工業(yè)建筑供配電工程設(shè)計(jì)研究

田立軍

【摘 要】隨著現(xiàn)代信息技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)代工業(yè)建筑中，供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)的合理性直接影響到各個(gè)工序的安全施工，其系統(tǒng)設(shè)計(jì)對(duì)工業(yè)建筑施工效率、質(zhì)量及安全有決定性作用。合理的配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)是順利施工的保障。

【Abstract】With the development of modern information technology， in modern industrial building， the rationality of the distribution system directly affects the construction safety of each step， the system design has a decisive effect on industrial construction efficiency， quality and safety. Reasonable distribution system design is the guarantee of smooth construction .

【關(guān)鍵詞】工業(yè)建筑；供配電；工程設(shè)計(jì)

【Keywords】industrial building； power supply and distribution； engineering design

【中圖分類(lèi)號(hào)】TU113.6+63 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A 【文章編號(hào)】1673-1069（2017）04-0164-02

1 概述供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)內(nèi)涵

對(duì)于電力系統(tǒng)而言，供配電系統(tǒng)主要包含兩部分，即用戶變電與區(qū)域變電站兩種形式，其主要與電力系統(tǒng)中的電能發(fā)、輸、配及用及配用兩個(gè)環(huán)節(jié)，同時(shí)在運(yùn)行要求及特點(diǎn)上，與電力系統(tǒng)必須保持一致。由于工業(yè)建筑供配電系統(tǒng)，配電使用者及其用電設(shè)備是其主要對(duì)象，因此安全性能的好壞是非常重要的。在工業(yè)建筑供配電系統(tǒng)中，一般在流動(dòng)方向上，功率是單向的，即從電源端向用戶端流動(dòng)，其目的主要是通過(guò)合理的分配與降壓手段，將電力系統(tǒng)中的電能轉(zhuǎn)換為用戶用電設(shè)備所需的電能，滿足用戶生產(chǎn)及生活需求。根據(jù)目前工業(yè)建筑供配電系統(tǒng)現(xiàn)狀，通常情況下，其電壓一般為110kV或以下，因此在供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，要根據(jù)實(shí)際用電量、負(fù)荷性質(zhì)，抑或周邊區(qū)域供電情況合理制定設(shè)計(jì)方案。此外，還要確保制定的設(shè)計(jì)方案不但可以滿足目前供配電系統(tǒng)運(yùn)行需求，還要從長(zhǎng)遠(yuǎn)角度來(lái)考慮，確保其有良好的發(fā)展前景。

2 工業(yè)建筑供配電工程系統(tǒng)設(shè)計(jì)的主要原則

2.1 安全性

在對(duì)工業(yè)建筑供配電線路布線控制過(guò)程中，依照建筑性質(zhì)、要求、用電設(shè)備分布及其周邊環(huán)境等因素，堅(jiān)持安全及節(jié)約的原則，一般在建筑工程低壓供配電設(shè)計(jì)中，城區(qū)高層建筑、郊區(qū)別墅樓盤(pán)或地層建筑群等的低壓配電方式等通常采用分區(qū)樹(shù)干式方式，此外，城市路邊照明供配電系統(tǒng)中，每個(gè)燈桿內(nèi)部從燈芯到燈桿角的連接方式及其干線接駁方式也會(huì)采用樹(shù)干式配電模式。在干線首端安裝的短路保護(hù)器對(duì)分支線長(zhǎng)度有一定的保護(hù)作用，也就是怎樣確定安全長(zhǎng)度值，在具體實(shí)踐工作中，這一問(wèn)題值得設(shè)計(jì)人員深入研究。[1]

2.2 可靠性

對(duì)于工業(yè)建筑電氣設(shè)計(jì)而言，供配電系統(tǒng)的安全與可靠性是十分關(guān)鍵的。工業(yè)建筑中的消防控制室、水泵、電梯、火災(zāi)報(bào)警器、自動(dòng)滅火系統(tǒng)及應(yīng)急照明等設(shè)備負(fù)荷為一級(jí)，同時(shí)柴油發(fā)電機(jī)房的送風(fēng)機(jī)、專用變電所排送風(fēng)機(jī)、消防水泵、電梯等的污水泵等設(shè)備負(fù)荷也要與消防設(shè)備保持一致，為一級(jí)，這在電氣負(fù)荷中是最重要的。在實(shí)際運(yùn)行中，除了對(duì)其配備兩個(gè)電源外，相應(yīng)的應(yīng)急電源也是必不可少的，究其原因在于在特殊情況下，應(yīng)急電源能夠滿足一級(jí)負(fù)荷設(shè)備供電需求，所以嚴(yán)禁在應(yīng)急電源中介入其他電氣負(fù)荷。在實(shí)際設(shè)計(jì)中，柴油發(fā)電機(jī)組與EPS應(yīng)急電源是最為常用的。

2.3 合理性

在工業(yè)建筑供配電系統(tǒng)運(yùn)行中，合系統(tǒng)設(shè)計(jì)是否合理，直接影響到電氣的節(jié)能效果，而企業(yè)對(duì)用電量的評(píng)估決定了供電方案是否合理。對(duì)于工業(yè)建筑而言，配電系統(tǒng)是否合理更是非常重要。在配電設(shè)計(jì)中，要縮減配電級(jí)數(shù)，確保配電路徑設(shè)計(jì)的科學(xué)性。配電級(jí)數(shù)總量會(huì)影響到上下級(jí)配合情況，還會(huì)促使元器件數(shù)量增加，導(dǎo)致故障率提高，同時(shí)放大了配電線纜。而線纜的加長(zhǎng)及供電質(zhì)量等問(wèn)題，都與配電路徑的合理性緊密相連。配電路徑的不科學(xué)，主要是由配電間位置不合理引起的，因此在配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，要及時(shí)優(yōu)化配電系統(tǒng)位置，確保其節(jié)能效果得到充分發(fā)揮。[2]

2.4 節(jié)能性

在實(shí)際設(shè)計(jì)中，為了實(shí)現(xiàn)變壓器的節(jié)能目的，必須要綜合考慮投資、年耗電量等各類(lèi)因素。經(jīng)過(guò)大量實(shí)踐表明，配電變壓器經(jīng)濟(jì)合理，根據(jù)配電變壓器投資回收年限，合理確定變壓器選型與設(shè)計(jì)型號(hào)。通常情況下，通過(guò)獲得變壓器投資費(fèi)用與年耗電電費(fèi)等價(jià)差來(lái)獲得。

3 工業(yè)建筑供配電系統(tǒng)具體設(shè)計(jì)流程

3.1 變配電所設(shè)計(jì)

在工業(yè)建筑供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，供電中樞及其變配電所具有非常重要的作用，其設(shè)計(jì)主要包含以下幾方面內(nèi)容：①計(jì)算變配電所負(fù)荷及其無(wú)功功率補(bǔ)償，以此確定無(wú)功補(bǔ)償?shù)膶?shí)際容量；②建筑高度比較高，且容量負(fù)荷不夠集中情況下，經(jīng)過(guò)技術(shù)檢驗(yàn)后可以在變配電所周邊進(jìn)行分散布置；③合理負(fù)荷分級(jí)，也就是要分局參考變配電所供電負(fù)荷品質(zhì)及其可靠性等要求。在工業(yè)建筑中，變配電所是配電工程設(shè)計(jì)中非常關(guān)鍵的部分，所以必須要重視變配電所設(shè)計(jì)，在此基礎(chǔ)上確保建筑供電系統(tǒng)運(yùn)行的安全、可靠及完整性，以此為社會(huì)經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

3.2 選址及布置

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，現(xiàn)代建筑的大、高建筑特點(diǎn)日益突出，維護(hù)更加方便，有色金屬投資也降低了。在建筑管理、調(diào)度等方面，用電負(fù)荷比較集中，變配電電能節(jié)約率提高，能夠有效降低大量輸配電電纜及電線的應(yīng)用。因此在實(shí)際工作中，要從安全運(yùn)行的角度出發(fā)，合理選擇變配電所位置，確保其經(jīng)濟(jì)性能。一般，在選擇變配電所位置時(shí)，必須要堅(jiān)持以下原則：①臨近負(fù)荷中心，出入線方便，與電源側(cè)相近；②有劇烈振動(dòng)或高溫場(chǎng)所不適宜設(shè)置；③灰塵多、有水霧或腐蝕性其他等場(chǎng)所也不應(yīng)設(shè)置，實(shí)在沒(méi)辦法的話也要避開(kāi)污染源下風(fēng)側(cè)；④廁所或其他積水場(chǎng)所正下方或貼鄰區(qū)域也不應(yīng)設(shè)置；⑤爆炸危險(xiǎn)場(chǎng)所內(nèi)也不應(yīng)設(shè)置，以免引起重大安全事故，同時(shí)存在火災(zāi)危險(xiǎn)隱患的正上或下方，也不應(yīng)設(shè)置；⑥變配電所建筑是獨(dú)立存在的，不能在地勢(shì)低洼或可能積水的場(chǎng)所進(jìn)行設(shè)置；⑦高層建筑地下室設(shè)置時(shí)，要在通風(fēng)、散熱好的場(chǎng)所設(shè)置變配電所。

3.3 變配電所形式

在實(shí)際運(yùn)行中，要綜合考慮用電負(fù)荷情況及其周邊環(huán)境確定變配電所形式，要滿足以下要求。①高層或大型民用建筑中，適宜選用室內(nèi)或戶內(nèi)成套變配電所；②城市大中居民區(qū)，適宜選用獨(dú)立或內(nèi)外附變電所，甚至條件允許時(shí)也可選用成套；③部分中小城鎮(zhèn)居民區(qū)或工廠，在環(huán)境允許情況下，變壓器容量不超過(guò)350kV，變電所適宜設(shè)為桿上或高臺(tái)式；④車(chē)間或站房負(fù)荷較大時(shí)，變電所適宜設(shè)為附設(shè)或半露天形的；⑤在負(fù)荷大的多跨廠房，廠房中部為負(fù)荷中心，且環(huán)境允許，就可選用車(chē)間內(nèi)或組合式成套變配電所。

3.4 信息建模

在高層建筑變配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)人員在充分利用計(jì)算機(jī)的同時(shí)，也會(huì)遇到一些客觀問(wèn)題，雖然通過(guò)相關(guān)輔助軟件設(shè)計(jì)出圖紙的特殊圖形符號(hào)，但由于其自身不具備工程信息，比如設(shè)計(jì)中的保護(hù)開(kāi)關(guān)，一般只給出開(kāi)關(guān)名稱及型號(hào)，但具體的工程信息如供接線、安裝、額定電力及尺寸等不完整，使得設(shè)計(jì)階段信息流失、表達(dá)模糊、不能共享及重復(fù)勞動(dòng)等問(wèn)題不斷出現(xiàn)。根據(jù)建筑變配電工程系統(tǒng)設(shè)計(jì)，利用面向?qū)ο蟮募夹g(shù)，引入信息化建模，在設(shè)計(jì)中構(gòu)建繪圖、信息管理及分析等步驟中是十分必要的，還能夠促進(jìn)建筑變配電工程實(shí)現(xiàn)智能化設(shè)計(jì)目標(biāo)，設(shè)計(jì)質(zhì)量得到提高，促進(jìn)工程信息管理更加規(guī)范化。

綜上所述，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，現(xiàn)代工業(yè)建筑供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)提出新的要求，只有綜合考慮各類(lèi)因素，才能確保配電系統(tǒng)的優(yōu)質(zhì)性，配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)的成功主要表現(xiàn)為系統(tǒng)安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)、節(jié)能及美觀等方面的和諧統(tǒng)一。

【參考文獻(xiàn)】

【1】張帆.淺析民用建筑中的配電工程設(shè)計(jì)[J].建材與裝飾，2016（45）：217-218.

【2】孫鴻鑫.高層建筑電氣工程供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析[J].山東工業(yè)技術(shù)，2016（08）：119-120.