建筑電氣供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)淺析

喬鵬鳴 張笑培

【摘要】隨著城市建筑的持續(xù)發(fā)展及人們各方面生活水平的提升，人們對(duì)建筑使用功能的重視程度越來(lái)越高，這不僅僅局限在建筑的基本使用功能方面，更重要是建筑使用的安全可靠性，對(duì)于建筑電氣運(yùn)作安全可靠性，供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)則占據(jù)了決定性的作用。本文作者從建筑的角度切入，對(duì)建筑電氣供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)有關(guān)概念進(jìn)行闡述，進(jìn)而對(duì)其供配電系統(tǒng)的相關(guān)設(shè)計(jì)進(jìn)行探討，對(duì)于建筑電氣更好地開展供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)工作，具有一定的借鑒價(jià)值。

【關(guān)鍵詞】建筑電氣；供配電系統(tǒng)；設(shè)計(jì)研究

引言

建筑電氣如今已經(jīng)成為城市建筑中不可或缺的組成部分，建筑電氣供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程中需要考慮的因素較多，也只有全面地將這些因素的影響作用考慮到設(shè)計(jì)其中，才能確保供配電設(shè)計(jì)的科學(xué)合理性，進(jìn)而保證建筑電氣使用的安全可靠。

一、建筑電氣供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)概述

建筑電氣供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)是從電力專業(yè)的角度出發(fā)的，但它又同時(shí)受到其它專業(yè)實(shí)際情況的干擾，像消防專業(yè)、給排水專業(yè)、暖通專業(yè)等。建筑電氣供配電設(shè)計(jì)具體是指，在建筑電氣中，設(shè)計(jì)人員依據(jù)建筑的實(shí)際使用功能、內(nèi)部空間結(jié)構(gòu)、其它專業(yè)施工的影響、各種干擾因素以及建筑基礎(chǔ)設(shè)計(jì)圖等方面，對(duì)建筑供配電系統(tǒng)進(jìn)行線路布置、用電負(fù)荷等級(jí)確定及其它相關(guān)配電控制設(shè)備的規(guī)劃，最終將其設(shè)計(jì)思路以圖紙的形式表現(xiàn)出來(lái)的過(guò)程，即為建筑電氣供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)。建筑電氣供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)是一項(xiàng)具有專業(yè)性系統(tǒng)性的工作，從實(shí)際來(lái)看，供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)主要包含了供電電壓、高低壓配電設(shè)計(jì)、用電負(fù)荷等級(jí)確定及供配電所設(shè)計(jì)等方面的內(nèi)容，而這些設(shè)計(jì)內(nèi)容之間又存在著相輔相成的關(guān)系，因此在設(shè)計(jì)過(guò)程中需要對(duì)每一項(xiàng)設(shè)計(jì)內(nèi)容給予足夠的重視，這樣才能確保供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)滿足有關(guān)要求。

二、建筑電氣供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)探究

1.建筑電氣的供電電壓

在建筑電氣供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，供電電壓對(duì)于用戶用電具有十分重要的作用，過(guò)大電壓設(shè)計(jì)不僅會(huì)造成浪費(fèi)，同時(shí)還極有可能發(fā)生安全事故，而過(guò)小的電壓設(shè)計(jì)又無(wú)法滿足實(shí)際需求，因此需合理得對(duì)供電電壓進(jìn)行設(shè)計(jì)。通常來(lái)說(shuō)，建筑電氣供電電壓的確定會(huì)受到一些因素的影響與決定，像供電點(diǎn)距離供電用戶的距離、供電線路回路數(shù)量、用電負(fù)荷等級(jí)、地區(qū)電力電網(wǎng)設(shè)計(jì)現(xiàn)狀以及用電的長(zhǎng)遠(yuǎn)規(guī)劃等等，都會(huì)對(duì)供電電壓的選擇起到?jīng)Q定性的作用，所以在設(shè)計(jì)中需要對(duì)其進(jìn)行綜合考慮。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三相四線制供電。需要雙回電源線路供電時(shí)，一般應(yīng)采用同級(jí)電壓。

2.建筑電氣電力負(fù)荷

1）電力負(fù)荷計(jì)算方法。電力負(fù)荷計(jì)算主要是為了能夠?qū)φ麄€(gè)建筑的電力總負(fù)荷、不同需求的用電負(fù)荷等級(jí)進(jìn)行準(zhǔn)確的判定，通過(guò)總負(fù)荷進(jìn)行分支負(fù)荷的計(jì)算，最終能夠?qū)﹄妷簱p耗、功率損耗及無(wú)功率補(bǔ)償?shù)冗M(jìn)行確定。通常將單位指標(biāo)的計(jì)算方法應(yīng)用于方案設(shè)計(jì)階段，而系數(shù)法多用于初期及施工圖設(shè)計(jì)時(shí)期，但對(duì)于住宅功能的建筑而言，單位指標(biāo)法可應(yīng)用于其設(shè)計(jì)的每一階段，具有一定的普遍性；同時(shí)當(dāng)存在用電設(shè)備數(shù)量多但不同設(shè)備之間的容量差異性較小的情況下可選用系數(shù)法進(jìn)行計(jì)算，而通常適用于干線及配電所的用電負(fù)荷確定，相反當(dāng)建筑存在用電設(shè)備數(shù)量較少且期容量差異性較大的時(shí)候，則二項(xiàng)式計(jì)算方法較為適用，它主要被應(yīng)用在干線及配電箱的用電負(fù)荷計(jì)算方面。值得注意的是，在供配電系統(tǒng)電力負(fù)荷設(shè)計(jì)過(guò)程中，為了使負(fù)荷計(jì)算成果更加簡(jiǎn)便得用于實(shí)際，一般統(tǒng)一以變壓器為基本單位。2）電力負(fù)荷分級(jí)與分類。電力負(fù)荷分級(jí)通常劃分為一級(jí)負(fù)荷、二級(jí)負(fù)荷及三級(jí)負(fù)荷，其中一級(jí)負(fù)荷的等級(jí)最高在實(shí)際的電力中也是最為重要的，電力負(fù)荷分級(jí)依據(jù)主要從電力負(fù)荷達(dá)到一定高度而發(fā)生事故產(chǎn)生電力中斷以后，在電力中斷以后造成的損失或社會(huì)破壞程度。因此其損失程度越大，則負(fù)荷等級(jí)應(yīng)設(shè)計(jì)為越高。對(duì)于電力負(fù)荷分類，我國(guó)依據(jù)國(guó)家規(guī)定的電價(jià)有關(guān)制度，主要有照明電價(jià)與非工業(yè)動(dòng)力電價(jià)另種計(jì)費(fèi)方式，在建筑電氣供配電具體的設(shè)計(jì)中，應(yīng)將具有差異的電價(jià)負(fù)荷進(jìn)行分開設(shè)計(jì)，這樣能夠在很大程度上確保后期單獨(dú)計(jì)價(jià)的功能實(shí)現(xiàn)。3）電力負(fù)荷供電要求。電力負(fù)荷分為三個(gè)等級(jí)，那么電力負(fù)荷供電要求也需要從這三個(gè)方面分別進(jìn)行設(shè)計(jì)。一級(jí)負(fù)荷因其負(fù)荷存在的重要性一般會(huì)設(shè)計(jì)兩個(gè)單獨(dú)的電源對(duì)其進(jìn)行供電，這樣能夠在實(shí)際中確保有一個(gè)電源始終保持不間斷供電狀態(tài)，但同時(shí)也需要考慮更為特殊的情況，當(dāng)建筑電氣中其中一臺(tái)電源在進(jìn)行檢修的時(shí)候，另一臺(tái)也因故障而無(wú)法正常工作，在這種情況下，就需要在設(shè)計(jì)中進(jìn)行應(yīng)急電源的設(shè)計(jì)，一般應(yīng)急電源可依據(jù)建筑電氣實(shí)際情況及電力中斷供電時(shí)間，采用發(fā)電機(jī)組，蓄電池、引用另外的獨(dú)立電源燈進(jìn)行應(yīng)急所用；二級(jí)負(fù)荷的供電系統(tǒng)應(yīng)在變壓器或線路常見故障時(shí)不中斷供電或中斷供電后能迅速恢復(fù)供電；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.供配電所設(shè)計(jì)

1）供配電所選址。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，一般都會(huì)將其設(shè)置在地下一層或者是首層。在建筑高度甚高和大容量負(fù)荷相當(dāng)分散的情況下，也可分散布置多處供配電所，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，最好將供配電所安排在地下一層。2）進(jìn)行供配電所負(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)行主接線方案選擇。3）根據(jù)供配電所供電的負(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。4）短路電流計(jì)算與開關(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。

三、結(jié)束語(yǔ)

建筑電氣供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)對(duì)于建筑電氣系統(tǒng)正常運(yùn)作及后期建筑的正常功能發(fā)揮，都具有十分重要的作用，建筑電氣供配電設(shè)計(jì)的不合理往往會(huì)導(dǎo)致安全事件的發(fā)生。因此應(yīng)給予高度重視。

參考文獻(xiàn)

[1]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，2011（07）：84