民用建筑中供配電系統(tǒng)若干問(wèn)題的再思考

摘? 要：時(shí)代前進(jìn)的步伐不斷加快，能源成為不可或缺的資源，但很多能源都是不可再生的，中國(guó)能源緊缺日趨嚴(yán)重，電源供應(yīng)也更加緊張，所以，我們?cè)谑褂媚茉吹臅r(shí)候，要提高電能利用率，避免浪費(fèi)。要提高供電的安全可靠性，且滿(mǎn)足用戶(hù)的需求，就要對(duì)供電系統(tǒng)的一些問(wèn)題進(jìn)行深入研究。該文著重于研究民用建筑中供配電系統(tǒng)若干問(wèn)題。

關(guān)鍵詞：民用建筑? 供配電系統(tǒng)? 若干問(wèn)題

中圖分類(lèi)號(hào)：TU852 ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2020）04（a）-0024-02

當(dāng)前，中國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展逐漸加快，人們的生活頻率高，對(duì)生活質(zhì)量要求也越來(lái)越高，電能需求量增加，對(duì)民用建筑供配電系統(tǒng)是一種挑戰(zhàn)。現(xiàn)在越來(lái)越多的人對(duì)供電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)問(wèn)題以及安全質(zhì)量問(wèn)題非常關(guān)注，要求供電系統(tǒng)不僅要具備電能傳輸能力，還要有一定的安全保障。下面針對(duì)相關(guān)的問(wèn)題進(jìn)行研究。

1? 供配電系統(tǒng)的常見(jiàn)形式

供配電系統(tǒng)的常見(jiàn)形式主要包括兩種：第一種為箱變供電;第二種為自備電源。這兩種供電方式中，箱變供電為市政正常供電的時(shí)候使用的市政供電系統(tǒng)，發(fā)電機(jī)供電則是在停電或者沒(méi)有市政供電的區(qū)域使用這種供電方式。

1.1 箱變供電

箱式變電站得到廣泛應(yīng)用，特別是在小區(qū)比較常用。箱式變電站的優(yōu)勢(shì)在于，其占地面積小，看起來(lái)美觀(guān)，不會(huì)影響視覺(jué)效果，而且經(jīng)濟(jì)實(shí)用，所以，箱式變電站受到關(guān)注。目前，箱式變壓器有兩種，即美式箱式變壓器和歐式箱式變壓器。美國(guó)箱式變壓器的結(jié)構(gòu)緊湊，成本低，外露，如果需要技術(shù)維修非常不方便。相比較而言，歐式箱變的布局比較合理，從設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)上來(lái)看更為清晰一些，技術(shù)維護(hù)方便，但是成本比較高。箱式變電站在不同的領(lǐng)域中應(yīng)用，對(duì)配置也有不同的要求，但是本質(zhì)上沒(méi)有太大的差異。

民用建筑使用箱變供電方法，要考慮到建筑用戶(hù)的用電水平，建筑面積以及共用負(fù)荷。通常經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的地區(qū)，每戶(hù)的用電負(fù)荷可以按照11kW考慮，如果是經(jīng)濟(jì)水平一般的地區(qū)，可以按照8kW計(jì)算。用電水平較低的地區(qū)則可以按照5kW考慮。按照建筑面積衡量用電負(fù)荷的大小，如果建筑面積超過(guò)110m2，可以按照11kW考慮;如果建筑面積介于80～110m2之間，可以按照10kW考慮;如果建筑面積不超過(guò)90m2，可以按照8kW考慮。對(duì)于有門(mén)面房的建筑，可以按照100W/m2考慮計(jì)。住宅小區(qū)中還需要將景觀(guān)燈的負(fù)荷和路燈的負(fù)荷記入在內(nèi)。

居民建筑3～5年中的用電負(fù)荷與計(jì)算負(fù)荷相差較大，變壓器損耗非常大。因此，居住區(qū)箱式變壓器一般采用多單元多點(diǎn)布置，高低壓側(cè)要求并聯(lián)運(yùn)行。因此，單箱變?nèi)萘孔詈檬?00kVA左右。如果將運(yùn)輸成本計(jì)算在內(nèi)，不可以超過(guò)800kVA。負(fù)荷比較小的時(shí)候，可以先運(yùn)行一臺(tái)。當(dāng)負(fù)荷有所增加，根據(jù)需要再投入箱變，高壓側(cè)采用并列運(yùn)行方式，低壓側(cè)才有用分列運(yùn)行方式。

1.2 自備電源

自備電源是備用電源，當(dāng)供電系統(tǒng)由于故障停電時(shí)候啟動(dòng)的電源。市電供電中斷之后，自備電源啟動(dòng)。自備電源可以根據(jù)負(fù)荷的使用性質(zhì)以及容量的不同選擇直流蓄電池組或者發(fā)電機(jī)組。如果是對(duì)事故現(xiàn)場(chǎng)照明可以使用鎘鎳電池的燈具，如果需要運(yùn)行消防電梯、消防泵就需要運(yùn)行柴油發(fā)電機(jī)組。即便運(yùn)行了自啟動(dòng)的柴油發(fā)電機(jī)組，一些特別關(guān)鍵的負(fù)荷依然需要設(shè)置直流備用電源，確保其持續(xù)運(yùn)行。

在操作備用電源的時(shí)候，如果外輸電力停電，就需要在5min內(nèi)自動(dòng)啟動(dòng)自備電源。停電之后，將外輸電力切斷，立刻啟動(dòng)柴油機(jī)。當(dāng)供電正常之后，正常供電后，將自備電源電路合上。

2? 民用建筑的供配電系統(tǒng)

2.1 雙電源各自獨(dú)立系統(tǒng)

雙電源獨(dú)立系統(tǒng)在高層建筑中的應(yīng)用要求外部?jī)蓚€(gè)電源都是各自獨(dú)立的，以滿(mǎn)足高層建筑消防負(fù)荷的需求。帶自動(dòng)啟動(dòng)裝置的正常獨(dú)立供電專(zhuān)用線(xiàn)主要發(fā)揮的作用是中斷供電時(shí)間超過(guò)電源切換時(shí)間。系統(tǒng)采用關(guān)閉開(kāi)關(guān)的方式分開(kāi)非消防負(fù)荷與消防負(fù)荷，非消防負(fù)荷和消防負(fù)荷都有各自的總線(xiàn)，可以分段供電。當(dāng)有消防事故發(fā)生的時(shí)候，非消防電源就會(huì)自動(dòng)切斷，確保消防負(fù)荷供電正常。

2.2 高低壓配電系統(tǒng)

動(dòng)力變壓器和照明變壓器都是分開(kāi)設(shè)置。在功率容量非常小的情況下，可以單獨(dú)安裝電力變壓器。放射狀系統(tǒng)是一種用于低壓干線(xiàn)和高壓系統(tǒng)配電的系統(tǒng)，在高層建筑中較為常用的是混合系統(tǒng)?，F(xiàn)代民用高層建筑的豎井多數(shù)為插入式母線(xiàn)槽。由于水平干線(xiàn)難度大，采用豎井母線(xiàn)或全塑料電纜連接效果會(huì)好一些。對(duì)于層數(shù)非常多且負(fù)荷過(guò)大的問(wèn)題，就需要按照層數(shù)分區(qū)供電，如果是在地下設(shè)置變壓器或者在、中層或者頂層設(shè)置變壓器。低壓配電系統(tǒng)中所使用的開(kāi)關(guān)中以自動(dòng)空氣開(kāi)關(guān)為主。在保護(hù)裝置的整定中，應(yīng)有延時(shí)，可以保護(hù)電路，防止出現(xiàn)步進(jìn)跳閘的問(wèn)題。高層建筑內(nèi)都安裝有電梯，可以使用不同的變壓器將電纜進(jìn)線(xiàn)引出，還需要在電梯機(jī)房端部配電箱中設(shè)置兩路電源，運(yùn)行的過(guò)程中自動(dòng)切換。

3? 超高建筑的供配電系統(tǒng)

按照《供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》中的有關(guān)規(guī)定，民用建筑中安裝的備用系統(tǒng)要和應(yīng)急系統(tǒng)不能放在一起，要分開(kāi)設(shè)置，主要是由于這兩類(lèi)系統(tǒng)的性質(zhì)不同，就需要各自獨(dú)立，安裝在不同的位置以有所區(qū)別。當(dāng)備用電源需要發(fā)揮應(yīng)急作用的時(shí)候，需要其符合應(yīng)急電源條件，才能在特殊情況下作為應(yīng)急電源使用。各種發(fā)電機(jī)組不能重復(fù)設(shè)置，特別是柴油發(fā)電機(jī)組，主要是作為應(yīng)急電源存在的。

當(dāng)民用建筑出現(xiàn)停電之后，柴油發(fā)電機(jī)組就會(huì)自動(dòng)啟動(dòng)，啟動(dòng)信號(hào)有多重設(shè)置方式，可以根據(jù)需要選擇，可以是高壓側(cè)，也可以是低壓側(cè)，應(yīng)急信號(hào)要有識(shí)別性。采用失壓信號(hào)是比較好的方法，是市電發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)換中使用的ATSE市電側(cè)，是對(duì)應(yīng)急母線(xiàn)段的電能傳輸情況進(jìn)行判斷。當(dāng)重要負(fù)荷與應(yīng)急母線(xiàn)段連接之后，如果應(yīng)急母線(xiàn)段上不帶電，啟動(dòng)柴油發(fā)電機(jī)此時(shí)很有可能啟動(dòng)，在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)進(jìn)行負(fù)荷供電[4]。如果此時(shí)的實(shí)際電壓沒(méi)有超過(guò)50%Ue，就可以判定為失壓。

柴油發(fā)電機(jī)組在啟動(dòng)的過(guò)程中還需要有延時(shí)，這樣設(shè)置的目的是讓更多的電路有轉(zhuǎn)換的時(shí)間。當(dāng)一個(gè)線(xiàn)路電源停電之后，相應(yīng)的母聯(lián)就會(huì)閉合，另一個(gè)線(xiàn)路電源就會(huì)供電，只有當(dāng)?shù)诙€(gè)線(xiàn)路的電源停電之后，啟動(dòng)柴油發(fā)電機(jī)才會(huì)自動(dòng)啟動(dòng)。采用這種延時(shí)的方式可以防機(jī)組出現(xiàn)誤啟動(dòng)得到問(wèn)題，如果頻繁誤啟動(dòng)就會(huì)影響柴油發(fā)電機(jī)組的正常運(yùn)行[5]。

4? 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)上面的研究可以明確，現(xiàn)在的社會(huì)要持續(xù)穩(wěn)定地發(fā)展，就要發(fā)揮能源的基礎(chǔ)性作用。民用建筑的供配電系統(tǒng)發(fā)揮著能源傳輸?shù)淖饔?，要發(fā)揮其良好的功效效應(yīng)，就要優(yōu)化配置，對(duì)供電系統(tǒng)的若干問(wèn)題深入思考是非常必要的。

參考文獻(xiàn)

[1] 魏中磊，顧飛，倪宇軍，等.數(shù)據(jù)中心供配電系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)中的若干關(guān)注事項(xiàng)（二）[J].通信電源技術(shù)，2019，36（3）：138-142，144.

[2] 邱慧萍.高層建筑電氣設(shè)計(jì)中低壓供配電系統(tǒng)安全性分析探討[J].中國(guó)戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)，2017（12X）：176.

[3] 周洪濤，姚小春.淺談供配電系統(tǒng)在實(shí)際工程中的節(jié)能設(shè)計(jì)[J].科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新，2017（8）：73.

[4] 唐夢(mèng)中.電氣自動(dòng)化技術(shù)在供配電系統(tǒng)中的應(yīng)用分析[J].數(shù)碼世界，2019（2）：164.

[5] 潘耀.ETAP電力軟件在燒結(jié)廠(chǎng)中壓供配電系統(tǒng)繼電保護(hù)整定和保護(hù)配合中的應(yīng)用[J].工程建設(shè)，2018（5）：87-88.

[6] 陳寶瑩.低壓供配電系統(tǒng)在高層建筑電氣設(shè)計(jì)中的可靠性探討[J].通訊世界，2017（13）：47-48.

作者簡(jiǎn)介：付立明（1984，5—），男，漢族，山東濰坊人，本科，工程師，研究方向：民用建筑電氣強(qiáng)弱電設(shè)計(jì)。