智能建筑群中電氣供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)的問題及解決方法

杜文瀾

（中國航空規(guī)劃設(shè)計(jì)研究總院有限公司）

1 引言

在電能傳輸?shù)倪^程當(dāng)中，其主要是高壓輸電、低壓配電、用電設(shè)備等幾個部分構(gòu)成。當(dāng)前的情況是，國內(nèi)較大型建筑或遠(yuǎn)程的輸配電工作都是由10kV設(shè)備來進(jìn)行的。特別是在社會的發(fā)展過程中，建筑群越來越多，智能建筑群的概念也被提出，在智能建筑群中電力傳輸過程中，首先由高壓轉(zhuǎn)變?yōu)?0kV電壓，之后再由電線網(wǎng)絡(luò)傳輸至各終端。然后，會再次轉(zhuǎn)變?yōu)榈蛪弘?，由日常設(shè)備所使用，即供給廣大電力客戶。所以說，供配電系統(tǒng)十分重要，不僅可維持人們的正常生活，更會對其生活質(zhì)量產(chǎn)生很大的影響。在科技不斷進(jìn)步的前提下，各種新技術(shù)不斷涌現(xiàn)，信息技術(shù)也逐漸被廣泛應(yīng)用于電力系統(tǒng)內(nèi)，電氣自動化技術(shù)對智能建筑群中供配電系統(tǒng)中某些問題也起到一定的改善作用，提升了輸電質(zhì)量。

2 智能建筑群中配電供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)的重要意義

在目前的現(xiàn)狀下，供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)日益受到了較多的關(guān)注。對于智能建筑群中的建筑設(shè)計(jì)來說，供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)占據(jù)了其中很關(guān)鍵的部分。從系統(tǒng)構(gòu)成的角度講，供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)總體上應(yīng)當(dāng)包含配電供電、系統(tǒng)接地、火災(zāi)報警與其他部分。因此可以得知，智能建筑群中配電供電系統(tǒng)設(shè)有多層次的分系統(tǒng)，配電供電運(yùn)行也直接關(guān)乎整個系統(tǒng)的安全。作為設(shè)計(jì)人員來講，應(yīng)當(dāng)將設(shè)計(jì)的關(guān)注點(diǎn)集中于供電與配電設(shè)計(jì)，因地制宜選擇與之相適應(yīng)的供電與配電設(shè)計(jì)模式。供配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)涉及到多種多樣的系統(tǒng)運(yùn)行故障，如果要著眼于消除各類故障，那么核心措施就應(yīng)當(dāng)在于實(shí)現(xiàn)全方位的供配電系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)。通常來講，關(guān)于配電供電系統(tǒng)有必要緊密結(jié)合該系統(tǒng)具備的核心性，并進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)計(jì)，從而確保其能夠真正符合配電供電的實(shí)效性以及安全性[1]。與此同時，針對智能建筑群中配電供電的整個運(yùn)行流程都要保證安全性，從而全面杜絕某些潛在性的系統(tǒng)運(yùn)行威脅。

3 智能建筑群中電氣供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的常見問題

3.1 缺乏有效的監(jiān)測手段

在智能建筑群中電氣供配電系統(tǒng)進(jìn)行電能的輸送配置過程中，配電工作一定要嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)來進(jìn)行。在大型的建筑中，耗電量通常很大，因此，在進(jìn)行配電時，要經(jīng)過嚴(yán)格的監(jiān)測試用才能進(jìn)行實(shí)際操作。電氣運(yùn)維人員必須要對變壓器及相關(guān)的電氣設(shè)備進(jìn)行定期的嚴(yán)格檢修維護(hù)，將事故隱患及時發(fā)現(xiàn)并消除，保證整個系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定運(yùn)行。

3.2 配電設(shè)備配置不足

在智能建筑群的建設(shè)過程中，施工方為獲取最大利益，就會想方設(shè)法節(jié)約資金。配電設(shè)備使用的機(jī)型等就相對落后。落后的設(shè)備雖然節(jié)約了建設(shè)資金，但在將來運(yùn)行過程中，由于技術(shù)的落后，線損高，往往會產(chǎn)生更多的電能損耗，還會增加安全隱患。在用電負(fù)荷日益增加的情況下，甚至?xí)龤щ娔鼙怼＞嚯x較遠(yuǎn)的地方也無法保證正常供電，若供電區(qū)域內(nèi)沒有智能開關(guān)的設(shè)置，也會使得電能的使用率降低。

3.3 用電量標(biāo)準(zhǔn)不一致

因?yàn)樵诟鞯氐挠秒娪?jì)量方式并沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，所以無法用標(biāo)準(zhǔn)來衡量各區(qū)域。用電量的標(biāo)準(zhǔn)在各場所也不盡相同。因此，在實(shí)際情況中，務(wù)必要結(jié)合當(dāng)?shù)厍闆r來進(jìn)行供電方案設(shè)計(jì)。一般情況下，諸如醫(yī)院、工廠等地，耗電量速度快、總量大，大型供電設(shè)備應(yīng)用在此較為適宜；在一般居民樓等區(qū)域，采用普通供電計(jì)量方式即可。在不同的用電需求情況下，針對性采取供電計(jì)量方式，可節(jié)約電能成本，提升供電質(zhì)量。

4 智能建筑群中電氣供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)的常見問題及解決方法

4.1 配電設(shè)備應(yīng)嚴(yán)格按標(biāo)準(zhǔn)配備

在智能建筑群中進(jìn)行配電變壓器的選擇時，其安裝容量不應(yīng)隨意設(shè)置，而是要根據(jù)實(shí)際情況，按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)負(fù)荷配置系數(shù)進(jìn)行選擇。配電變壓器的容量不應(yīng)過大，其供電半徑也應(yīng)控制在合理的范圍之內(nèi)。

在安裝配電變壓器之前，應(yīng)對建筑面積、所在位置等進(jìn)行詳細(xì)調(diào)查，并將用電負(fù)荷類別進(jìn)行清晰區(qū)分界定；

整體的供電方案要統(tǒng)一確定，且根據(jù)不同的情況，可以將分期開發(fā)的規(guī)模、區(qū)域等具體再進(jìn)行劃分；

提升配電設(shè)備的質(zhì)量與運(yùn)行可靠性，還應(yīng)規(guī)范配電設(shè)備，采用統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。對于戶外設(shè)備，應(yīng)全部采用絕緣材料、全封閉型材，才能從根本上杜絕安全隱患。確保變壓器的合理選擇和配置的方法如下：變壓器功率損耗是影響供配電系統(tǒng)能耗的重要因素，在實(shí)踐設(shè)計(jì)中可通過降低有功損耗、提高負(fù)載率以及選擇容量較大的變壓器這三種方式實(shí)現(xiàn)變壓器節(jié)能目標(biāo)。如變壓器選擇時以SCB13及以上系列為首選，負(fù)載率以75%～85%為宜，同時注意運(yùn)行方式的合理優(yōu)化。

4.2 應(yīng)對監(jiān)測手段進(jìn)行升級與改善

1）應(yīng)將配變電實(shí)時監(jiān)測裝置進(jìn)行推廣安裝，因?yàn)榇伺e可幫助實(shí)現(xiàn)長期的實(shí)時負(fù)荷監(jiān)測分析，還有助于掌握配備電壓異常情況，另外還能實(shí)時掌握配備過載、負(fù)荷曲線等情況；

2）電力監(jiān)控系統(tǒng)可幫助實(shí)現(xiàn)整體配電系統(tǒng)的安全可靠性，主要靠其所控制的硬件系統(tǒng)模塊化來進(jìn)行；

3）對小區(qū)采取總線方式來進(jìn)行負(fù)荷的統(tǒng)計(jì)與分析工作，可將工程費(fèi)用、線纜成本降低?？偩€方式可對小區(qū)的開關(guān)量進(jìn)行監(jiān)控，還能監(jiān)控動力的電流模擬量，此外照明、空調(diào)狀態(tài)等也可監(jiān)控，層照明配電箱、層空調(diào)都在監(jiān)控范圍之下。進(jìn)行了供配電系統(tǒng)監(jiān)測手段的升級與改善之后，不僅可減輕相關(guān)管理部門的工作量，還能將供電等級進(jìn)行提升，供電可靠性進(jìn)行提升，節(jié)能效益增加。

4.3 應(yīng)將低壓配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)進(jìn)一步的優(yōu)化

在進(jìn)行智能建筑群中低壓配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)時，還應(yīng)從下面兩方進(jìn)行重點(diǎn)優(yōu)化：

1）做好設(shè)計(jì)方案與用戶之間的協(xié)調(diào)工作

從設(shè)計(jì)人員進(jìn)行初步設(shè)計(jì)時，就應(yīng)把主管人員、管理部門之間的關(guān)系處理好，并且設(shè)計(jì)方案與用戶之間的關(guān)系也要處理好。這些都要求設(shè)計(jì)人員除了能夠?qū)⑾嚓P(guān)工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范掌握運(yùn)用好之外，還應(yīng)對外界因素有良好的應(yīng)變能力，可將各類矛盾、沖突化解，只有如此，才能將設(shè)計(jì)工作順利進(jìn)行下去，并實(shí)現(xiàn)最優(yōu)設(shè)計(jì)方案的實(shí)施[2]。

2）處理好計(jì)費(fèi)問題

在各類計(jì)費(fèi)的問題面前，應(yīng)將各類負(fù)荷的實(shí)際情況進(jìn)行充分的考慮。在收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)不同的情況下，應(yīng)對各類數(shù)據(jù)進(jìn)行認(rèn)真的分析、整理，并存檔。工程要求作為主要的參考依據(jù)，來進(jìn)行同類負(fù)荷的歸并。集中收費(fèi)方式是一種不錯的處理方案，可大力推廣。設(shè)計(jì)人員應(yīng)與業(yè)主及供電部門進(jìn)行充分的溝通與交流，最終將優(yōu)化之后的方案設(shè)計(jì)出來。此舉既能保證雙方經(jīng)濟(jì)利益，又能發(fā)現(xiàn)問題及不足并及時進(jìn)行整改，保證設(shè)計(jì)的最優(yōu)。

3）確保無功補(bǔ)償策略選擇的合理性

無功功率占有供配電設(shè)備的很大一部分容量，因此采用無功補(bǔ)償技術(shù)提升供配電系統(tǒng)的功率因數(shù)，是常用的電氣節(jié)能技術(shù)。實(shí)踐設(shè)計(jì)中應(yīng)按照“分級補(bǔ)償，就地平衡”的原則合理配置無功補(bǔ)償，具體配置原則概括如下：

①總體平衡與局部平衡相結(jié)合，以局部為主；

②電力部門補(bǔ)償與用戶補(bǔ)償相結(jié)合；

③分散補(bǔ)償與集中補(bǔ)償相結(jié)合，以分散為主；④降損與調(diào)壓相結(jié)合，以降損為主。

故筆者在某智能建筑群的設(shè)計(jì)實(shí)例中，就變壓器節(jié)能進(jìn)行重點(diǎn)探討。該工程包括智能住宅小區(qū)、大型綜合智能辦公樓等，總建筑面積約15.52萬m2，原設(shè)計(jì)因經(jīng)驗(yàn)不足將整體裝機(jī)容量確定為14000kVA，后發(fā)現(xiàn)該裝機(jī)容量與實(shí)際運(yùn)行負(fù)荷間存在較大差異，增加設(shè)備前期投資。經(jīng)重新核定后將裝機(jī)容量調(diào)整至9000kVA。根據(jù)相關(guān)規(guī)范，按照變配電室相關(guān)技術(shù)要求建設(shè)1座10kV總開關(guān)站和2座10kV/0.4kV變配電所（住宅用電設(shè)1座共用變配電所，辦公及公共用電設(shè)1座專用變配電所），每個變配電所根據(jù)實(shí)際用電情況合理設(shè)置若干臺干式變壓器。為達(dá)到節(jié)能降耗目的，變壓器選用SCB13系列產(chǎn)品，并選用滿足現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《三相配電變壓器能效限定值及能效等級》GB20052中的節(jié)能評價值要求的產(chǎn)品。根據(jù)用電負(fù)荷的情況，合理選定變壓器的技術(shù)參數(shù)和臺數(shù)，確定變壓器運(yùn)行方案，從而有效保證所選變壓器處于經(jīng)濟(jì)運(yùn)行狀態(tài)，最終實(shí)現(xiàn)供配電系統(tǒng)的最大效益。

5 結(jié)語

電氣設(shè)計(jì)人員須在設(shè)計(jì)過程中仔細(xì)認(rèn)真，熟練掌握供配電系統(tǒng)的基本設(shè)計(jì)方案、設(shè)計(jì)要求。我國經(jīng)濟(jì)騰飛，科技發(fā)展，電力系統(tǒng)已產(chǎn)生了巨大的進(jìn)步。本文通過對智能建筑群中電氣供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)中常見問題的分析與研究，得出了一些有實(shí)用性的解決方法，在節(jié)約能源的同時，為我國的健康可持續(xù)發(fā)展提供了有利保障。