低压配电系统中的配电级数探讨
庞传贵 李维时
摘要：根据笔者在工程(尤其是民用建筑工程)
设计
领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计
中，对配电级数和保护级数的理解及实际工程设计的体会，简述了如何合理地运用配电级数和保护级数，并对其给出了明确的定义。
1 区分配电系统中的配电级数和保护级数
一个配电系统是否安全可靠，经济实用，便于维护管理，其配电级数和保护级数的设计是至关重要的。虽然在设计
规范
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中对配电级数有规定，但由于对规范的理解不同，习惯作法不同，工业建筑与民用建筑的情况不同，设计者的水平或重视程度不同等诸多因素，使目前各设计单位的作法不统一。有些工程的配电系统设计得比较复杂，配电级数过多，使供电系统故障率增高，故障面扩大，不易管理，操作维护不方便等。为能正确理解配电系统的配电级数和保护级数，提高设计水平，提高配电系统的可靠性，特撰此文以期能起到抛砖引玉的作用。
在《供配电系统设计规范》(GB50052—95)第3．0．7第中规定“供电系统应简单可靠，同一电压供电系统的变配电级数不宜多于两级”。本规定中有“变电”和“配电”两个不同的概念，变电级数与配电级数一般是不相同的，变电级数一般会少于配电级数。
同一电压供电系统的配电级数不宜多于两级的规定，在规范GB50052-95第3．0．7条的条文
说明
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中指出“由低压侧为10kV的总变电所或地区变电所配电至10kV配电所，再从该配电所以10kV配电给配电变压器，则认为10kV配电级数为两级”。
在低压配电系统中，对于大容量的低压用电设备而言，配电级数和保护级数不多于两级，还有可能做到(也有的工程未做到)。但对于容量很小的低压用电设备，以及变电所不在用电设备的建筑物内的许多设备而言，就比较难做到。
在《民用建筑电气设计规范》(JGJ／T16—92)(简称《民规》)第8.1．4条中规定：“自变压器二次侧至用电设备之间的低压配电级数不宜超过三级，但对非重要负荷供电时，可超过三级。”本规定，放宽了对配电级数的限制，在一定程度上体现了民用建筑的特点，但由于没有将配电级数和保护级数加以区别，加以解释。实际上，有许多人认为保护级数就是配电级数。在工程设计实践中，保护级数多于三级或四级的情况比较多，便认为违反了规范。例如，变电所不在用电设备的建筑物内，且不属于本单位管理，或低压线路为公用电网，根据《民规》(JGJ／T16-92)第8．1．7条的规定，“由公用电网引入建筑物内的电源线路，应在屋内靠近进线点便于操作维护的地方装设电源开关和保护电器”。例如下图中AL1箱的进线和出线处均设有保护断路器。这样在变电所内已有两级保护，在建筑物的进线处又有两级保护，共已有四级。在用电设备处一般还应设保护，总的保护级数就达到了五级甚至六级或更多。如果把保护级数当作配电级数，就无法满足重要负荷的配电级数不超过三级的规定。也与规范GB50052-95第3．0．7条条文解释的精神不一致。
如果为了减少保护级数(有人称之为配电级数)而将断路器改用隔离开关，甚至将所有配电箱(柜)的进线开关均采用隔离开关，这样做，虽然减少了保护级数，但不见得一定有好处，或许是弊大于利。
2 试析采用隔离开关与断路器的优缺点
下图中，配电箱AL1、AL2-1及AL1-AL1-n的进线开关均采用隔离开关，其优点如下：
a．因隔离开关前的导体已有保护，避免了因采用断路器时，需考虑上下级保护的级差而增大上级断路器，相应地要增大电缆截面。尤其是对放射式配电(例如AL2-1，一个回路只带了一个配电箱)，这个优点更明显。
b．对链式(树干式)连接的配电箱如AL1-1～AL1-n，链接的多个配电箱中的任一个配电箱的允许容量，在本回路总容量的允许范围内可相互借用。
c．更适于不宜设过载保护的重要负荷。
d．因隔离开关无保护(不必考虑保护的级差)，设计省事。但不能忽视隔级(隔离开关的上一级和下一级)也需要有选择性，不管是放射式，还是链式配电。
配电箱AL1-1～AL1-n的各进线开关均采用断路器，其优点如下：
a．管理维护的需要。如果上级开关不属本级配电箱用户管辖，上级断路器故障跳闸后，合闸就很不方便，会大大延长停电时间。本级配电箱的总开关分、合闸方便得多。
b．不扩大故障面。本配电箱过载(或短路)，本箱总开关跳闸，不影响同一回路的其它配电箱的供电。
c．查找故障容易。哪一个配电箱故障，哪一个开关跳闸。查找自然容易，可缩短停电时间。
d．线路分支处设断路器，可使分支线受到有效保护。尤其是对使用封闭母线配电的回路，在封闭母线的分支处采用断路器是必要的。
e．限制下级各配电箱供电范围内的用电量。
3 结论
在进行配电系统设计时，需要注意如下几个方面：
a．要全面考虑配电系统的可靠性、经济性。便于维护、管理。
b．配电级数与保护级数不同，不应将保护级数当作配电级数。配电级数的定义应是： “一个供电回路通过配电装置分为几个回路的一次分配，称之为一级配电。”即一个配电装置的进线开关和馈出开关合起来称作一级，不因它的进线开关采用断路器或采用隔离开关而改变它的配电级数。采用隔离开关，只能减少保护级数，不能减少配电级数。
c．将保护级数与配电级数分开理解，分别加以限制。并且要具体情况具体分析，使配电系统设计更合理。尤其是对于重要负荷，应尽量减少配电级数和保护级数，尽量使配电系统简单。
对重要负荷的配电级数，当变压器在用电设备的建筑物内时，自变压器低压侧至用电设备之间，不宜多于两级。当变压器不在用电设备的建筑物内时，不宜多于三级。对于非重要负荷的配电级数要求比重要负荷可放宽一级。特殊情况下，可按管理需要设置。
保护级数不宜过多，但不宜作硬性规定。
d．配电系统的设计要注意上下级保护的配合，要按厂家的样本参数，尽量使上下级开关有选择性 (完全选择性或不完全选择性)，尤其是配电系统的一、二级保护之间和重要负荷设备的保护要有选择性。
但也应注意，不应因要满足完全选择性而使线路出现无保护段(或称之为保护的死区、空白区)。
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