1、供配电系统常见疑难问题解答

1.1 疑难点：按《供配电系统设计规范》GB50052-2009第3.0.2条。如：武汉供电部门要求两路10KV电源时，备用电源不采用热备用，不允许自动投入，那么如何保证一级负荷的供电要求？

    解答：根据相关条文解释，“双重电源”可以是分别来自不同电网的电源或者来自同一电网，但在运行时电路互相之间联系很弱或者虽来自同一个电网，但其间的电气距离较远。一个电源系统任意一处出现异常运行时或发生短路故障时，另一个电源仍能不中断供电。这样的电源都可视为“双重电源”。

    结合我国经济技术条件，不同地区的供电状况，以及消防用电设备的具体情况，下列三种情况都可作为一级负荷供电：①电源来自两个不同发电厂；②电源来自两个区域变电站（电压一般在35KV及以上）；③电源来自一个区域变电站，另一个设置自备发电设备。一级负荷的双重电源可一用一备，亦可同时工作，各供一部分负荷。

    由于地区大电力网在主网电压上部是并网的，用电部门无论从电网取几回电源进线，也无法得到严格意义上的两个独立电源。供电部门不允许热备自投就是为防止在故障情况不明时，引起全部电源进线同时失去电源，造成更大的停电事故。

    那么如何保证一级负荷的供电安全呢？在规范中还要求对于一级负荷中特别重要负荷除由双重电源供电外，还要有与电网不并列的独立的应急电源供电。当然，首先在工程设计中应尽可能地减少特别重要负荷的负荷量，在选择应急电源时，应根据特别重要负荷的容量，允许中断供电的时间，以及要求的电源是交流或直流等条件来选择应急电源。下列电源则可作为应急电源：①独立于正常电源的发电机组；②供电网络中独立于正常电源的专用的馈电线路；③蓄电池；④干电池。

    在大型企业中还往往同时使用几种应急电源，以使其密切配合，充分发挥需应急电源设备的作用，确保供电安全。

1.2 疑难点：按《建筑设计防火规范》GB50016-2014（2018年版）第10.1.6条。消防用电设备的专用供电回路的电源应取自何处？

    解答：根据第10.1.6条的条文解释，在实践中尽管电源可靠，如配电线路不可靠，仍不能保证消防用电的可靠性，因此要求采用专用的供电回路。消防用电设备的专用供电回路电源应直接取自建筑内设置的配电室的母线，当切断（停电）工作电源时，消防电源不受影响，保证灭火救援和消防设备的正常运行。

    具体接法，目前国内有两种，一种是不分组方案，即常见的消防负荷专用母线段和非消防负荷共用同一进线断路器或同一低压母线段。此方案具有主接线简单、造价低的优点，但可靠性不高，消防负荷受非消防负荷故障影响较大。第二种是分组设计方案，即消防供电电源是直接从建筑的变电站低压侧封闭母线处将消防电源单独分出，形成各自独立的系统。如果建筑的配电为低压电缆进线也可在单元或楼栋一级配电间处分开，则从进线隔离电器下端将消防电源和非消防电源分开，使其相对建筑而言是独立的。这种方案虽增加了断路器，主接线较不分组方案复杂一些，虽造价较高但提高了消防供电的可靠性。

    另外，当采用柴油发电机作为消防设备的备用电源时，也要尽量设计独立的供电回路，使其和消防用电设备直接连接。对于消防设备的备用电源通常有三种：①独立于工作电源的市电回路；②柴油发电机；③应急供电电源（EPS）。这些备用电源的供电时间和容量均要求满足各消防用电设备设计持续运行时间最长者的要求。

    我国标准GB16895是参照IEC60364系列标准转化而来，没有“接地故障保护”这一术语，故统一标准说法，改为“间接接触防护中自动切断电源的防护措施”。关于TN、TT和IT系统中间接接触防护的具体要求，已列入现行国家标准《低压配电设计规范》GB50054-2011中可参看其第5.2条、第5.3条。

    总之，这些措施针对的是相导体因绝缘损坏对地或与地有联系的导电体之间的短路，包括相导体与大地、保护导体、保护接地中性导体、配电和用电设备的金属外壳、敷线金属管槽、建筑物金属构件、给排水和采暖、通风等金属管道，以及金属屋面、水面等之间的短路，这种短路均与接地有关。当发生接地故障并在故障持续的时间内，与它有电气联系的电气设备外露可导电部分对大地和装置外可导电部分间存在电位差，此电位差可能使人身遭受电击。间接接触保护措施因接地系统类别不同而不同，请注意分别。需要强调的是，切断故障电路是间接接触保护的措施之一，但不是唯一的措施。也可采用其它措施，如规范《低压配电设计规范》GB50054-2011第5.2.1条中所列的防护措施。需要说明的是常用的总等电位联结，局部等电位和辅助等电位联结可以有效降低接触电压值至安全电压并限制50伏以下，而不是缩短保护电器动作时间。设计时应使IdR≤50V，式中：Id——故障电流（A），R——故障电流产生电压降引起接触电压的一段线路的电阻（Ω），综上所述，可以看出短路保护可保护电机，而接地保护可使人身免遭电击，作用不同，故本强条规定应同时满足该规范要求，缺一不可。至于将两者整合在一起的办法，可选用电动机综合保护器或漏电断路器。电动机综合保护器，目前国内已有多家生产厂家，可实现多种保护动能，其内部的微处理器能用复杂的算法编制程序，精确的描述实际电动机对正常和不正常情况的相应曲线，能保护多种起因的电动机故障，并有许多监控功能。能同时满足短路保护（电流速断保护）和接地保护，可参见《数字式电动机综合保护装置通用技术条件》GB/T14598·303-2011，在具体选用时要根据工程需要和厂家设备性能进行选用。

    民用建筑中柜式空调回路选用的家用的空开和漏电保护就是整合在一起的叫漏电断路器，LE系列的全部都是。它就是在空开的基础上，内部加了漏电保护的脱扣器，当产生漏电、过流、短路时空开就可跳闸。断路器根据其使用用途可分为：配电型、电机保护型、家用保护型和漏电断路器。目前市场上厂家及型号很多，要根据工程设计的实际需要来选择使用。提请注意的是配电型断路器，其容许载流量要小于断路器的长延时动作电流整定值。电机保护型断路器要根据电动机的额定电流来确定断路器的长延时动作电流整定值（应接近但不小于电动机的额定电流）。总之，断路器的选择要根据工程实际需要和《剩余电流动作保护装置安装和运行》GB/T13955-2017的有关规定认真选用。

    解答：在《民用建筑电气设计标准》GB51348-2019第7.5.2、7.5.3条中，在三相四线制中四极开关的选用已有明确规定。

    众所周知，由于三相负荷的不平衡，或是在单相接地时，电源中性点偏移，中性线都有可能带有近100伏电压，危及人身安全。因此是选用三级开关还是四极开关对整个供电系统和人身安全至关重要。

    要知道，虽然采用四极开关可隔离中性线能保证建筑内电气检修安全。但其弊端是多了一对触头，和两个接线端子，共三个连接点。这不符合电气安全规范中规定的中性线上连接点尽量减少的要求。而且中性线上的连接点一旦因故不导电，线路将处于“断零”状态。而供电线路发生“断零”故障后设备仍能照常运行。直至设备损坏前很难发现异常。但对单相设备而言，此时如三相电压出现严重不平衡，单相设备工作电压会突然升高而被大量烧坏。

    在民用建筑中常见的接地系统是TN-C-S系统。电源用PEN线，进入建筑物后，分开为PE线和N线。由于中性线和PE线电位基本相同，而PE线在进入楼梯时又和总等电位相联接，即使中性线上出现危险电压，由于系统不存在电位差，故不会出现电击事故。因此，此时不必为电气检修安全而担心，故可不选用四极开关。

    总之，有总等电位联结的TN-S系统和TN-C-S系统每幢建筑物电气总进线开关，规范中无装设四极开关的要求，目的是在能保证检修人员安全的条件下尽可能少用四极开关，以避免出现“断零”状态，从而使单相设备少有受损风险。但在三相进线的每套住宅的户配电箱总开关，则应按规范《住宅设计规范》GB50096-2011第8.7.3条规定：“可同时断开相线和中性线”还是要选用四极开关，该条为强条，别和楼栋总配电箱搞混淆了。