對(duì)某公寓樓供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)的探討

張連成

摘要:本文結(jié)合某高校的學(xué)生公寓樓供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)案例, 對(duì)如何優(yōu)化供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)進(jìn)行了分析,并提出了相關(guān)的技術(shù)措施,謹(jǐn)供大家作參考之用。

Abstract:The thesis takes the design of power supply and distribution system in a building in the college as examples. Analysis is made on how to optimize the design of power supply and distribution system, and the related measures are given for reference.

關(guān)鍵詞:公寓樓;供配電;負(fù)荷;技術(shù)措施

Key words:apartment buildings;supply and distribution;load;technical measures

中圖分類號(hào):TU22 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1006-4311(2010)04-0172-01

1 高校學(xué)生公寓樓用電負(fù)荷分析

1.1 用戶的特點(diǎn)。高校學(xué)生公寓是大量人員集中的地方,一套70m2左右兩室一廳的住房一般要居住10~12個(gè)學(xué)生,較之居民住宅的人口密度大得多,一旦停電(尤其是晚上)將嚴(yán)重影響學(xué)生的正常學(xué)習(xí)生活,甚至引起騷亂,成為治安事故隱患,因而其對(duì)供電可靠性的要求應(yīng)高于普通的住宅用戶。

目前,許多高校都已經(jīng)建成或?qū)⒔ㄐ@網(wǎng),電腦等高科技產(chǎn)品逐漸成為學(xué)生的學(xué)習(xí)工具,購(gòu)買電腦的學(xué)生越來越多,其他的弱電設(shè)施如消防報(bào)警系統(tǒng)、門禁管理系統(tǒng)比普通居民住宅要求更為完善,因而,對(duì)供電質(zhì)量的要求也更高。每套公寓的用電不可能計(jì)量到人,電費(fèi)只能人均分?jǐn)?學(xué)生的節(jié)約意識(shí)大多不強(qiáng),人走燈亮的現(xiàn)象經(jīng)常發(fā)生,不但造成電能浪費(fèi),還成為完全事故隱患。因此,學(xué)生用戶對(duì)電氣系統(tǒng)的供電安全性要求也更高。

1.2 用電負(fù)荷的特點(diǎn)。每年的寒、暑假期間,絕大部分學(xué)生都已離校,僅有少量保衛(wèi)人員和參加各種短期補(bǔ)習(xí)班的學(xué)生留校,因而用電負(fù)荷最小,形成兩個(gè)低谷;由于五一、十一等長(zhǎng)假,也成了學(xué)生離?；丶一蛲獬龅闹匾倨?但留校的學(xué)生相對(duì)寒暑假要多,負(fù)荷形成了兩個(gè)小低谷。從整體上看,學(xué)生的用電負(fù)荷一年里有四個(gè)低谷,將近三個(gè)月時(shí)間,而其它時(shí)段負(fù)荷較為穩(wěn)定。在正常學(xué)習(xí)期間由于學(xué)校有統(tǒng)一的作息時(shí)間,用電設(shè)施的投入時(shí)間基本上是一致的,每天6:00~8:00、11:00~13:00、17:00~22:30為一天之中的三個(gè)用電高峰,而其它時(shí)段負(fù)荷很小,僅有公共照明、門禁管理和消防負(fù)荷,因此,學(xué)生公寓負(fù)荷波動(dòng)比較大,且具有很強(qiáng)的規(guī)律性和周期性。

1.3 用電設(shè)施的特點(diǎn)。學(xué)生公寓的用電設(shè)施以照明、風(fēng)扇為主,另有部分收錄機(jī)、電腦用戶,而沒有一般家庭使用的空調(diào)、彩電及其它大功率家用電器。因此,學(xué)生公寓的用電設(shè)施種類不多,且感性負(fù)荷較少,單機(jī)設(shè)備的功率因數(shù)較高。

2 優(yōu)化高校公寓樓供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)的技術(shù)措施

在此,筆者在調(diào)研了某高校學(xué)生公寓樓用電情況和原有供配電設(shè)計(jì)圖紙的基礎(chǔ)上,提出了在學(xué)生公寓樓中如何優(yōu)化供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)的技術(shù)措施,做到降低基本投資,節(jié)約電能,具體措施如下:

(1)合理規(guī)劃變電所的位置,提高變壓器的負(fù)荷率。在校園總體供電規(guī)劃時(shí),在變電所供電半徑允許條件下,可以考慮將學(xué)生公寓等用電與行政辦公樓等用電混合供電、合用一個(gè)變電所,這樣可利用師生用電峰值的不同時(shí)段,做到削峰填谷,提高變壓器的負(fù)載率,減少變壓器的線損和鐵損,實(shí)現(xiàn)變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行而節(jié)約電能。

(2)科學(xué)合理地確定需要系數(shù)值。建筑電氣設(shè)計(jì)中用電負(fù)荷的計(jì)算常用需要系數(shù)法,需要系數(shù)法雖然計(jì)算簡(jiǎn)便,但因需要系數(shù)值Kx涉及到地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、生活習(xí)慣以及概率學(xué)、統(tǒng)計(jì)學(xué)等一些學(xué)科的問題,要做到相當(dāng)準(zhǔn)確是有一定困難的。而國(guó)家的一些電氣設(shè)計(jì)規(guī)范對(duì)于需要系數(shù)值Kx的選定也只是一些推薦值,例如《民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》(JGJ/T16-92)第547頁(yè)中對(duì)學(xué)校教學(xué)樓的需要系數(shù)值選定推薦值為0.8～0.9。這樣就使得需要系數(shù)值的選定比較主觀化,帶有很大的不確定性和經(jīng)驗(yàn)成分,從而使計(jì)算出來的用電負(fù)荷偏離實(shí)際情況,造成線路的保護(hù)開關(guān)、線纜以及變壓器容量選擇的失誤,甚至出現(xiàn)一些反?，F(xiàn)象。

因此在設(shè)計(jì)中利用需要系數(shù)法進(jìn)行用電負(fù)荷計(jì)算時(shí),一方面要深入實(shí)際調(diào)查高校師生員工的用電習(xí)慣,同時(shí)也可以調(diào)研同類院校已建的學(xué)生公寓配電系統(tǒng)運(yùn)行情況,甚至通過現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)電流峰值來分析其選定范圍。另一方面在選定需要系數(shù)值后還要采用其它一些方法,如單位指標(biāo)法等進(jìn)行認(rèn)真地校核所選定值。只有這樣,才能讓需要系統(tǒng)值能夠貼近工程實(shí)際,才能更加合理地選擇各種電氣設(shè)備裝置,主開關(guān)、主干電纜以及變壓器容量等,達(dá)到降低基本投資,節(jié)約有色金屬用量,利于節(jié)能。

(3)對(duì)于大容量以及季節(jié)性強(qiáng)的用電負(fù)荷如空調(diào)設(shè)備,宜采用專用線路供電。隨著生活質(zhì)量的不斷提高,高校內(nèi)的許多學(xué)生公寓都裝設(shè)了空調(diào)。考慮我國(guó)南方天氣的特點(diǎn)以及學(xué)生的暑期放假時(shí)間,空調(diào)的真正利用主要集中于六月份下旬和九月份上旬這段將近一個(gè)月的時(shí)間內(nèi)。例如某一棟六層共84間宿舍單元的學(xué)生公寓,原設(shè)計(jì)圖紙于每間宿舍設(shè)一分配電箱,箱內(nèi)設(shè)有照明、插座、空調(diào)等供電回路,3kW/每間,公寓底層設(shè)總計(jì)量柜,總計(jì)算負(fù)荷和總計(jì)算電流分別為252kW和334A,進(jìn)線開關(guān)整定值為350A,進(jìn)線電纜為YJV-0.6/1KV-4X185。這樣配電設(shè)計(jì)的好處是有利于學(xué)校加強(qiáng)學(xué)生的用電管理,但存在的缺點(diǎn)是空調(diào)與照明混合供電,造成總開關(guān)、總電纜的閑置程度大,從該公寓樓實(shí)際總功率峰值、總電流峰值的測(cè)量情況來看,得出一年內(nèi)大部分月份的實(shí)際功率與電流遠(yuǎn)低于設(shè)計(jì)值,只有在空調(diào)有運(yùn)行的月份才略接近。因此在學(xué)生公寓這類建筑的配電設(shè)計(jì)時(shí),對(duì)于空調(diào)設(shè)備的用電宜采用單獨(dú)供電回路,甚至專用變壓器進(jìn)行供電,這樣在空調(diào)無運(yùn)行的月份內(nèi)可以方便切除線路,提高開關(guān)、電纜、變壓器的利用率,降低損耗。

(4)合理分配用電負(fù)荷,優(yōu)化配電系統(tǒng)。例如調(diào)查某學(xué)生公寓的配電設(shè)計(jì)情況,設(shè)計(jì)人員在該樓一層配電間內(nèi)設(shè)計(jì)了總配電箱ZAL和學(xué)生宿舍用電計(jì)量柜AL,該配電系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是通過上下級(jí)開關(guān)配合,可以對(duì)學(xué)生的用電進(jìn)行統(tǒng)一管理;存在的缺點(diǎn)是負(fù)荷分配不合理,造成配電級(jí)數(shù)的增多,致使選擇的電纜偏大,造成浪費(fèi)。因此對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì),可將配電ZAL箱中的某兩條回路并入AL箱,這只要在AL箱體內(nèi)增加模數(shù)即可。這樣既可以省掉ZAL箱體和1個(gè)塑殼開關(guān)以及AL柜的進(jìn)線電纜,節(jié)約投資,而且滿足對(duì)學(xué)生宿舍供電統(tǒng)一控制的要求。當(dāng)然,各所學(xué)校對(duì)學(xué)生宿舍的管理方式有所不同,這就需要電氣設(shè)計(jì)人員做好與建設(shè)單位的溝通協(xié)調(diào)工作,精心設(shè)計(jì)比較優(yōu)良的供電方案,使其達(dá)到既能合理地分配用電負(fù)荷,降低基本投資,又能滿足不同管理方式的要求。

3結(jié)束語(yǔ)

隨著社會(huì)的發(fā)展,信息化社會(huì)的進(jìn)步,對(duì)于高校學(xué)生公寓樓的電氣設(shè)計(jì)應(yīng)充分給今后智能化、電氣化預(yù)留足夠的用電容量,在低壓配電上應(yīng)使配電系統(tǒng)更安全可靠,在綜合布線上,應(yīng)為將來實(shí)現(xiàn)學(xué)生公寓的智能化的發(fā)展適當(dāng)考慮,當(dāng)然,其設(shè)計(jì)應(yīng)結(jié)合當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展和學(xué)生生活水平實(shí)際狀況,以實(shí)用、安全、適當(dāng)超前的原則為學(xué)生提供方便、舒適的學(xué)習(xí)和生活環(huán)境。