住宅建筑中供配電系統(tǒng)的設(shè)計

李彩娟

（蘭州工業(yè)學(xué)院電氣工程學(xué)院，甘肅 蘭州 730050）

近年來，隨著住宅建筑規(guī)模的增大，人們對住宅建筑供電可靠性的要求越來越高，加之供配電系統(tǒng)設(shè)計中負荷分級及供電要求屬于強制性標準，電氣設(shè)計時審查要求非常嚴格，在電氣設(shè)計中供配電系統(tǒng)主要核查一級負荷及一級負荷中的特別重要負荷的供電措施，備用電源與應(yīng)急電源的關(guān)系、應(yīng)急電源與正常電源的關(guān)系。因此在電氣設(shè)計時，首先應(yīng)該正確劃分負荷級別，再根據(jù)一、二、三級不同級別的負荷采取不同的供配電措施。

一、住宅建筑的負荷分級

在住宅建筑供配電系統(tǒng)設(shè)計中首先根據(jù)住宅小區(qū)的建設(shè)規(guī)模、設(shè)計定位、使用標準、防火分類、耐火等級要求，按照現(xiàn)行的設(shè)計規(guī)范準確劃分負荷的級別。

結(jié)合《民用建筑電氣設(shè)計規(guī)范》（JGJ16-2008）對住宅建筑中的負荷分級如表1。

高層住宅建筑中的一、二級用電負荷多為消防負荷及非消防必保負荷。在供配電系統(tǒng)設(shè)計說明中要分別交代一、二、三各級負荷所對應(yīng)的用電設(shè)備名稱與容量。因為只有明確了一、二、三級負荷對應(yīng)的用電設(shè)備及各級負荷的容量才可以確定變壓器的安裝臺數(shù)及安裝容量；明確了一、二級負荷的容量就可以確定備用供電電源容量；而一級負荷中的特別重要負荷的容量決定了自備發(fā)電機組、集中應(yīng)急電源裝置EPS或不間斷電源UPS的容量，所以在設(shè)計說明中要明確各級負荷的容量。

表1 住宅建筑負荷分級

二、住宅建筑的供電措施

住宅建筑中的一級負荷必須通過雙重電源供電，要求兩個電源相互獨立。雙重電源可以采用以下三種方式中的一種：

（1）來自兩個不同發(fā)電廠；

（2）來自兩個電壓在35kV及以上區(qū)域的變電站；

（3）一個來自區(qū)域變電站，另一個設(shè)置自備發(fā)電設(shè)備。

由于地區(qū)電網(wǎng)在主網(wǎng)上部是并網(wǎng)的，也很難遇到由各自發(fā)電廠直接送至民用建筑用戶的情況，雙重電源往往采用上述方式（1）或（2）。

當可從市政電網(wǎng)引入來自兩個區(qū)域變電站的兩路10kV高壓電源供電時，根據(jù)負荷特點，經(jīng)過技術(shù)經(jīng)濟比較，可以采用以下兩種接線方式：

（1）兩路電源同時供電采用單母線分段，兩路電源各供一部分負荷，互為備用；

（2）兩路電源采用母線不分段，一用一備用。

若市政電網(wǎng)中只有一路10kV供電時，可采用自備柴油發(fā)電機作為備用電源。采用如圖1所示的系統(tǒng)接線圖，正常時由變壓器母線供電，正常電源失電后，啟動柴油發(fā)電機（見圖1）。

二級負荷采用雙回路供電，要求兩個回路相互獨立。雙回路電源可以采用以下三種方式中的一種：

（1）來自兩個變電站的電源；

（2）來自同一個變電站（或區(qū)域變電站）的不同母線的電源；

圖1 負荷等級高，無法取得第二電源時的系統(tǒng)接線圖

（3）來自同一個變電站（或區(qū)域變電站）的同一母線上的兩個不同回路。

規(guī)范中并未明確指明其電源的出處，因此在初步設(shè)計階段設(shè)計者需與建設(shè)單位、當?shù)毓╇姴块T共同確定項目的供電情況。

三、住宅建筑中低壓配電系統(tǒng)接線方案設(shè)計

住宅建筑中0.4kV低壓系統(tǒng)經(jīng)常采用單母線分段方式運行。電氣設(shè)計中需要注意：照明負荷和電力負荷盡量在母線上分開供電，正常負荷和應(yīng)急負荷由不同變壓器供電。消防和非消防電源干線要分開。

為確保設(shè)備供電的可靠性，以下這些負荷需要從低壓總配電室至最末級配電箱采用專用的供電回路供電，與一般配電線路嚴格分開：

（1）消防用電設(shè)備

（2）樓梯間的應(yīng)急照明

（3）電梯

電氣設(shè)計時，消防用電設(shè)備必須采用單獨的供電回路[1]，不能與其他動力、照明共用回路，只有這樣，當發(fā)生因火災(zāi)切斷非消防電源時，消防電源才能不受影響。具體做法是：當樓內(nèi)設(shè)有10/0.4kV變配電所時，從低壓開關(guān)柜饋出的供消防負荷、非消防負荷用的電源干線必須分開；當樓內(nèi)設(shè)有0.4kV低壓配電室時，從該配電室饋出的消防、非消防電源干線要分開。同時還需要注意消防用電設(shè)備和應(yīng)急照明應(yīng)按照防火分區(qū)在最末一級配電箱處設(shè)置雙電源自動切換裝置。

對于超高層住宅供電電源宜設(shè)置自備應(yīng)急柴油發(fā)電機組。鑒于目前市政供電質(zhì)量不斷提高，實際項目中柴油發(fā)電機組使用率不高，在實際設(shè)計中應(yīng)優(yōu)化設(shè)置柴油發(fā)電機組，合理選擇柴油發(fā)電機組容量。超高層住宅的低壓配電系統(tǒng)接線圖可采用下圖2。

圖2 超高層住宅低壓配電系統(tǒng)接線圖

圖2 的低壓配電系統(tǒng)接線圖中，應(yīng)急負荷的主用電源由1號變壓器供電，備用電源由柴油發(fā)電機提供。應(yīng)急負荷的電源由柴油發(fā)電機組和1號變壓器母線兩路互投。系統(tǒng)中增加了應(yīng)急母線Ⅲ和Ⅳ，分別為消防負荷應(yīng)急母線和非消防必備負荷母線，這兩種母線可以不考慮同時工作以減少柴油發(fā)電機的容量。設(shè)計中還需注意應(yīng)急電源柴油發(fā)電機的啟動命令應(yīng)該由正常電源主開關(guān)AT的輔助接點發(fā)出，也就是要從市電—發(fā)電機自動互投開關(guān)處拾取發(fā)電機的延時啟動信號[2]。注意發(fā)電機的啟動信號不能由繼電器的觸點發(fā)出，因為繼電器有可能會誤動作發(fā)出啟動發(fā)電機的信號，從而造成與正常電源并列運行。

四、結(jié)束語

本文僅就供電可靠性方面對住宅建筑中的供配電系統(tǒng)設(shè)計中應(yīng)注意的問題進行了闡述，具體設(shè)計時，還應(yīng)注意結(jié)合當?shù)毓╇姴块T對住宅建筑供配電的相關(guān)規(guī)定，避免設(shè)計因不滿足地方規(guī)定而造成的設(shè)計返工。