时，应对施工人員明确N、PE的区别，避免产生N、PE混接的情况。
（2）双电源系统的漏保跳闸问题：某两个低压母线各有一个进线电源，通过母联连接后，形成一个双电源供电的低压配电系统。在母联断开，两个进线电源各供一段母线时，母联断路器的N线需要断开，否则，在运行中，母联N线流过电流时，便会使两段电源进线中的至少一个产生漏电保护跳闸。在工程的特殊阶段需要使用箱变等临时电源供双电源负荷时，应注意断开母联断路器的N线或选择不带漏保的断路器供电。
（3）IT系统的绝缘监测仪选择：昌江项目的棒控电源配电系统为IT系统，配置了绝缘监测仪，该绝缘监测仪的测量原理为有源加入1Hz方波，测量对地漏电流来进行绝缘监测。但该配电系统N线与PE间装设有滤波电容，1Hz的有源信号通过电容与地相同，造成绝缘故障误报警，后重新选型更换了绝缘监测仪。在工程的设计阶段，应注意检查IT系统是否有特殊的设备，确认所选的绝缘监测仪测量原理与系统无冲突，避免后续设备改造增加成本。
结束语：
为使低压配电系统安全可靠、运行稳定、经济合理、安装方便，必须加强对工程电气低压配电系统设计的管理。同时，工程的安装、调试阶段，应注意验证设备的功能满足设计要求，出现问题应及时通过设计变更、设备改造等途径及时解决。
参考文献：
[1]张晶晶；对工程电气低压配电系统设计的分析[J]；城市建设理论研究；2012（1）
[2]肖中俊；造纸厂供配电系统设计[J]；陕西科技大学学报；2007（6）
[3]叶林；关于高层民用建筑消防设备电气线路防火设计及其性能分析[J]；四川建材；2005（6）
【关键词】工程电气；低压配电系统；设计；应用；分析
前言：
低压配电系统主要是指电压等级在1KV以下的配电网络，是电力系统的重要组成部分，在发电厂中直接向各低压负荷供电，是发电厂的重要基础设施。低压配电系统应能满足生产和使用所需的供电可靠性和电能质量的要求，还要注意做到接线简单，操作方便、安全，具有一定的灵活性。
一、概况
海南昌江核电站中，低压配电系统主要采用干式变加低压开关柜的组合形式。低压配电系统的上一级一般是6kV厂用电系统，经6kV/0.38kV干式变后，送至低压开关柜，在开关柜，通过各馈线抽屉将电能送往各个下游负荷。电站分为三大部分：核岛、常规岛、BOP电厂配套子项。全厂主要的低压配电系统均为TN-S系统，特殊之处在于核岛部分的配电系统N线不引出。
二、低压配电系统接线
好的接线方式可以使低压配电系统灵活机动，运行经济，可靠性高，易于维护，且可以降低成本。低压配电系统常见的接线方式主要有放射式、树干式、链式和环网式四种。
1、放射式
放射式接线是指每一个用户都采用专线供电。放射式接线的特点：
1）供电可靠性较高。各用户独立受电，故障范围一般仅限于本回路，对其他回路的影响也较小；
2）配电设备集中，检修比较方便；
3）系统灵活性较差；
4）有色金属（线路）消耗量较多，需要的开关设备较多。
这种接线方式多用于设备容量大或对供电可靠性要求高的设备配电，常使用该接线方式的有1）容量大、负荷集中或重要的用电设备，如各种大容量的泵、风机。2）需要集中控制的设备，比如阀门电动装置的开关控制、风机启停控制等。3）有腐蚀性介质和爆炸危险等不宜将配电及保护启动设备放在现场的场合，如反应堆厂房内所有用电设备均通过电气贯穿件供电，避免配电设备受辐照、腐蚀。放射式接线方式在厂用电中使用最多，在低压开关柜上专供给某一特定设备的负荷占绝大部分。
2、环网式
由一个或一个以上来自不同电源（不同变电所或同一变电所的不同母段线）的中压（1-10KV）配电线路供电的一台或多台配电变压器作为电源，干线形成闭环。环网式接线的可靠性比较高。为了加强环网结构，即保证某一条线路故障时各用户仍有较好的电压水平，或保证存在更严重故障（某两条或多条线路停运）时的供电可靠性，一般可采用双线环式结构。双电源环形线路往往是开环运行的，即在环网的某一点将开关断开，此时环网演变为双电源供电的树干式线路。开环运行的目的主要考虑继电保护装置动作的选择性，缩小电网故障时的停电范围。环网式在昌江电站中使用较少，只有少數系统如ZC子项配电系统采用了开环运行的双路电源供电形式。
3、链式
链式接线也是指在一条供电干线上接出多条用电线路。与树干式不同的是，其线路的分支点在用电设备上或分配电箱内，即后面设备的电源引自前面设备的端子。链式接线链接的设备一般不超过5台，总容量一般不超过10KW。链式接线的优点是线路上没有分支点，采用的开关设备少，节省有色金属。其缺点是线路或设备检修以及线路发生故障时，相连设备全部停电，供电的可靠性差。链式接线适用于供电距离较远，彼此相距较近的不重要的小容量用电设备。在电站中，一般在照明回路使用较多。
4、树干式
树干式接线是指每条用电线路都从干线接出。树干式接线的优点是配电设备及有色金属消耗少，投资省，结构简单，施工方便，易于扩展，灵活性好。其缺点是供电可靠性较差，一旦干线任一处发生故障，都有可能影响到整条干线，故障影响的范围较大。树干式接线常用于设备容量较小，对供电可靠性要求不高，用电设备布置比较均匀又无特殊要求的设备。这种形式昌江电站使用较少。
三、低压配电系统保护
根据GB50054，低压配电系统的保护主要有短路保护、过负荷保护、接地保护，此外，防雷与电涌保护一般也会在设计时予以考虑。
1、低压配电盘母线与变压器的保护
核岛低压配电盘母线与干式变低压侧的出线直接连接，一般设置接地保护、过流保护，均作用于跳闸；在干式变的高压侧，设置熔断器加接触器的中压开关柜间隔，一般投用过电流、过负荷两种保护，均作用于跳闸；干式变的本体，一般设置高温报警，通常不直接跳闸。而对于常规岛，干式变高温设置了跳闸保护，干式变的高压侧保护与核岛类似，但低压侧母线不再设置过流、接地保护；BOP子项的配电系统，干式变高压侧的保护设置与核岛类似，但是在低压侧，一般会设置一个进线断路器，作为对母线保护的补充。
2、馈线支路的保护
馈线负荷主要分成两类，一类是熔断器接触器回路，一类是断路器回路。泵、风机、阀门等需要远方控制的负荷一般使用熔断器接触器回路，充电机、照明检修盘、控制柜等不使用远方控制的设备一般使用断路器回路。熔断器接触器回路的短路保护由熔断器实现。过负荷保护由单独设置的热继电器实现，一般按照1.1至1.15倍的负荷额定电流整定。接地保护则是根据需要，选配漏电保护装置，按照负荷类型，一般保护人为目的的漏电保护设置为30mA、0s延时，而保护设备的则是3A、0s延时。
断路器回路的过负荷、短路保护由断路器的热、磁保护功能实现，一般ABB的塑壳断路器均具备热磁功能。核岛的保护器件选择以简单、可靠为主要目的，一般不使用新颖的保护装置，比如对于电动机的保护，核岛配电系统中除了特别重要的电动机选择使用ABB的SPAM150综合保护继电器，一般使用熔断器加接触器配置，而BOP则全部使用综合马达保护器。 3、防雷与电涌保护
电涌保护器分类：电涌保护器常用的有限压型、电压开关型以及组合型三种类型。限压型电涌保护器残压较低，在没有产生电涌的时候，一般是处于高阻抗状态，如果电涌的电流与电压逐渐增大，那么电涌保护器最终会是一个低阻抗的导通状态，典型器件有氧化锌、压敏电阻等。电压开关型电涌器在没有产生电涌时，通常会是一个高阻的状态，一旦响应雷电等过压情况，阻抗将突变为低值。组合型电涌保护器是由限压型电涌器和电压开关型组合成的，经常是在某项工程的入口处通过电压开关型电涌保护器来释放雷电，在后级电路中使用限压型电涌保护器控制入口处电涌保护器对于雷电的释放，以产生高的过电压。
在海南昌江项目中，核岛、常规岛、BOP均在干式变的6kV侧设置氧化锌了避雷器，而在干式变的低压侧，通常不配电涌保护器，根据下游设备的需要，如PLC控制系统等，在设备内配置设备级的电涌保护器。特殊的是，在BOP各子项中，配电盘母线上均配置了图灵火花间隙型的电涌保护器，其支路都安装有熔断器作为保护器件。
四、常见问题浅析
在昌江核电站安装调试期间，低压配电系统发生了如下常见的问题，应注意避免：
（1）零序保护与漏电保护混用：在一些BOP子项的配电系统中，当下游负荷为照明、插座等存在单相负荷的情况时，安装公司在馈线电缆端接的时候，经常会将漏保接为零序保护，即仅将A、B、C三相的电缆穿过漏保的CT，而遗漏了N线，这样，当下游负荷的单相设备一经投用，即相当于产生了漏电流，便会触发漏保跳闸。而N线一般从开关柜底部的N排接出，在N线预留电缆长度不足的时候，会产生重新敷设电缆的工作任务，增加了成本、工期，在施工初期应注意避免。此外，在端接时，应对施工人員明确N、PE的区别，避免产生N、PE混接的情况。
（2）双电源系统的漏保跳闸问题：某两个低压母线各有一个进线电源，通过母联连接后，形成一个双电源供电的低压配电系统。在母联断开，两个进线电源各供一段母线时，母联断路器的N线需要断开，否则，在运行中，母联N线流过电流时，便会使两段电源进线中的至少一个产生漏电保护跳闸。在工程的特殊阶段需要使用箱变等临时电源供双电源负荷时，应注意断开母联断路器的N线或选择不带漏保的断路器供电。
（3）IT系统的绝缘监测仪选择：昌江项目的棒控电源配电系统为IT系统，配置了绝缘监测仪，该绝缘监测仪的测量原理为有源加入1Hz方波，测量对地漏电流来进行绝缘监测。但该配电系统N线与PE间装设有滤波电容，1Hz的有源信号通过电容与地相同，造成绝缘故障误报警，后重新选型更换了绝缘监测仪。在工程的设计阶段，应注意检查IT系统是否有特殊的设备，确认所选的绝缘监测仪测量原理与系统无冲突，避免后续设备改造增加成本。
结束语：
为使低压配电系统安全可靠、运行稳定、经济合理、安装方便，必须加强对工程电气低压配电系统设计的管理。同时，工程的安装、调试阶段，应注意验证设备的功能满足设计要求，出现问题应及时通过设计变更、设备改造等途径及时解决。
参考文献：
[1]张晶晶；对工程电气低压配电系统设计的分析[J]；城市建设理论研究；2012（1）
[2]肖中俊；造纸厂供配电系统设计[J]；陕西科技大学学报；2007（6）
[3]叶林；关于高层民用建筑消防设备电气线路防火设计及其性能分析[J]；四川建材；2005（6）