5.2.1 继电保护设计的规定
    第1款 规定了民用建筑中的电力设备和线路应装设的保护。其中主保护是指满足系统稳定和设备安全要求,能以最快速度有选择地切除被保护设备和线路故障的保护。后备保护是指主保护或断路器拒动时,用以切除故障的保护。辅助保护是指为补充主保护和后备保护的性能或当主保护和后备保护退出运行而增设的简单保护。异常运行保护是反映被保护电力设备或线路异常运行状态的保护。
    第2款 规定了继电保护装置的接线回路应尽可能简单并且尽量减少所使用的元件和接点的数量。
    第3款 本规定是为了保证继电保护装置的选择性。
    第4款 保护装置的灵敏系数,应根据不利正常运行方式和不利故障类型进行计算,必要时应计及短路电流衰减的影响。
    第5款 保护装置与测量仪表一般不宜共用电流互感器的二次线圈,当必须共用一组二次线圈时,则仪表回路应通过中间电流互感器或试验部件连接,当采用中间电流互感器时,其二次开路情况下,保护用电流互感器的稳态比误差仍不应大于10%。当技术上难以满足要求且不致使保护装置误动作时,可允许有较大的误差。
    第8款 本款规定是为了便于分别校验保护装置和提高可靠性。
    第9款 本款规定“当用户10(6)kV断路器台数较多、负荷等级较高时,宜采用直流操作”。
    经多年的实践证明,弹簧储能交流操动机构也是比较可靠的,而且对中小型配变电所来说也是经济的。

5.2.2 变压器的保护
    第1款 气体绝缘变压器如发生故障将造成气体压力升高,气体泄漏将造成气体密度降低,所以应按本节规定装设相应的保护装置。
    第2款 油浸式变压器产生大量瓦斯时,应动作于断开变压器各侧断路器,如变压器电源侧采用熔断器保护而无断路器时,可作用于信号。

5.2.3 第2款 1)此项做法主要是保证当发生不在同一处的两点或多点接地时可靠切除短路。

5.2.4 并联电容器的保护
    第3款 用熔断器保护电容器,是一种比较理想的保护方式,只要熔断器选择合理,特性配合正确,就能满足安全运行的要求,这就需要熔断器的安秒特性和电容器外壳的爆裂概率曲线相配合。电容器箱壳为密闭容器,当内部故障时,由于电弧高温分解绝缘物质产生气体而使内部压力增高,分解气体的数量与绝缘物质的性质有关,液体绝缘介质分解出的气体较多。在同样介质的情况下,分解出气体数量和电弧的能量大小有关,即和I:t有关。当分解出的气体产生的压力大于箱壳的机械强度时,箱壳就可能产生爆裂,箱体发生爆裂时I和t的关系曲线称为箱壳的爆裂特性曲线。实际上,密闭箱壳发生爆裂和许多随机因素有关。例如:箱壳的原始压力大小,加工质量好坏,钢板厚度是否均匀等等。所以,爆裂特性曲线只能给出以某个概率发生爆裂的I和t的关系。本应在规范中要求电容器的熔丝保护的特性与电容器的爆裂特性相配合,但目前很多电容器制造企业还给不出爆裂特性曲线,故本规范未做具体规定。
    第7款 从电容器本身的特点来看,运行中的电容器如果失去电压,电容器本身并不会损坏,但运行中的电容器突然失压可能产生以下两个后果:其一,如变电所因电源侧瞬时跳开或主变压器断开,而电容器仍接在母线上,当电源重合闸或备用电源自动投入时,母线电压很快恢复,而电容器上的残余电压还未来得及放电降到额定电压的10%以下,这就有可能使电容器承受高于1.1倍的额定电压而造成损坏。其二,当变电所失电后,电压恢复,电容器不切除,就可能造成变压器带电容器合闸,而产生谐振过电压损坏变压器和电容器。此外,当变电所停电后电压恢复的初期,变压器还未带上负荷,母线电压较高,这也可能引起电容器过电压。所以,本款规定了电容器应装设失压保护,该保护的整定值既要保证在失压后,电容器尚有残压时能可靠动作,又要防止在系统瞬间电压下降时误动作。一般电压继电器的动作值可整定为额定电压的50%~60%,动作时限需根据系统接线和电容器结构而定,一般可取0.5~1s。
    第8款 在供配电系统中,并联电容器常常受到谐波的影响,特殊情况,还可能在某些高次谐波发生谐振现象,产生很大的谐振电流。谐波电流将使电容器过负荷、过热、振动和发出异声,使串联电抗器过热,产生异声或烧损。谐波对电网的运行是有害的,首先应该对产生谐波的各种来源进行限制,使电网运行电压接近正弦波形,否则应按本款规定装设过负荷保护。

5.2.5 第1款 由于民用建筑中10(6)kV配变电所一般采用单母线分段接线,正常时分段运行,母线的保护仅保证在一个电源工作、分段开关闭合时,一旦发生故障不至使全部负荷断电。

5.1. 1 目前国内民用建筑中的电压等级绝大多数在10(6)kV及以下,10(6)kV以上电压等级的继电保护及电气测量可根据相应的国家标准及规范设计。

5.1.2 可靠性是指保护该动作时应动作,不该动作时不动作。选择性是指首先由故障设备或线路本身的保护切除故障,当故障设备或线路本身的保护或断路器拒动时,才允许由相邻设备、线路的保护或断路器失灵保护切除故障。灵敏性是指在被保护设备或线路范围内金属性短路时,保护装置应具有必要的灵敏系数。速动性是指保护装置应能尽快地切除短路故障。

5.1.3 为保证可靠性,提高设备管理水平,满足节能及安全等诸多需求,对重要或大型的配变电所可根据工程实际需求适当采用智能化保护装置或变电所综合自动化系统。

4.9.2 配变电所的所有门,均应采用防火门,条文中规定了对各种情况下对门的防火等级要求,一方面是为了配变电所外部火灾时不应对配变电造成大的影响,另一方面是在配变电所内部火灾时,尽量限制在本范围内。防火门分为甲、乙、丙三级,其耐火最低极限:甲级应为1.20h;乙级应为0.90h;丙级应为0.60h。 
    门的开启方向,应本着安全疏散的原则,均向“外”开启,即通向配变电所室外的门向外开启,由较高电压等级通向较低电压等级的房间的门,向较低电压房间开启。

4.9.5 配变电所中的单件最大最重件为配电变压器。据调查,现在设置在建筑物地下层或楼层的配电变压器,因土建设计未考虑其荷载和运输通道的要求,造成很多麻烦,有的在施工时,勉强运到位,但对今后的更换则非常困难。因此在设计时,应向土建专业提出通道、荷载等要求。运输通道可利用车道,垂直运输机械或专设运输通道(或可拆卸通道)。

4.8.1 民用建筑中的配变电所,补偿用电力电容器装置的单组容量,不应大于1000kvar,也不可能大于此值。

4.8.3 高次谐波可能引起电容器过载,串联电抗器可以抑制谐波。

4.8.5 考虑民用建筑的防火要求。

4.5.2 根据调查,国内各建筑设计单位,在设计室内配变电所时,为保证安全,很少有使用裸露带电导体的情况,参考西欧国家的标准也规定不允许使用裸露带电体。配电变压器应使用带外壳保护式,由配电变压器至低压配电柜的进线线路,现在国内采用保护式母线较多,而国外多使用单芯电缆。鉴于我国地域广、经济发展不均衡的具体情况,部分地区仍存在使用裸露带电导体的可能,所以条文规定为“不宜设置裸露带电导体或装置”。规定“不宜设置带可燃性油的电气设备和变压器”,是根据无油设备的防火性能和经济指标与采用可燃性油设备加上防火措施的费用相比,在民用建筑中也没有使用带可燃性油的设备再采取相应的防火等措施的必要。

4.5.3 独立变电站与其他建筑物之间的防火间距,应符合国家标准《建筑设计防火规范》GB 50016的规定,否则应按建筑物附设式配变电所的要求进行电气设计。

4.5.5 当一级负荷的容量较大,供电回路数较多时,宜在配变电所内分列设置相应的配电装置。由于大部分工程中不具备分列设置的条件,故要求在母线分段处设置防火隔板或隔墙,以确保一级负荷的供电回路安全。对于供一级负荷的两回路电源电缆(指工作、备用的两回路电源),尽量不敷设在配变电所的同一电缆沟内,但工程中很难做到分沟敷设。故当同沟敷设时,应满足条文规定的要求。

4.5.6 据调查,民用建筑配变电所的高、低压配电装置数量的变更是常有的事。因建筑物的使用性质、对象的变更,而需增加配电装置数量或增加供电容量的情况时有发生。在设计时应留有适当数量的配电装置位置,以方便以后的增加。如何量化,应根据该建筑物的具体情况分析确定。对于0.4kV系统,为使用方的临时供电或增加某些设备或在使用中某个回路损坏需尽快恢复供电等提供方便,增加一定数量的备用回路是非常必要的。

4.5.8 值班室和低压配电装置室合并,在中小型配变电所中是常见的,应在低压配电室留有适当的位置,供值班人员工作的场所。要求的3m距离,指在配电屏的前面或端头,在此范围内,放置一些必要的储藏柜、桌凳等后,仍可保证配电装置的操作安全距离。

4.5.9 防护外壳防护等级的要求,应符合现行国家标准《外壳防护等级》GB 4208的规定。现在使用的干式变压器防护外壳,很多已达到IP5X的水平,防护等级越高,其散热越差,选择时应根据实际情况合理确定防护等级。

4.4.3 条文中的隔离电器,包括隔离开关、隔离触头。一般情况下,分段联络开关宜装设断路器,只有同时满足条文规定的三款要求时,才能只装设隔离电器。

4.4.4、4.4.5 电压为10(6)kV的配电装置,现在有手车式和固定式两种。对于手车式,其手车已具有隔离功能。而固定式配电装置出线回路应设线路隔离电器,其隔离电器和相应开关电器应具有连锁功能。

4.4.7 本条中第1款规定采用能带负荷操作的电器,是为了在就地,而不需要到总配电所去操作。第2款是指与总配电所在同一建筑平面内或相邻的分配变电所,在进线处可不设开关电器,此两款规定的前提条件是放射式供电和无继电保护要求。

4.4.11 条文规定真空断路器应相应附带浪涌吸收器。现在的市场产品有自带浪涌吸收器的,有不带的。条文规定的目的是必须具有浪涌吸收器。

4.4.12 条文规定了低压开关的选择要求。变压器低压侧电源开关宜采用断路器,仅当变压器容量小,且为三级负荷供电时,可使用熔断器开关设备。当低压母线联络开关,要求自动投切时,应采用断路器,不能使用接触器等开关电器。

4.3.1 节能是一项重要的国策,采用节能型变压器,符合国家的环境保护和可持续发展的方针政策。

4.3.2 在民用建筑中,变压器的季节负载变化很大。变压器制造厂家常推荐将变压器采取强冷措施,允许适当过载运行。使用单位为了减少首次安装容量,往往接受此措施。其实变压器在此情况下运行是不经济的,不宜提倡。长期工作负载率应考虑经济运行,不宜大于85%。

4.3.4 本条规定民用建筑中的配电变压器接线组别宜选用D,yn11。该接线组别的变压器比Y,yn0接线组别的变压器具有明显优较大作用。经多年来我国在民用建筑中的使用情况及现时国际上的使用情况,本规范推荐点,限制了三次谐波,降低了零序阻抗,即增大了相零单相短路电流值,对提高单相短路电流动作断路器的灵敏度有采用D,yn11接线组别的配电变压器。

4.3.5 根据调查,目前在民用建筑中附设式配变电所内的配电变压器,均采用干式变压器。现在国际上已生产非可燃性液体绝缘变压器,虽然国内目前尚无此类产品,但不排除以后试制成功或引进的可能。对于气体绝缘干式变压器,在我国的南方潮湿地区及北方干燥地区的地下层不宜使用,因为当变压器停止运行后,变压器的绝缘水平严重下降,不采取措施很难恢复正常运行。

4.3.6 根据调查,民用建筑使用的配电变压器,虽有的单台容量已达到1600kVA及以上,但由于其供电范围和供电半径太大,电能损耗大,对断路器等设备要求严格,故本规范规定不宜大于1250kVA。户外预装式变电所单台变压器容量,规定不宜大于800kVA。另外800kVA以上的油浸式变压器要装设瓦斯保护,而变压器电源侧往往不在变压器附近,瓦斯保护很难做到。

4.2.1 根据民用建筑的特点,将配变电所位置选择加以具体化。民用建筑配变电所位置选择,与工业建筑除有不少共性点之外,尚有它的个别属性。

4.2.2 根据多年来的经验总结,设置在建筑物地下层的配变电所遭水淹渍、散热不良的干扰确有发生。尤其在施工安装阶段常常出现上层有水漏进配变电所,或地下防水措施未做好,或预留孔未堵塞而造成配变电所进水而遭淹渍,影响配变电所安全运行的情况,这些都不可忽视。

4.2.4 根据调查,在多层住宅小区多设置户外预装式变电所,在高层住宅小区可设置独立式配变电所或建筑物内附设式配变电所。为保障人身和设备安全,杆上变电所及高抬式变电所不应设置在住宅小区内。

4.1. 1 虽然上海、天津等城市的少数大型民用建筑的供电电源已采用35kV电压等级,但全国绝大部分地区仍为10kV及以下电压。故本次规范修订,配变电所设计仍规定为适用于交流电压10kV及以下。当工程需要采用35kV电压等级时,可按国家标准《35~110kV变电所设计规范》GB 50059的规定执行。

4.1.3 我国是个多地震国家,20世纪我国发生7级以上强震占全球的1/10,再加上地震区面积大以及地震区范围内的大、中型城市多,全国300多个大、中城市中有一半的地震烈度为7度及以上。如地震时电源受到损坏,不能正常供电,对于抗震救灾都是不利的,因此参考相关专业的规定而作此规定。

3.6.1 在民用建筑中通常包含大量的电力变压器、异步电动机、照明灯具等用电设备。这些用电设备所需的无功功率在电网中的滞后无功负荷中所占比重很大。因此在设计中正确选用变压器等设备的容量,不仅可以提高负荷率,而且对提高自然功率因数也具有实际意义。
    当采取合理选择变压器容量、线缆及敷设方式等相应措施进行提高自然功率因数后,仍不能达到电网合理运行的要求时,应采用人工补偿无功功率措施。
    由于并联电容器价格便宜,便于安装,维修工作量及损耗都比较小,可以制成不同容量规格,分组容易,扩建方便,既能满足目前运行要求,又能避免由于考虑将来的发展使目前装设的容量过大,因此可采用并联电力电容器作为人工补偿的主要设备。

3.6. 2 原规范规定高压供电的用电单位功率因数为0.9以上,低压供电的用电单位功率因数为0.85以上。现行的《国家电网公司电力系统电压质量和无功电力管理规定》规定,100kVA及以上10kV供电的电力用户在用户高峰负荷时变压器高压侧功率因数不宜低于0.95;其他电力用户,功率因数不宜低于0.90。

3.6.3 为了尽量减少线损和电压降,宜采用就地平衡无功负荷的原则来装设电容器。由于低压并联电容器的价格比高压并联电容器低,特别是全膜金属化电容器性能优良,因此低压侧的无功负荷完全由低压电容器补偿是比较合理的。为了防止低压部分过补偿产生的不良后果,因此当有高压感性用电设备或者配电变压器台数较多时,高压部分的无功负荷应由高压电容器补偿。并联电容器单独就地补偿是将电容器安装在电气设备附近,可以最大限度地减少线损和释放系统容量,在某些情况下还可以缩小馈电线路的截面积,减少有色金属消耗,但电容器的利用率往往不高,初次投资及维护费用增加。从提高电容器的利用率和避免招致损坏的观点出发,首先选择在容量较大的长期连续运行的用电设备上装设电容器就地补偿。
    如果基本无功负荷相当稳定,为便于维护管理,宜在配、变电所内集中补偿。

3.6.4 为了节省投资和减少运行维护工作量,凡可不用自动补偿或采用自动补偿效果不大的地方均不宜装设自动无功功率补偿装置。本条所列的基本无功功率是指当用电设备投入运行时所需的最小无功功率,常年稳定的无功功率及在运行期间恒定的无功功率均不需自动补偿。我国并联电容器国家标准规定,并联电容器允许每年投切次数不超过1000次。所以对于投切次数极少的电容器组宜采用手动投切的无功功率补偿装置。

3.6.5 根据供电部门对功率因数的管理规定,过补偿要罚款,对于有些对电压敏感的用电设备,在轻载时由于电容器的作用,线路电压往往升得很高,会造成这种用电设备(如灯泡)的损坏和严重影响其寿命及使用效能,如经过经济比较认为合理时,宜装设无功自动补偿装置。
    由于高压无功自动补偿装置对切换元件的要求比较高,且价格较高,检修维护也较困难,因此当补偿效果相同时,宜优先采用低压无功自动补偿装置。

3.6.6 在民用建筑中采用无功功率补偿,主要是为了满足《供电营业规则》及《国家电网公司电力系统电压质量和无功电力管理规定》对用电单位功率因数的要求,以保证整个电网在合理状态下运行,所以宜采用功率因数调节原则,同时满足电压调整率的要求。

3.6.7 当无功功率补偿的并联电容器容量较大时,应根据补偿无功和调节电压的需要分组投切。
    一些民用建筑由于采用晶闸管调光装置或大型整流装置等设备,以致造成电网中高次谐波的百分比很高。当分组投切大容量电容器组时,由于其容抗的变化范围较大,如果系统的谐波感抗与系统的谐波容抗相匹配,就会发生高次谐波谐振,造成过电压和过电流,严重危及系统及设备的安全运行,所以必须防止。
    由于投入电容器时合闸涌流很大,而且容量越小,相对的涌流倍数越大。以100kVA变压器低压侧安装的电容器组为例,仅投切一台12kvar电容器则涌流可达其额定电流的56.4倍,如投切一组300kvar电容器,涌流则仅为额定电流的12.4倍,所以电容器在分组时,应考虑配套设备,如接触器或断路器在开断电容器时产生重击穿过电压及电弧重击穿现象。

3.6.8 当对电动机进行就地补偿时,首先应选用长期连续运行,且容量较大的电动机配用电容器。电容器的容量可根据接到电动机控制器负荷侧电容器的总千乏数不超过提高电动机空载功率因数到0.9所需的数值选择。当电动机投入快速反向、重合闸、频繁启动或其他类似操作产生过电压或超转矩影响时,应允许将不超过电动机输入千伏安容量的50%电容器投入运行。在三相异步电动机单独补偿的方式中,为了避免在减速情况下产生自励或过补偿,所安装的电容器容量应为电动机空载功率因数补偿到0.9所需的数值。对于能产生过电压或超转矩的情况,仍可采用50%。当电动机与电容器同时投切,电动机可作放电设备,不需再设其他放电设备。民用建筑中使用较多的电梯等用电设备,在重物下降时,电机运行于第四象限,为了避免过电压,不宜单独用电容器补偿。对于多速电动机,如不停电进行变压及变速,也容易产生过电压,也不宜单独用电容器补偿。如对这些用电设备需要采用电容器单独补偿,应为电容器单独设置控制设备,操作时先停电再进行切换,避免产生过电压。
    当电容器装在电动机控制设备的负荷侧时,流过过电流装置的电流小于电动机本身的电流。设计时应考虑电动机经常在接近实际负荷下使用,所以保护继电器应按加装电容器的电动机一电容器组的电流来选择。

3.6.9 在并联电容器回路中串联电抗器,可以限制合闸涌流和避免谐波放大。