基于民用建筑供配電設(shè)計的可靠性與經(jīng)濟(jì)性分析

胡猛

摘要：隨著我國城市化進(jìn)程步伐的加快，民用建筑工程的規(guī)模在日益擴(kuò)大，人們對居住環(huán)境的要求也在不斷提高，電力資源的需求也日益增多。這就需要電力系統(tǒng)不斷優(yōu)化設(shè)計，加強(qiáng)管理來提高供電質(zhì)量，降低供電成本來滿足社會需求。本文主要對民用建筑供配電設(shè)計的可靠性與經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行分析，希望對相關(guān)人員提供幫助和借鑒。

關(guān)鍵詞：民用建筑;供配電設(shè)計;可靠性與經(jīng)濟(jì)性

隨著民用建筑數(shù)量的不斷提升，建筑供配電的可靠性和經(jīng)濟(jì)性成為相關(guān)企業(yè)發(fā)展的重要環(huán)節(jié)。但是，在實(shí)際施工工作開展過程中，由于各種因素的影響，民用建筑供配電設(shè)計存在很多不合理之處。因此，相關(guān)企業(yè)工作人員需要了解民用建筑的具體設(shè)計要求，合理掌握可靠性和經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)，以此增加建筑物的保險系數(shù)，從而確保配電設(shè)備的正常運(yùn)行。

一、民用建筑供配電系統(tǒng)方案設(shè)計的原則和要求

（一）滿足供配電系統(tǒng)設(shè)計的簡潔性原則

在設(shè)計民用建筑供配電系統(tǒng)方案時，需要盡可能的滿足簡潔性與便捷性的基本原則，要確保在設(shè)計方案中沒有多余的電氣設(shè)備，并且要求在設(shè)計主接線的電路時，要使得操作人員對電氣設(shè)備進(jìn)行操作時非常的便捷與直觀，這樣就能極大程度的降低因?yàn)檎`操作而造成的不良影響，為提高供配電系統(tǒng)可靠性奠定基礎(chǔ)，這樣在電氣設(shè)備及系統(tǒng)回路發(fā)生故障時也能便于處理。

（二）滿足供配電的持續(xù)性與可靠性原則

由于民用建筑供配電系統(tǒng)方案設(shè)計是一項(xiàng)相當(dāng)復(fù)雜的工程，涉及到高低壓供配電系統(tǒng)設(shè)計、電力系統(tǒng)負(fù)荷計算、電氣設(shè)備選擇以及配電箱系統(tǒng)設(shè)計等多方面的內(nèi)容。民用建筑的用電負(fù)荷是時刻變化的，為了確保電力系統(tǒng)能夠連續(xù)的正常工作與運(yùn)行，設(shè)計人員在設(shè)計時必須滿足持續(xù)性的基礎(chǔ)原則，從而為民用建筑供配電系統(tǒng)能夠在各種運(yùn)行方式下都能持續(xù)穩(wěn)定的為居民用戶進(jìn)行供電提供有力保障。

（三）滿足優(yōu)化重要回路設(shè)計系統(tǒng)有選擇性原則

設(shè)計人員在設(shè)計民用建筑供配電系統(tǒng)方案時，應(yīng)該充分的考慮當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障或安全事故時，其可能會引起的所有可能不良影響，并且如何對其進(jìn)行有效的控制以避免影響范圍逐漸擴(kuò)大，對整個供配電系統(tǒng)造成嚴(yán)重威脅。這就需要設(shè)計人員根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計的具體要求嚴(yán)格的落實(shí)，并且有選擇性的采用部分?jǐn)嗦菲鱽磔o助和配合。但是若大幅度的提高斷路器的數(shù)量以確保方案可靠性，則會導(dǎo)致建筑投入成本的增加，影響方案設(shè)計的經(jīng)濟(jì)性，因此，為了平衡這兩點(diǎn)，設(shè)計人員有選擇性的針對一些比較重要的回路系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計，對于普通回路進(jìn)行設(shè)計時則一般可以不考慮該基本原則。

（四）滿足用電設(shè)備及施工人員安全性原則

民用建筑供配電系統(tǒng)方案的設(shè)計，設(shè)計人員必須確保在實(shí)施所有建筑施工及用電操作切換之前施工人員及用電設(shè)備的安全性，使得施工人員能夠在安全的施工環(huán)境下進(jìn)行電氣設(shè)備的安裝布線工作、檢修維護(hù)工作，建筑內(nèi)所有用電設(shè)備能夠在額定的電壓與電流下正常的運(yùn)行與工作。如若民用建筑內(nèi)發(fā)生用電故障或安全事故時，供配電系統(tǒng)必須能夠及時的對故障部位進(jìn)行阻斷與切除，以確保建筑整個供配電系統(tǒng)運(yùn)行的安全性與可靠性。

二、如何提升民用建筑供配電設(shè)計的可靠性和經(jīng)濟(jì)性

（一）優(yōu)化電力負(fù)荷系統(tǒng)設(shè)計

工作開展前，設(shè)計人員需要深入了解建筑電力的負(fù)荷等級，并按照供配電設(shè)計要求來保證整個系統(tǒng)的可靠性?？紤]系統(tǒng)設(shè)計形式要求，工作人員可以按照具體的劃分標(biāo)準(zhǔn)劃分和確定等級。例如，在一級、二級和三級負(fù)荷系統(tǒng)確定過程中，如果在某一情況下供電設(shè)備無法繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，則很容易導(dǎo)致人員損傷，甚至還會擾亂公共場所的運(yùn)行秩序。在一級負(fù)荷中，設(shè)計人員可以設(shè)計兩個電源，以此保證設(shè)計過程中的獨(dú)立用電。除了主電源外，還需要對備用電源進(jìn)行合理準(zhǔn)備，并根據(jù)整個電網(wǎng)的運(yùn)行要求確定供電時間段。除此之外，如今的系統(tǒng)設(shè)計形式極為特殊，包括很多獨(dú)立電源和蓄電池，一旦二級負(fù)荷系統(tǒng)停止通電，將會為相關(guān)企業(yè)造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。此時，設(shè)計人員需要保證常態(tài)下的持續(xù)供電，優(yōu)化動力負(fù)荷系統(tǒng)的可靠性。

（二）合理選擇各項(xiàng)需求的系數(shù)

各項(xiàng)需求系數(shù)的合理選擇對建筑電氣設(shè)備的投資具有重要影響。尤其是在功率因數(shù)的選擇上，可對計算電流存在直接影響，最終影響電纜等重要部分的設(shè)計。另外，需求系數(shù)的選擇情況也可以影響電流的計算結(jié)果，對各個系數(shù)的取值也能決定著變壓器的大小選擇。如果取值偏大，變壓器的容量也會得到提升，此時在變壓器運(yùn)行過程中將會消耗大量電能。因此，在實(shí)際供配電線路設(shè)計時，應(yīng)該對同類設(shè)備在運(yùn)行過程中的實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)查，從而做到對計算系數(shù)的合理選用。此外，設(shè)計工作與相關(guān)企業(yè)的發(fā)展前景存在直接關(guān)系，隨著節(jié)能技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，很多產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)性都能通過計算機(jī)來實(shí)現(xiàn)。所以，在工作中應(yīng)盡量保證系數(shù)的最低設(shè)計。

（三）選擇合適的電源轉(zhuǎn)換模式

設(shè)計人員的設(shè)計能力，對如何保證配電系統(tǒng)穩(wěn)定性起到重要的作用，但是在具體設(shè)計階段，要以兩個電路系統(tǒng)為主，保證系統(tǒng)是獨(dú)立的。通常情況下，對一級和二級負(fù)荷系統(tǒng)有嚴(yán)格的要求，部分建筑即使是民用建筑，但是其中涉及到比較重要的負(fù)載設(shè)備，設(shè)計人員需要對電源系統(tǒng)進(jìn)行分析和設(shè)計，在檢修過程中，如果一個電源無法工作，則可以啟用備用系統(tǒng)。此外，如果建筑系統(tǒng)出現(xiàn)火災(zāi)，設(shè)計人員要設(shè)計出完善的救援線路，切換時間應(yīng)當(dāng)盡可能短，以確保消防救援能夠以最快的時間進(jìn)行。

（四）優(yōu)化干線配置方案

在低壓供配電系統(tǒng)干線配置中，有三種配置方式，一是電源、變壓器進(jìn)行分段低壓單母線，安裝應(yīng)急備用電源，符合消防負(fù)荷或是非消防負(fù)荷要求。這種干線配置方案一般應(yīng)用在普通高層住宅建筑中，滿足規(guī)范化設(shè)計要求，但所需應(yīng)急電源容量大，會提高投入成本。二是獨(dú)立兩路電源、變壓器分別運(yùn)行和使用，實(shí)現(xiàn)低壓單母線分段，安裝應(yīng)急備用電源。這種干線配置方案供配電可靠性高，可以應(yīng)用在大負(fù)荷高層建筑中。三是電源、變壓器進(jìn)行低壓母線分段，利用電源線低壓引出兩個回路電源，使用到兩個低壓分母線段中。

（五）合理選用配電方式

對住宅小區(qū)供電時，應(yīng)根據(jù)不同情況合理選用配電方式，其中單元式高層住宅，一般是在地下一層設(shè)置配電間作為本樓的供電系統(tǒng)的起始點(diǎn)，配電間內(nèi)設(shè)置相關(guān)的低壓配電柜，以放射或樹干式的配電方式向各單元樓層供電，當(dāng)對層住宅小區(qū)時，可在一層相應(yīng)位置設(shè)置總配電箱，以放射式向各單元供電，考慮三相負(fù)荷平衡的情況，向各單元供電電源宜采用三相電源供電，樓層配電箱一般暗裝在樓梯間的隔墻上，在配電箱內(nèi)裝設(shè)計量電表及保護(hù)斷路器，由該配電箱放射式供電至各戶內(nèi)配電箱。

三、結(jié)語：

綜上所述，民用建筑供電設(shè)計方案的設(shè)計情況，與建筑成本建設(shè)和居民日常用電情況息息相關(guān)，同時會對電網(wǎng)的各個供電環(huán)節(jié)產(chǎn)生影響。因此，在供配電設(shè)計工作開展過程中，工作人員需要對設(shè)計方案的可靠性和經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行深入分析，在滿足居民用電要求的同時，做到民用建筑使用的因地制宜，確保民用建筑供配電線路保持穩(wěn)定運(yùn)行。

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