建筑電氣設(shè)計(jì)中低壓供配電系統(tǒng)的可靠性研究

文/徐旭 北京中元工程設(shè)計(jì)顧問有限公司 浙江寧波 315000

多年來，廣大工程技術(shù)人員在低壓配電系統(tǒng)可靠性領(lǐng)域進(jìn)行大量的優(yōu)化研究工作，并取得豐碩的成果，有力促進(jìn)低壓配電可靠性技術(shù)的創(chuàng)新和發(fā)展。低壓配電系統(tǒng)的可靠性是設(shè)計(jì)工作中經(jīng)常談及的主題。本文通過以下方面的技術(shù)措施在一定程度上可提高配電系統(tǒng)的可靠性。

1、低壓電器供配電系統(tǒng)的簡(jiǎn)述

從實(shí)際情況來看，低壓電器供配電設(shè)備包含的類型眾多，分別為發(fā)電設(shè)備、配電設(shè)備以及變電設(shè)備等。現(xiàn)階段，由于組成低壓配電設(shè)備系統(tǒng)數(shù)目居多，并且發(fā)揮出來的功能以及價(jià)值具有一定的不同之處，與此同時(shí)，對(duì)于各個(gè)設(shè)備而言，之間有著密切的聯(lián)系，尤其是在某一單臺(tái)運(yùn)行的時(shí)候，也能夠?qū)⑦@一設(shè)備相互連接到一起，從而實(shí)現(xiàn)應(yīng)用的目標(biāo)。所以，在相關(guān)設(shè)備操作期間，要想將其性能全面的發(fā)揮出來，必須規(guī)范化實(shí)施，如果設(shè)備運(yùn)行期間出現(xiàn)了異?，F(xiàn)象，必須全面處理，增強(qiáng)系統(tǒng)安全性，使其規(guī)范合理的運(yùn)行。

2、影響低壓供配電系統(tǒng)可靠性的因素

2.1 過載與短路

過載是電流超出設(shè)備的額定能力；短路是電路中電流流動(dòng)的路徑越過局部或全部負(fù)荷。為保證建筑電氣設(shè)計(jì)整體質(zhì)量，促進(jìn)低壓供配電系統(tǒng)安全運(yùn)行，應(yīng)裝設(shè)過載保護(hù)與短路保護(hù)設(shè)備。當(dāng)配電系統(tǒng)運(yùn)行過程中出現(xiàn)故障時(shí)，斷路器與保護(hù)裝置能在短時(shí)間內(nèi)做出應(yīng)答，斷離故障電路，進(jìn)而維護(hù)供電線路和設(shè)備設(shè)施運(yùn)行的安全性。當(dāng)用電設(shè)施數(shù)目較大時(shí)，負(fù)荷量增加會(huì)造成載流元件過載，過載電流是緩慢增加的，較短時(shí)間內(nèi)不會(huì)對(duì)設(shè)備形成損傷。而斷路會(huì)造成電流瞬間增加，短路電流可能是額定電流的幾十倍到幾百倍，大的短路會(huì)瞬間使設(shè)備燒損，因此應(yīng)迅速切斷電源，防止出現(xiàn)事故或事故擴(kuò)大。

2.2 低壓配電系統(tǒng)分支回路的問題

在低壓配電系統(tǒng)的過程中，必須要滿足實(shí)用性、經(jīng)濟(jì)性和安全性的要求。外部電源在接入配電箱之后要保證分支回路符合空調(diào)電源插座、熱水器插座、照明線路等，另外還應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)網(wǎng)路線路、電視、電話等設(shè)計(jì)。尤其要注意柜式空調(diào)等大功率設(shè)備的特殊回路設(shè)計(jì)，在回路導(dǎo)線截面積選取時(shí)必須要選16A三孔插座，另外各種線路入戶應(yīng)該多敷設(shè)在地面墊層之中，避免出現(xiàn)管線交叉的情況，如果地板墊層厚度不夠，很容易引發(fā)火災(zāi)。

2.3 漏電保護(hù)

漏電保護(hù)可以被視為一種維護(hù)低壓供配電系統(tǒng)安全運(yùn)行的一種措施，能夠防控接地事故。若機(jī)體觸及電流，漏電保護(hù)裝置便會(huì)立即動(dòng)作跳閘，切斷電源，維護(hù)個(gè)體的生命財(cái)產(chǎn)安全。但是目前在設(shè)計(jì)低壓供配電系統(tǒng)過程中，在選擇與應(yīng)用漏電保護(hù)裝置方面，存在以下問題：（1）漏電保護(hù)器處于異常運(yùn)行狀態(tài)，不能發(fā)揮保護(hù)作用；（2）保護(hù)器處于正常運(yùn)行狀態(tài)，起不到保護(hù)作用。這會(huì)削弱漏電保護(hù)裝置的保護(hù)效能，降低低壓供配電系統(tǒng)運(yùn)行過程的安全性。

3、供配電系統(tǒng)的運(yùn)行可靠性分析

3.1 照明供電系統(tǒng)

在建筑電氣設(shè)計(jì)過程中，照明系統(tǒng)占據(jù)重要地位。為保證照明系統(tǒng)安裝的合理性，在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中一定要認(rèn)真遵照節(jié)能減排、成本低廉及使用范圍廣等原則，和國家相關(guān)部門全力倡導(dǎo)的節(jié)能環(huán)保要求相匹配，制定綠色施工技術(shù)方案，將智能化技術(shù)融合其中，在不超出電氣工程預(yù)算的基礎(chǔ)上，全力保證建筑照明系統(tǒng)的可持續(xù)性發(fā)展。在設(shè)計(jì)實(shí)踐中，應(yīng)結(jié)合光照的明暗度，有針對(duì)性地選用相應(yīng)功率的照明設(shè)備，尤其是在公共場(chǎng)所中要合理安裝智能化照明裝置，以聲控、光控和震動(dòng)等較為常見，真正實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)合理。針對(duì)為普通照明與應(yīng)急照明供電的配電系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)分開布設(shè)，保證相互間的獨(dú)立性。

3.2 配置可靠的應(yīng)急電源

由于國家防災(zāi)指揮中心、大型體育場(chǎng)館、交通樞紐(機(jī)場(chǎng)、火車站等)及超高層建筑等重要建筑物內(nèi)的消防、安防、計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)施、保障建筑正常運(yùn)營的重要設(shè)備均不允許中斷供電，其中一級(jí)用電負(fù)荷中的特別重要負(fù)荷按照國家規(guī)范規(guī)定，除由不少于兩個(gè)獨(dú)立電源供電外，尚應(yīng)增設(shè)應(yīng)急電源。應(yīng)急備用電源是保證供電電源安全可靠性的重要措施之一，應(yīng)急電源可采用柴油發(fā)電機(jī)組，而同樣可以作為應(yīng)急電源的不間斷電源(UPS)裝置以及應(yīng)急電源(EPS)裝置由于受到供電時(shí)間及容量等限制，尚不能取代應(yīng)急柴油發(fā)電機(jī)組的作用。當(dāng)然，當(dāng)建筑物內(nèi)對(duì)停電時(shí)間有嚴(yán)格要求或不允許間斷供電設(shè)備及重要場(chǎng)所的應(yīng)急照明通常會(huì)分別采用UPS或EPS裝置供電，并且與柴油發(fā)電機(jī)組配合使用。停電初期先使用UPS或EPS裝置供電，待柴油發(fā)電機(jī)組進(jìn)入正常運(yùn)行后再投入發(fā)電機(jī)組電源。

3.3 變壓器

在建筑電氣設(shè)計(jì)過程中，變壓器占據(jù)的地位不可忽視，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)變壓器類型的選擇，盡量選用節(jié)能型變壓器，并保證其參數(shù)與電氣工程節(jié)能要求相匹配。因此，可以結(jié)合民用建筑供電設(shè)備負(fù)荷與供電要求標(biāo)準(zhǔn)考慮變壓器的選型。大量實(shí)驗(yàn)研究表明，電能消耗量和電壓之間存在反比關(guān)系，通常情況下，民用建筑供電壓為10～220kV。在具體設(shè)計(jì)中，可以將電壓設(shè)為重要參數(shù)，合理規(guī)劃電壓等級(jí)。一般規(guī)定選用10V以上的節(jié)能變壓器，且對(duì)材質(zhì)提出較嚴(yán)格要求，最好是非晶合金材料，保證設(shè)備節(jié)能環(huán)保、性能優(yōu)良、噪聲偏低。同時(shí)，在安裝建筑變壓器過程中，要綜合建筑用電需求、造價(jià)成本等多種因素，遵照適度原則設(shè)定變壓器數(shù)目。由于變壓器是常年連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，故而工作負(fù)載不能過大，且季節(jié)不同，用電量有所差異，這就要求加強(qiáng)對(duì)供電電壓的設(shè)計(jì)。

結(jié)語：

綜上所述，電氣設(shè)計(jì)人員需要對(duì)低壓配電系統(tǒng)可靠性予以充分的重視，并不斷根據(jù)工作的實(shí)際情況加以優(yōu)化，只有做到系統(tǒng)的安全可靠，才能使建筑更安全，也只有這樣，才能進(jìn)一步推動(dòng)電氣行業(yè)的技術(shù)進(jìn)步。