建筑供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)要點(diǎn)

高玉琴

摘 要：建筑供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)的目的，就是要采用一切可能的、恰當(dāng)?shù)募夹g(shù)手段，在數(shù)量上、質(zhì)量上滿足各種用電設(shè)備在正常事故狀況下的不同用電要求，保證供電的安全和可靠，同時(shí)考慮技術(shù)與經(jīng)濟(jì)的統(tǒng)一。為保證電氣設(shè)計(jì)的合理性及系統(tǒng)的安全運(yùn)行，建筑師除了應(yīng)向電氣專業(yè)提供正確的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)資料外，設(shè)計(jì)中更應(yīng)結(jié)合電氣專業(yè)的要求和特點(diǎn)，為設(shè)備、線路的安裝配置及運(yùn)行維護(hù)提供必要的安全空間和通道，選擇恰當(dāng)?shù)奈恢煤拖嗷リP(guān)系，并在建筑結(jié)構(gòu)上采取必要的措施，防止電氣部分與建筑的其他各部分在檢修或事故情況下相互影響。

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

1 前言

建筑供配電系統(tǒng)的安全可靠性是電氣設(shè)計(jì)的出發(fā)點(diǎn)和歸宿。除了保證滿足電氣負(fù)荷要求和做好供配電線路設(shè)計(jì)外，設(shè)計(jì)時(shí)還應(yīng)注意采取措施做好系統(tǒng)的防雷及防雷擊電磁脈沖，并盡量減少高次諧波分量。同時(shí)電氣設(shè)備應(yīng)盡量采用技術(shù)先進(jìn)、可靠性高的產(chǎn)品，以確保電氣工程質(zhì)量，保證其安全可靠性

2 供配電系統(tǒng)的重要性

供配電系統(tǒng)的安全可靠性在電氣設(shè)計(jì)時(shí)是至關(guān)重要的一環(huán)。電力負(fù)荷根據(jù)對(duì)供電可靠性的要求及中斷供電的損失和影響程度分為一級(jí)負(fù)荷、二級(jí)負(fù)荷、三級(jí)負(fù)荷。一類高層建筑的消防控制室、消防水泵、消防電梯、火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警、自動(dòng)滅火系統(tǒng)、應(yīng)急照明等消防設(shè)備為一級(jí)負(fù)荷，還有柴油發(fā)電機(jī)房送風(fēng)機(jī)、專用變電所所用的送、排風(fēng)機(jī)及消防水泵房、消防電梯所用的污水泵等設(shè)備應(yīng)與消防設(shè)備等級(jí)一致。一級(jí)負(fù)荷中特別重要負(fù)荷，除有兩個(gè)電源外，還必須增設(shè)應(yīng)急電源。為保證對(duì)特別重要負(fù)荷的供電，嚴(yán)禁將其他負(fù)荷接入應(yīng)急供電系統(tǒng)。

3 電力負(fù)荷

3.1 負(fù)荷分級(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《民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》。

3.2 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。3）三級(jí)負(fù)荷對(duì)供電無特殊要求，僅保證其正常情況下的用電。

3.3 負(fù)荷分類

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，保證分別計(jì)費(fèi)的可能。

3.4 負(fù)荷計(jì)算

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)、類別，算出各支部的分負(fù)荷，以作為向供電部門申請(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、無功率補(bǔ)償?shù)囊罁?jù)。方案設(shè)計(jì)階段可采用單位指標(biāo)法，在初步設(shè)計(jì)及施工圖設(shè)計(jì)階段，宜采用需要系數(shù)法；對(duì)于住宅，在設(shè)計(jì)的各個(gè)階段均可采用單位指標(biāo)法；電設(shè)備臺(tái)數(shù)較少，各臺(tái)設(shè)備容量相關(guān)懸殊時(shí)，宜采用二項(xiàng)式法。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?、保安?dòng)力、一般照明、重要照明、保安照明六部分進(jìn)行。

4 供電電壓的選擇

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250 kW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10 kV；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。

5 高壓、低壓供配電系統(tǒng)

建筑應(yīng)優(yōu)先考慮從電網(wǎng)取得電源。取用電源線路的回路數(shù)和方式?jīng)Q定于負(fù)荷的等級(jí)，通常應(yīng)與當(dāng)?shù)毓╇姴块T共同商洽，并以協(xié)議的形式予以確定。居住區(qū)的高壓配電，一般按每占地2km2或總建筑面積每4×105m2設(shè)置一個(gè)10kV配電所，以達(dá)到低壓送電半徑在250m左右。 單體建筑面積大，用電負(fù)荷分散的大型民用建筑或超高層建筑、大型建筑群，為使變壓器深入低壓負(fù)荷中心，可設(shè)多臺(tái)變壓器分散配置。在高層建筑中，除底層、地下層外，也可在負(fù)荷相對(duì)集中的中間層、頂層設(shè)置變壓器。 在居住小區(qū)，為使變配電點(diǎn)適當(dāng)分散，減小送電半徑，變壓器單臺(tái)容量不宜大于630 kVA。對(duì)于用電負(fù)荷特別大，供電可靠性要求較高的建筑，在征得供電部門同意后，亦可采用雙電源同時(shí)工作，母線則采用單母線分段接線。

為保證總用電量的準(zhǔn)確計(jì)量，10kV進(jìn)線處應(yīng)加裝專用計(jì)量柜，運(yùn)行中由供電部門加封。由高壓配電室至變壓器，一般采用放射式電纜配電。除與高壓配電室貼鄰的變壓器外，一般應(yīng)在變壓器高壓側(cè)設(shè)隔離開關(guān)，檢修時(shí)將其拉開，形成明顯的斷開點(diǎn)，以確保安全。低壓配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)除滿足負(fù)荷的正常用電外，還應(yīng)考慮在發(fā)生電源故障、變壓器故障、母線故障及線路故障時(shí)，能滿足不同級(jí)別的負(fù)荷對(duì)持續(xù)供電的不同要求，滿足照明和動(dòng)力用電的分別計(jì)算。

6 配變電所

6.1 所址選擇

配變電所的組成一般包括：高壓配電室、電容器室、變壓器室、低壓配電室、控制室、工具材料室、檢修場(chǎng)地、夜班休息室等，具體工程中可按需要組合。在采用不帶可燃油的高、低壓配電裝置和非油浸電力變壓器及非可燃性油電容器時(shí)，只要具有不低于規(guī)范要求的防護(hù)外殼，允許將其設(shè)在同一房間內(nèi)，配變電室的組成將更趨簡(jiǎn)化。配變電所應(yīng)靠近負(fù)荷中心，進(jìn)出線方便，為避免配電線路的迂回應(yīng)盡量靠近電氣豎井和建筑接近電源進(jìn)線的一側(cè)。高層建筑的配變電所宜設(shè)在負(fù)荷較集中的地下層或首層，當(dāng)建筑高度超過100m，也可在高層區(qū)的避難層或上技術(shù)層設(shè)置變電所。

6.2 對(duì)土建專業(yè)的要求

可燃油浸電力變壓器室的耐火等級(jí)應(yīng)為一級(jí)。非燃或難燃介質(zhì)電力變壓器室、高壓配電室和高壓電容器室的耐火等級(jí)不應(yīng)低于二級(jí)。低壓配電室和低壓電容器室的耐火等級(jí)不應(yīng)低于三級(jí)。長(zhǎng)度大于8m的配電室應(yīng)設(shè)兩個(gè)出口，并盡量布置在配電室的兩端。若兩個(gè)出口距離超過60m，還應(yīng)增設(shè)出口。門的高、寬尺寸應(yīng)比最大不可拆卸件的高、寬各加大0.3 m。

參考文獻(xiàn)：

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