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      關(guān)于民用建筑供配電設(shè)計(jì)的探析

      2014-10-21 20:07:41路占偉
      關(guān)鍵詞:民用建筑供配電設(shè)計(jì)

      路占偉

      [摘 要] 民用建筑進(jìn)行供配電設(shè)計(jì)時(shí),不僅要考慮到居民的基礎(chǔ)生活用電,同時(shí)還要保證在特殊情況下的用電需求,所以在設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)該按照極限允許的最大值范圍來(lái)考慮,為居民提供安全穩(wěn)定的用電環(huán)境。本文闡述了電力負(fù)荷以及供電電壓,探討分析了變配電所的設(shè)計(jì)以及高低壓配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì),以供參考。

      [關(guān)鍵詞] 民用建筑;供配電;設(shè)計(jì)

      在民用建筑進(jìn)行供配電設(shè)計(jì)時(shí),為了保證配電設(shè)計(jì)的合理性,建筑設(shè)計(jì)師應(yīng)該向電氣設(shè)計(jì)部門(mén)提供詳細(xì)的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)圖,然后電氣設(shè)計(jì)師在結(jié)合建筑結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和用電需求進(jìn)行合理化設(shè)計(jì)。在進(jìn)行設(shè)計(jì)的過(guò)程中,不僅要考慮到電力使用的方便,同時(shí)還要充分的考慮到對(duì)其進(jìn)行檢修時(shí)的方便,不會(huì)與其他設(shè)施發(fā)生沖突。

      一、電力負(fù)荷

      1、電力負(fù)荷的分級(jí)與分類(lèi)。(1)電力負(fù)荷的分級(jí)。根據(jù)電力負(fù)荷因事故中斷供電后,在政治上造成影響或在經(jīng)濟(jì)上造成損失的程度,可將負(fù)荷分為一、二、三級(jí)。造成的影響、損失程度越大,對(duì)供電可靠的要求就越高。不同行業(yè)因使用的設(shè)備不同,有不同的分級(jí)規(guī)定,見(jiàn)《民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》。(2)電力負(fù)荷的分類(lèi)。根據(jù)國(guó)內(nèi)電價(jià)制度,對(duì)于民用建筑的用電采用照明電價(jià)和非工業(yè)動(dòng)力電價(jià)兩種電價(jià)計(jì)收電費(fèi)的辦法,設(shè)計(jì)中必須把不同電價(jià)的負(fù)荷嚴(yán)格分開(kāi),保證分別計(jì)費(fèi)的可能。

      2、電力負(fù)荷的供電要求。一級(jí)負(fù)荷應(yīng)由兩個(gè)獨(dú)立電源供電,保證有一個(gè)電源持續(xù)供電。(1)一級(jí)負(fù)荷中的特別重要負(fù)荷,需要考慮一個(gè)電源系統(tǒng)在檢修或故障的同時(shí),另一電源系統(tǒng)也發(fā)生故障的嚴(yán)重情況,所以除上述兩個(gè)電源外,還必須增設(shè)應(yīng)急電源。應(yīng)急電源系統(tǒng)可根據(jù)電網(wǎng)的具體條件和負(fù)荷本身允許中斷供電的時(shí)間,采取獨(dú)立發(fā)電機(jī)組,電網(wǎng)中的第三路獨(dú)立電源、蓄電池或其組成的交流不間斷電源裝置。(2)二級(jí)負(fù)荷的供電系統(tǒng)應(yīng)在變壓器或線(xiàn)路常見(jiàn)故障時(shí)不中斷供電或中斷供電后能迅速恢復(fù)供電。(3)三級(jí)負(fù)荷對(duì)供電無(wú)特殊要求,僅保證其正常情況下的用電。

      3、電力負(fù)荷的計(jì)算方法。負(fù)荷計(jì)算的目的在于盡量準(zhǔn)確地求出建筑所需的總負(fù)荷和負(fù)荷等級(jí)、類(lèi)別,算出各支部的分負(fù)荷,以作為向供電部門(mén)申請(qǐng)電源和擬定供配電系統(tǒng)、選擇設(shè)備、電器、導(dǎo)體、計(jì)算電壓損失、功率損失、電能損失、無(wú)功率補(bǔ)償?shù)囊罁?jù)。(1)在方案設(shè)計(jì)階段一般應(yīng)采用單位指標(biāo)法;在初步設(shè)計(jì)及施工圖設(shè)計(jì)階段一般應(yīng)采用需要系數(shù)法;對(duì)于住宅工程,在其設(shè)計(jì)的各個(gè)階段均可采用單位指標(biāo)法。(2)用電設(shè)備臺(tái)數(shù)較多且各臺(tái)設(shè)備容量相差較小時(shí),宜采用需用系數(shù)法。該法一般用于干線(xiàn)和配變電所的電力負(fù)荷計(jì)算。(3)用電設(shè)備臺(tái)數(shù)少且各臺(tái)設(shè)備容量相差較大時(shí),宜采用二項(xiàng)式法。該法一般用于干線(xiàn)和配電(屏)箱的電力負(fù)荷計(jì)算。為了在設(shè)計(jì)時(shí)便于使用負(fù)荷計(jì)算的成果,計(jì)算一般應(yīng)以變壓器為單位,按一般動(dòng)力、重要?jiǎng)恿Α⒈0矂?dòng)力、一般照明、重要照明、保安照明六部分進(jìn)行。

      二、供電電壓

      民用建筑的供電電壓主要取決于用電負(fù)荷的大小、供電距離的遠(yuǎn)近、供電線(xiàn)路的回路數(shù)、用電單位的遠(yuǎn)景規(guī)劃,當(dāng)?shù)毓搽娋W(wǎng)現(xiàn)狀和它的發(fā)展規(guī)劃以及經(jīng)濟(jì)合理等因素考慮決定。

      用電設(shè)備容量在250kW或需用變壓器容量在160kVA以上者應(yīng)以高壓方式供電,一般采用10kV;用電設(shè)備容量在250kW或需用變壓器容量在160kVA及以下者,應(yīng)以低壓供電,一般采用220V/380V。當(dāng)線(xiàn)路電流不超過(guò)30A的照明負(fù)荷時(shí),可用220V單項(xiàng)供電,否則應(yīng)采用380V/220V三相四線(xiàn)制供電。需要雙回電源線(xiàn)路供電時(shí),一般應(yīng)采用同級(jí)電壓。

      三、變配電所的設(shè)計(jì)

      變配電所是民用建筑的供電中樞,其設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容包括以下幾方面:

      1、根據(jù)變配電所供電的負(fù)荷性質(zhì)及其對(duì)供電可靠性的要求,進(jìn)行負(fù)荷分級(jí),從而確定所需的獨(dú)立供電電源個(gè)數(shù)與供電電壓等級(jí),并確定是否設(shè)置應(yīng)急備用發(fā)電機(jī)組。一般工程系統(tǒng)供配電按三級(jí)負(fù)荷要求設(shè)計(jì),消防設(shè)備及部分重要負(fù)荷按二級(jí)負(fù)荷供電。由區(qū)域變電站不同母線(xiàn)引兩路10kV電源進(jìn)行供電。由于供電要求不高,所以不必設(shè)置應(yīng)急備用發(fā)電機(jī)組。

      2、進(jìn)行變配電所負(fù)荷計(jì)算與無(wú)功功率補(bǔ)償計(jì)算,確定無(wú)功補(bǔ)償容量。確定變壓器型號(hào)、臺(tái)數(shù)、容量。進(jìn)行主接線(xiàn)方案選擇。

      3、變配電所選址。為了節(jié)約電能與減少有色金屬消耗量,通常應(yīng)盡可能使高壓深入負(fù)荷中心。為了保證供電的穩(wěn)定可靠和操作的簡(jiǎn)便易行,應(yīng)該將配變電所設(shè)置在電力負(fù)荷較為集中的部位。一般都會(huì)將其設(shè)置在地下一層或者是首層,但是不可以設(shè)置在衛(wèi)生間或者是淋浴間的下方以及經(jīng)常積水區(qū)域的附近,防止漏水或者是周?chē)e水的淹沒(méi)對(duì)其造成損害。但在建筑高度甚高和大容量負(fù)荷相當(dāng)分散的情況下,也可分散布置多處變配電所,其布置方案應(yīng)經(jīng)過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較確定。一般工程中應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況,最好將變配電所安排在地下一層。

      4、短路電流計(jì)算與開(kāi)關(guān)設(shè)備選擇。二次回路方案的確定,繼電保護(hù)的選擇與整定計(jì)算。操作電源的選擇、計(jì)量與測(cè)試。

      四、高低壓配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

      1、高壓配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。高壓配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)多采用放射式系統(tǒng),以增強(qiáng)其供電可靠性與控制的靈活性。對(duì)于有多處變壓器分散設(shè)置的大型民用建筑,高壓配電網(wǎng)絡(luò)也可采用環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)。主要設(shè)計(jì)任務(wù):一是確定配電電壓與配電網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu);二是進(jìn)行配電干線(xiàn)負(fù)荷計(jì)算;三是選擇開(kāi)關(guān)設(shè)備并進(jìn)行短路校驗(yàn);四是擬定二次回路方案并進(jìn)行繼電保護(hù)整定計(jì)算;五是選擇高壓電纜截面、形式并確定配電干線(xiàn)路徑與敷設(shè)方式。

      2、低壓配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。低壓配電系統(tǒng)是民用建筑供配電系統(tǒng)的基本組成部分,無(wú)論就其重要性或工程量而言,都有舉足輕重的地位。主要設(shè)計(jì)任務(wù):一是確定低壓配電方式與配電網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu),主要內(nèi)容是豎直配電干線(xiàn)與水平配電干線(xiàn)的個(gè)數(shù)、位置與走向;二是進(jìn)行分干線(xiàn)與干線(xiàn)的負(fù)荷計(jì)算,選擇開(kāi)關(guān)設(shè)備及導(dǎo)線(xiàn)、電纜、封閉式母線(xiàn)的截面與形式;三是選擇保護(hù)裝置,進(jìn)行保護(hù)整定計(jì)算并保證其級(jí)間的選擇性配合,以防止穿越性跳閘;四是確定線(xiàn)路敷設(shè)方式,進(jìn)行電氣豎井與配電小間的設(shè)計(jì);五是進(jìn)行低壓無(wú)功補(bǔ)償容量的計(jì)算以及補(bǔ)償方式與調(diào)節(jié)方式的選擇,功率因數(shù)按規(guī)定應(yīng)補(bǔ)償?shù)?.9-0.95。無(wú)功補(bǔ)償都采用集中補(bǔ)償方式。為降低變壓器容量,多集中裝設(shè)在低壓側(cè),與配電屏放在一起,但必須采用干式移相電容器;六是按需配置電氣測(cè)量與電能計(jì)量裝置;七是進(jìn)行保護(hù)接地、重復(fù)接地系統(tǒng)的設(shè)計(jì);八是節(jié)能設(shè)計(jì),節(jié)能降耗已經(jīng)成為了現(xiàn)代社會(huì)發(fā)展的主要潮流,在建筑的配電設(shè)計(jì)方面,更要體現(xiàn)出節(jié)約用電的設(shè)計(jì)理念,這對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展有重要的影響。在對(duì)民用建筑進(jìn)行配電設(shè)計(jì)時(shí),在考慮到供電穩(wěn)定可靠的前提下,要最大程度的降低能源的損耗,采用經(jīng)濟(jì)合理的方式進(jìn)行配電設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)節(jié)能的思想理念。

      結(jié)束語(yǔ)

      在進(jìn)行民用建筑供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)當(dāng)同時(shí)注意其經(jīng)濟(jì)性與技術(shù)性,以保證建筑供電的整體可靠性與安全性為目的,并為建筑中各設(shè)備、線(xiàn)路的安裝、配置與運(yùn)行提供一定的途徑,確保此供配電系統(tǒng)能滿(mǎn)足本建筑中的各用電設(shè)備的各用電需求,以便保證民用建筑電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)的合理性與可行性。

      參考文獻(xiàn)

      [1] 李炳華等.民用建筑中供配電系統(tǒng)若干問(wèn)題的再思考[J].建筑電氣,2010(07):89-90.

      [2] 王新宇.淺談高層建筑供配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J].山西建筑,2009(10):215-216.

      [3] 陳鸰.淺談建筑供配電設(shè)計(jì)[J].民營(yíng)科技,2011(06):343.

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