對民用建筑供電系統(tǒng)設計的問題探討

史學偉

摘要：當前，民用建筑發(fā)展迅猛。建筑必須有一個完善的、安全的、可靠的供電系統(tǒng)作保證。本文對民用建筑供電電源、配電室的選擇、負荷、配電系統(tǒng)設計等問題做以分析探討。

關鍵詞： 供電電源 應急電源 配電室 接線形式

Abstract: currently, the civil construction is developing rapidly. Building must have a perfect, safe and reliable power supply system guarantee. In this paper, the civil building the power supply, selection of supply, load, electrical system design by analysis such as discussed.

Key words: the power supply emergency power supply connection form

中圖分類號：S611文獻標識碼：A 文章編號：

一、供電電源

在建筑工程設計的方案或初步設計階段，一般需要按工程（或稱之為用戶、用電單位）的重要性確定其用電負荷的等級、供電電源的數(shù)量及是否設應急電源。

根據(jù)《供配電系統(tǒng)設計規(guī)范》GB50052-95第2.0.2條、3.0.1條等相關條文的規(guī)定：“一級負荷應由兩個電源供電”“一級負荷中特別重要的負荷，除由兩個電源供電外，尚應增設應急電源”，也就是說特別重要負荷需要三個電源供電，一般的作法是在已有兩路高壓市電的情況下，再設自備電源。白備電源一般是采用柴油發(fā)電機組或整流逆變裝置(簡稱EPS)電源等等。

上述規(guī)范的3.0.3條指出“除一級負荷中特別重要負荷外，不應按一個電源系統(tǒng)檢修或故障的同時另一電源又發(fā)生故障進行設計”。即對一級負荷而言，兩個電源(一個電源故障時另一個電源不能同時損壞)供電就可以了，不必設第三電源。目前的實際作法，往往是根據(jù)供電部門的要求，在已有兩路高壓市電的情況下，再設置柴油發(fā)電機組，原因是認為兩路高壓市電并非兩個“獨立”(不能同時損壞的)電源，提高了一級負荷用戶電源的可靠性。

上述規(guī)范第2.0.6條的條文解釋中指出，“對二級負荷，由于其停電造成的損失較大，其包括的范圍也比一級負荷廣”。工程設計時，應根據(jù)供電系統(tǒng)的停電幾率，停電帶來的損失，電源條件，供電系統(tǒng)各方案所需投資等諸多因素綜合考慮。二級負荷設備的供電有多種可選擇的方案，工程設計者應盡量選擇安全可靠、經(jīng)濟合理的方案?！坝袟l件時采用雙電源供電”。三級負荷雖然對供電的可靠性要求不高，只需一路電源供電。但在工程設計時，也要盡量使供電系統(tǒng)簡單，配電級數(shù)少，易管理維護。

二、自備(應急)電源設計的問題探討

1.自備(應急)電源容量的確定

自備(應急)電源的容量應同時考慮如下問題：滿足由它提供電源的全部用電設備的計算容量；應急柴油發(fā)電機組的額定容量應是額定環(huán)境條件下連續(xù)運行12小時的標定容量，當環(huán)境條件不是產(chǎn)品規(guī)定的條件時，需考慮環(huán)境的影響，并按所需容量留有裕量。滿足由它供電的單臺容量最大的電動機的啟動要求。

2.應急柴油發(fā)電機組臺數(shù)的確定問題

2.1由于柴油發(fā)電機組是第二電源或第三電源，就不必為它再設“備用”，也就是說一個工程可以只設一臺。如果容量過大，可以設兩臺，這兩臺可并聯(lián)運行，并考慮可互為備用。但必須注意嚴禁將自備電源與市電并網(wǎng)，以免在市電網(wǎng)故障時同時拖垮柴油發(fā)電機組。

2.2柴油發(fā)電機組的單臺容量不宜大于1000kW。

2.3一般情況下在一個變電所內，柴油發(fā)電機組的臺數(shù)不宜多于兩臺，見JGJ／T16-92第6．1．2．1條。即在一個變電所內的總容量一般不超過2000kW。當工程規(guī)模特別大，變壓器總安裝容量在15000kVA以上，且柴油發(fā)電機總容量必須超過2000kW時，變電所也就不止一處(否則低壓供電半徑會很大，變壓器未深入負荷中心)，則柴油發(fā)電機組的設置可隨變電所的增多而增多，可不止一處，仍可做到一處不多于兩臺，每臺不大于1000kW，使柴油發(fā)電機組的供電范圍和供電半徑適當。

3.根據(jù)用戶和用電設備的負荷等級，確定變電所內高，低壓配電系統(tǒng)主結線形式

3.1高壓供電系統(tǒng)的形式：

3.1.1僅一路高壓電源供電，適用于三級負荷見圖1；

圖1一路高壓供電

無一級及特別重要負荷時，為滿足二級負荷設備的供電要求，也可只采用一路高壓供電?；蛘卟捎靡宦犯邏?，并設自備柴油發(fā)電機組的方案。而有條件采用兩路高壓供電時，高壓供電系統(tǒng)可采用一用一備自動互投到一段高壓母線上的結線形式。此方案高壓柜臺數(shù)少，占房間面積小，也能滿足二、三級負荷的供電可靠性要求。

3.1.2對一級負荷設備供電，一般采用兩路高壓電源單母線分段系統(tǒng)，兩段母線間設聯(lián)絡開關，分列同時運行，互為備用的形式。

當兩段母線中的任意一段母線上的變壓器均可供該工程的全部一、二級負荷時，兩段高壓母線間也可不設聯(lián)絡開關。此方案也適用于僅有二、三級負荷的大容量用戶。

轉貼3.1.3為特別重要負荷供電，需要三個電源，可采用兩路高壓市電加自備電源，也可采用三路高壓電源，采用三路高壓電源的高壓主結線有多種形式，可采用兩用一備的形式。也可采用三段母線分列同時運行，互為備用的形式。

3.1.4 特殊情況下，特別重要用戶采用四路高壓電源供電，例如國家大劇院等工程。

3.2低壓配電系統(tǒng)也可以典型化，以兩路高壓電源、兩臺變壓器為例，對一級負荷和二級負荷供電，采用單母線分段，中間設聯(lián)絡開關，手動或自動投入。一級負荷由兩段母線分別引出回路到末端互投。值得注意的是為一級負荷供電的兩個電源回路，必須是由兩路高壓市電供電的兩臺變壓器的低壓側分別引來，或由一路市電一路自備電源，有些設計者常常忽略這一點，誤將末端互投的兩個回路引自同一個電源，有的是從同一臺變壓器的同一段低壓母線上引出，有的甚至從同一個低壓配電箱引出，這樣不能滿足一級負荷的供電可靠性要求，這個問題需特別注意。

三、民用建筑配電室設計

GB5003－94《10kv及以下變電所設計規(guī)范》的規(guī)定，民用建筑的總配電室或總配電箱間宜選在地下層或一層，這樣進，出線方便，且便于運行維護。

低壓配電室內布置的配電屏，其屏前屏后的通道最小寬度應按GB50053－94規(guī)定設計，并考慮相關的問題，如：配電室的高度、耐火等級，以及門向外開設，房間長度超過7m的應設兩個出口等問題。

四、配電系統(tǒng)設計

1.建筑的負荷分級

一級負荷：消防用電設備，應急照明，消防電梯；二級負荷：客用電梯，供水系統(tǒng)，公用照明；三級負荷：居民用電等其它。

2.配電系統(tǒng)負荷問題

因為建筑存在著一級或二級負荷，因此特別是對高層建筑配電系統(tǒng)的供電電源應有兩個獨立的回路供電或采用一條回路電源和備用電源（發(fā)電機）供電。

住宅中只有一級和二級負荷才用雙電源供電，設計系統(tǒng)時應注意。每個住宅單元應設宅配電總箱、樓層電表箱和住戶配電箱，樓層電表箱與住戶配電箱應分開設置。公用走廊、樓梯間照明負荷應單獨設公用電表計量。住宅電能計量系統(tǒng)應采用總線式集中抄表或自動抄表系統(tǒng)，以便物業(yè)管理。

住戶配電箱應設照明回路和一般電源插座回路、廚房插座回路、衛(wèi)生間插座回路、空調插座回路。除照明回路導線截面選擇外，其余回路導線截面選擇參照前面所述的電纜截面選擇。

住宅配電線路應設短路保護、過負荷保護、接地保護以及漏電保護。為了防止電源電壓波動對家用電器的影響，宜在住戶配電箱內裝設浪涌抑制保護裝置，住宅室內配線宜用PVC管暗敷。

3.建筑的保護接地系統(tǒng)、等電位聯(lián)結、接地保護的設定

3.1高層建筑若是城市公用變壓器供電，低壓配電系統(tǒng)保護接地形式應采用TT接地系統(tǒng)，且設專用保護線。若是住宅小區(qū)或單位內變壓器供電，低壓配電系統(tǒng)保護接地形式應采用TN－S形式。

3.2等電位聯(lián)結是使電氣裝置各外露可導電部分和裝置外可導電部分電位基本相等的一種電氣聯(lián)結。等電位聯(lián)結的作用，在于降低接觸電壓，以保障人員安全。

按GB50054－95《低壓配電設計規(guī)范》規(guī)定，采用接地故障保護時，在建筑物內應作總等電位聯(lián)結。而當電氣裝置或其某一部分的接地故障保護不能滿足規(guī)定要求時，尚應在局部范圍內做局部等電位聯(lián)結。因此高層建筑住宅中的浴室、衛(wèi)生間、廚房等應做局部等電位聯(lián)結。