摘要：针对民用建筑工程变电所的设计中较容易出现的问题，阐述了变电所中配电变压器低压侧进线断路器、母联断路器、出线断路器的选择、整定及保护配合等设计要点。 关键词：长延时、短延时、瞬时、过电流脱扣器、单相短路电流
Abstract: aiming at the civil engineering projects in the design of the substation is more easily to the problems, and expounds the distribution transformer substation of low voltage side in line circuit breaker, bus coupler circuit breakers, the choice of the circuit breaker to qualify, setting and protection between the key points of the design.
Key words: the long time delay, the short time delay, instantaneous, over electric current tripping device, single phase short-circuit current
中图分类号： TM4 文献标识码：A文章编号：
1、引言
近年来，笔者在民用建筑工程（包括住宅和公建） 中完成了不少变电所的设计，积累了许多经验；但在图样的设计及校审过程中，也发现了一些值得推敲的问题。下面就这些具体问题进行讨论。
2、配电变压器低压侧进线断路器的选择与整定
2.1、变压器低压侧进线断路器长延时过电流脱扣器的整定倍数
在个别的设计中，进线断路器长延时过电流脱扣器整定值为Ir=1.1In，这是错误的，正确的应为Ir=1.0In (其中，In为脱扣器额定电流,A)。因为变压器低压侧进线断路器一般采用框架断路器，通常选用的有ABB、施耐德、西门子、穆勒或国产的常熟断路器厂等的产品，其脱扣器均为四段保护的电子脱扣器；其中长延时过电流脱扣器的整定值为Ir=(0.4~1.0)In，各个产品的整定电流级差是不相同的。
如施耐德的Micrologic2.0A/5.0/6.0/7.0A,脱扣器：Ir=Inx(0.4/0.5/0.6/0.7/0.8/0.9/0.95/0.98/1.0)。如ABB的PR121/P脱扣器：Ir=(0.4~1.0)xIn,级差为0.025In; PR121/P、PR123/P脱扣器：Ir=(0.4~1.0)xIn,级差为0.01In.
所以进线断路器的长延时过电流脱扣器整定为1.1倍的额定电流是做不到的，这个问题的出现可能是与配电变压器低压侧进线断路器长延时过电流整定电流宜为变压器低压侧额定电流的1.1倍之说相混淆了。
2.2 变压器低压侧进线断路器的保护整定
长延时过电流脱扣器整定为Izd1=Kzd1*Ieb
式中，Kzd1为断路器长延时脱扣器可靠系数，取1.1;Ieb为变压器低压侧额定电流，A.
短延时过电流脱扣器整定为Izd2=MKzd2*Ieb （时限可取0.4s）
式中,M为过电流倍数，无确定值时可取4; Kzd2为断路器短延时脱扣器可靠系数，取1.3.
瞬时过电流脱扣器整定为Izd3≥1.2Idd1
式中，Idd1为出线端单相短路电流,A
为了保证变压器的主保护与出线回路的选择性配合，通常变压器低压侧进线断路器不宜设瞬时过电流保护。
2.3变压器低压侧进线断路器的选择及保护整定数据表,
选择变压器低压侧进线断路器后，再确定脱扣器整定值（长延时和短延时），最后校验是否满足变压器保护整定的要求，表1为常用的成双配备的变压器低压侧进线断路器有关数据。
综合上表的数据，说明如下：
(1) Ir>Izd1、Isd> Izd2, 变压器低压侧进线断路器的长延时过电流、短延时过电流的实际整定电流均大于计算整定电流，故满足变压器保护整定的要求。
(2) 变压器低压侧选用的进线断路器脱扣器额定电流与变压器低压侧额定电流之比为1.38倍，工程设计中也是这样配置的. 而且与供电局配电系统电气设计审核管理办法关于配电室0.4KV断路器长延时过电流整定值为变压器低压侧额定电流1.3倍的规定是一致的。因为成双配备的变压器，低压侧系统接线为：正常时单母线分段运行，母联手动投入或自动投入，一回路进线电源失电时，另一回路进线应带全部负荷；变压器的负荷率一般在70％~85％左右，所以在进线断路器长延时过电流整定值为变压器低压测额定电流1.38倍时，一回路进线电源失电，母联断路器手动或自动投入时，另一回路进线断路器不会跳闸，即不会扩大故障面；但是要考虑变压器过载运行允许时间不宜过长，否则会影响变压器寿命，这可根据变压器的过载率及负荷情况，适当切断一些不重要的负荷。
(3) 若变电所中只有一台变压器，1.1倍的过负荷就能满足要求，即长延时过电流整定：Ir=0.8In较合适，同时短延时过电流的过电流倍数取M=3，如表2所示。
3、低压侧进线断路器、母联断路器、出线断路器与下一级断路器的保护配合.
在以往的变电所设计中，变压器低压侧出线回路短路保护采用瞬时过电流脱扣器的居多，但是会有几个不利因素：第一，与下级断路器的配合，只有电流选择，没有时间选择，因此上下级断路器配合动作的选择性相对较差；第二，低压侧出线断路器一般选用塑壳断路器，不同品牌的塑壳断路器其热磁脱扣器的瞬时整定倍数有的可调. （如ABB），有的不可调（如施耐德），电子脱扣器的瞬时（或短延时） 整定倍数也是如此，有的可调（如ABB及施耐德的STR53UE), 有的不可调（如施耐德中的STR22SE/STR22GE/STR23SE）。如果整定倍数不可调，对校验单相短路电流断路器是否跳闸不利。
下面来分析单相短路电流与断路器过电流脱扣器整定电流的关系：
根据GB50054-95《低压配电设计规范》第4.2.3条有Idd1≥1.3Idzj
式中，Idd1为线路末端单相短路电流,A; Idzj为出线断路器瞬时（或短延时） 过电流脱扣器动作电流，A。
Idzj=Kp*Ir
式中，Kq为出线断路器瞬时（或短延时） 脱扣器整定倍数；Ir为出线断路
器长延时过电流整定电流。
当瞬动倍数越大，Idzj越大，要求线路末端单相短路电流就越大
式中， 为出线回路的相保电阻。
如果出线回路线路较长，且电缆截面较小，则 较小，当发生单相短路时，因不满足 ，出线断路器拒动，就起不到保护作用。解决的办法有两个：第一，增大电缆截面，由于电缆截面增大，引起敷设钢管或电缆桥架增大及荷载增大，最终导致投资增大；第二，选用整定倍数可调的断路器来减小整定倍数，当然必须满足断路器的瞬时（或短延时） 脱扣器整定电流大于线路的尖峰电流。
瞬时脱扣器整定时躲过的线路尖峰电流为：线路中起动电流最大的一台电动机的全起动电流（其值为该电动机起动电流的2~2.5倍） 加上此电动机除外的线路计算电流。而短延时脱扣器整定时躲过的线路尖峰电流为：线路中起动电流最大的一台电动机的起动电流加上此电动机除外的线路计算电流。前者的电流值比后者的电流值大得多，由此看出，要做到减小脱扣器整定倍数，采用短延时脱扣器比采用瞬时脱扣器容易实现，这就是为何选
用短延时过电流脱扣器的优点之一。建议配电变压器低压侧各类断路器整定配置如表3所示。
4、变电所变压器低压侧工作接地的连法
在TN系统中，配电变压器的结线方式常采用Dyn11型或Yyn11型，无论哪种方式，低压侧中性点是直接接地的。而在有的变电所设计中，就在变电所内的接地干线上取二点采用(40mmX4mm) 镀锌扁钢与室外接地网相连，变压器的中性线（N）
就在低压柜首端与PE线相连，故变压器低压侧中性点直接接地做法有误。
正确的方法是变压器中性线接至接地端子板后直接引至室外，具体做法见04DX002《工程建设标准强制性条文及应用示例》。说明两点：1,接地端子板引至户外接地装置的接地线采用两根裸导体，主要为了当一根导体损坏断了，另一根可备用。2,中性点接地线的种类和规格， 可见04DX101―1《建筑电气常用数据》，计算原则：变压器接线方式为Dyn11，变压器负序阻抗及零阻抗等于正序阻抗，变压器低压出线至低压主进断路器长度约为5米，短路切除时间为0.6S。
5、低压柜上SPD配用断路器的遮断容量
为了给建筑物进线处的低压配电系统提供第一级防雷及过电压保护，在低压柜的母线处应安装SPD。SPD上端可以配熔断器或断路器作保护，而在有的设计中，SPD 上端断路器遮断容量偏小，一旦发生短路，断路器烧毁SPD 起不到保护作用，所以要求此断路器的短路耐受电流应等于低压柜母线处的短路电流。
变压器低压柜母线处的短路电流的数据可查表04DX101-1,P11-1或者用标幺值计算，设基准容量Sjz=100MV•A其他阻抗忽略，只计变压器阻抗。
用下式计算变压器出口短路电流
而Xt= x
= x
式中，Ijz为短路电流基准值，0.4Kv侧，Ijz=144.4A;Se为变压器额定容量，MV•A. 为变压器阻抗电压百分比。
由于变电所设计的内容很多，本文就上述几个问题谈了具体的体会和做法，仅供参考。