高层建筑末端配电线路的保护-建筑电气2009.6
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【摘要】通过一高层住宅楼顶层的排烟风机配电实例，探讨了远距离配电线路的单相短路保护、灵敏度校验等问题； 【关键词】接地故
文本预览
建裁电乞·
—_———_●—_—●—__—一BUILDING
2口口9年第6期I ELECTRIClTY
高层建筑末端配电线路的保护
胡忠魁赵楠(河南匠人国际建筑规划设计顾问有限公司，郑州市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 功率因数0．8。
for the smoke exhaust fans at the top—storey of a tall
3单相短路电流的计算
residentialbuilding，maUers of single—phase short—circuit
protection and sensitivity calibration and∞on for long- 消防排烟风机的配电线路须有短路保护和过负
distance distributionlines alediscussed．
荷保护。单相短路包括接地故障短路和相线一中性
Key words Grounding fault Phase conductor
and netural conductor short．circuit Sensitivity 线(以下简称相一中)短路。
该线路末端发生短路时。回路阻抗有高压侧系统
摘要通过一高层住宅楼顶层的排烟风机配电 阻抗、10／O．4kV变压器阻抗、低压母线阻抗、低压
实例．探讨了远距离配电线路的单相短路保护、灵敏 电缆阻抗。由于高压侧系统的阻抗很小，本工程忽略
度校验等问题。 不计。
关键词接地故障相线一中性线短路灵敏度 线路通过电流后，导线产生温升，短路电流计算
公式中的线路电阻冠就是对应工作温度下的电阻值，
它与通过电流大小(即负荷率)有密切关系。由于供
1 引言
电对象不同，各种线路中的负荷率也各不相同。因此
目前。高层建筑的部分末端配电线路距离电源较
线芯实际工作温度往往不相同．在合理计算线路电阻
远，有的接近100m。对于这种较长的配电线路，选
时，应首先求得导线的实际工作温度。工程中实际线
择开关、导线仅考虑线路的计算电流是不够的，还
芯温度为：l—lO kV交联聚乙烯绝缘电力电缆t=
应考虑线路的单相短路电流，校验短路保护的灵敏
80qc；1 kV聚氯乙烯绝缘及护套电力电缆t=60℃；
度等。
由三版{-r业与民用配电设计手册》539页公式，可
2配电实例 以得出线路电阻：
一
Rt=R20×[1+0．004 X(I一20)]
某32层住宅楼，层高3 nl，采用TN—C—S系
式中：忍——线芯实际工作温度为t℃时的电阻值；
统供电。地下室设有配电间，公共用电由室外两个
尺：。——线芯温度为20℃时的电阻值；
箱变分别引一路220／380V电源至地下室配电柜，
t——线芯实际工作温度。
两路电源均采用交联聚乙烯绝缘电力电缆ZRYJV筮
对于l—10kV交联聚乙烯绝缘电力电缆t=80℃，
一4×150Int02，线路MI长50 m。由配电柜再分别
引至电梯、消防排烟风机、消防泵等设备。室外两 Rl=R20×[1+0．004×(80—20)]=R20X 1．24。
对于l kV聚氯乙烯绝缘及护套电力电缆t=
个箱变由两路10 kV电源供电，容量630 kV·A，
箱变内带3 m长铜母线3(80×8)+l(63×6．3)。 60℃，R，=R20 X[1+0．004×(60—20)]=R20X
屋顶消防排烟风机供电采用两根聚氯乙烯绝缘及护 1．16。
套电力电缆NHVV一5×35 mm2，线路M2长100m， 在<工业与民用配电设计手册》第三版158—
屋顶设一个双电源切换箱。排烟风机功率为37 kW， 159页表4—25可以查得20℃时的导线电阻值。计
■●8●些塑燮垫堕!
、’l算单相对地短路电流用的相线一保护线(以下简称相
zPlIP，z 2 VR2P呻，z+x 2DhP．z
保)电阻R咖=1．5(Rph+RP)，即为20℃的相一保 =、／170．632 2+35．9922
电阻的1．5倍，故在计算单相对地短路电流时，电
=174．38 mQ
阻不再修正。但是计算相一中短路电流时。其相一中
回路接地故障电流为：
电阻应按实际线芯工作温度进行修正。
k=220f乙Itp，z
3．1接地故障电流
=220／174．38
依据《工业与民用配电设计手册》第三版，各元
=1．26 kA
件的相保回路的阻抗计算如下：
如果线路M2电缆改为3 X35+2 X 16，则：
a． 10，O．4 kV变压器的相保电阻Rp^。，bl
硭P啼，M2=2．397 X 100
相保电抗砟^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变压器母线的相保电阻心^P，M， 回路相保电阻合计。得：
相保电抗兄hp，脚，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 回路相保电抗合计．得：．
砟^p，肼：0．412×3
工’P如，z=11．15+1．236+7．6+19．1
=1．236 mQ =39．09mtl
相保电抗 回路相保阻抗合计，得：
c．电缆MI的相保电阻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 回路接地故障电流为：
砟如，肘1-0．152×50 ltd=220|zf帅，h
=7．6mr) =220／262．95
d．电缆M2的相保电阻Rph。，肼2， 相保电抗 =0．84 kA
由上述计算可知，放大保护线截面后，接地故
耳hp，肼2，查表4—25得：
障电流将会变大．更有利于满足接地故障保护动作
RP^P，1．／2=1．503X 100
灵敏度的要求。
=150．3 mn
3．2相一中短路电流
—_———_●—_—●—__—一BUILDING
2口口9年第6期I ELECTRIClTY
高层建筑末端配电线路的保护
胡忠魁赵楠(河南匠人国际建筑规划设计顾问有限公司，郑州市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 功率因数0．8。
for the smoke exhaust fans at the top—storey of a tall
3单相短路电流的计算
residentialbuilding，maUers of single—phase short—circuit
protection and sensitivity calibration and∞on for long- 消防排烟风机的配电线路须有短路保护和过负
distance distributionlines alediscussed．
荷保护。单相短路包括接地故障短路和相线一中性
Key words Grounding fault Phase conductor
and netural conductor short．circuit Sensitivity 线(以下简称相一中)短路。
该线路末端发生短路时。回路阻抗有高压侧系统
摘要通过一高层住宅楼顶层的排烟风机配电 阻抗、10／O．4kV变压器阻抗、低压母线阻抗、低压
实例．探讨了远距离配电线路的单相短路保护、灵敏 电缆阻抗。由于高压侧系统的阻抗很小，本工程忽略
度校验等问题。 不计。
关键词接地故障相线一中性线短路灵敏度 线路通过电流后，导线产生温升，短路电流计算
公式中的线路电阻冠就是对应工作温度下的电阻值，
它与通过电流大小(即负荷率)有密切关系。由于供
1 引言
电对象不同，各种线路中的负荷率也各不相同。因此
目前。高层建筑的部分末端配电线路距离电源较
线芯实际工作温度往往不相同．在合理计算线路电阻
远，有的接近100m。对于这种较长的配电线路，选
时，应首先求得导线的实际工作温度。工程中实际线
择开关、导线仅考虑线路的计算电流是不够的，还
芯温度为：l—lO kV交联聚乙烯绝缘电力电缆t=
应考虑线路的单相短路电流，校验短路保护的灵敏
80qc；1 kV聚氯乙烯绝缘及护套电力电缆t=60℃；
度等。
由三版{-r业与民用配电设计手册》539页公式，可
2配电实例 以得出线路电阻：
一
Rt=R20×[1+0．004 X(I一20)]
某32层住宅楼，层高3 nl，采用TN—C—S系
式中：忍——线芯实际工作温度为t℃时的电阻值；
统供电。地下室设有配电间，公共用电由室外两个
尺：。——线芯温度为20℃时的电阻值；
箱变分别引一路220／380V电源至地下室配电柜，
t——线芯实际工作温度。
两路电源均采用交联聚乙烯绝缘电力电缆ZRYJV筮
对于l—10kV交联聚乙烯绝缘电力电缆t=80℃，
一4×150Int02，线路MI长50 m。由配电柜再分别
引至电梯、消防排烟风机、消防泵等设备。室外两 Rl=R20×[1+0．004×(80—20)]=R20X 1．24。
对于l kV聚氯乙烯绝缘及护套电力电缆t=
个箱变由两路10 kV电源供电，容量630 kV·A，
箱变内带3 m长铜母线3(80×8)+l(63×6．3)。 60℃，R，=R20 X[1+0．004×(60—20)]=R20X
屋顶消防排烟风机供电采用两根聚氯乙烯绝缘及护 1．16。
套电力电缆NHVV一5×35 mm2，线路M2长100m， 在<工业与民用配电设计手册》第三版158—
屋顶设一个双电源切换箱。排烟风机功率为37 kW， 159页表4—25可以查得20℃时的导线电阻值。计
■●8●些塑燮垫堕!
、’l算单相对地短路电流用的相线一保护线(以下简称相
zPlIP，z 2 VR2P呻，z+x 2DhP．z
保)电阻R咖=1．5(Rph+RP)，即为20℃的相一保 =、／170．632 2+35．9922
电阻的1．5倍，故在计算单相对地短路电流时，电
=174．38 mQ
阻不再修正。但是计算相一中短路电流时。其相一中
回路接地故障电流为：
电阻应按实际线芯工作温度进行修正。
k=220f乙Itp，z
3．1接地故障电流
=220／174．38
依据《工业与民用配电设计手册》第三版，各元
=1．26 kA
件的相保回路的阻抗计算如下：
如果线路M2电缆改为3 X35+2 X 16，则：
a． 10，O．4 kV变压器的相保电阻Rp^。，bl
硭P啼，M2=2．397 X 100
相保电抗砟^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变压器母线的相保电阻心^P，M， 回路相保电阻合计。得：
相保电抗兄hp，脚，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 回路相保电抗合计．得：．
砟^p，肼：0．412×3
工’P如，z=11．15+1．236+7．6+19．1
=1．236 mQ =39．09mtl
相保电抗 回路相保阻抗合计，得：
c．电缆MI的相保电阻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 回路接地故障电流为：
砟如，肘1-0．152×50 ltd=220|zf帅，h
=7．6mr) =220／262．95
d．电缆M2的相保电阻Rph。，肼2， 相保电抗 =0．84 kA
由上述计算可知，放大保护线截面后，接地故
耳hp，肼2，查表4—25得：
障电流将会变大．更有利于满足接地故障保护动作
RP^P，1．／2=1．503X 100
灵敏度的要求。
=150．3 mn
3．2相一中短路电流
AIGC"内容描述：该文章发表于2009年6月的《建筑电气》期刊，主要探讨了高层建筑中末端配电线路的特殊保护措施。在高层建筑物的电力系统设计与施工中，由于其特殊的结构特点（如高度、人员密集、用电负荷大及消防安全要求高等），末端配电线路面临着诸多挑战，包括过载、短路、接地故障以及火灾引发的电气危险等。文章详细阐述了针对这些挑战，如何选择和配置剩余电流动作保护器（RCD）、过电压保护设备、熔断器、断路器等保护元件，以及电缆敷设、分支箱设置、接地系统的优化等方面的技术要点和规范要求。通过本文，读者能够了解到高层建筑末端配电线路在保障电力供应安全可靠的同时，如何有效防止和减少电气安全事故的发生，从而为建筑电气工程实践提供重要的参考依据和技术指导。"
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