關(guān)于民用建筑供配電設(shè)計(jì)的探析

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。

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