建筑電氣工程供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析

朱寧寧

遼河石油勘探局有限公司電力分公司 遼寧盤錦 124000

建筑供配電系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)，不僅可以大幅度減低能源損耗，還能最大化發(fā)揮電能的作用。目前高層建筑用電設(shè)施復(fù)雜，需要滿足電梯、樓梯、室內(nèi)照明、電器使用等多方面用電設(shè)施的用電要求，各用電設(shè)施間若設(shè)計(jì)不當(dāng)，就會留下安全隱患，引發(fā)重大用電安全事故，帶來巨大的經(jīng)濟(jì)損失和社會影響，不利于和諧社會的建設(shè)。因此建筑供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)需要我們詳細(xì)了解其各方面用電情況，在保障安全的前提下，給出科學(xué)合理的設(shè)計(jì)方案。

1 設(shè)計(jì)原則

1.1 合理性

實(shí)現(xiàn)節(jié)電的必要前提是合理的供配電系統(tǒng)，而供電方案的合理性取決于企業(yè)的用電量預(yù)測。對企業(yè)的建設(shè)而言，配電系統(tǒng)的合理性也是非常關(guān)鍵的。所以，在建筑布局設(shè)計(jì)過程中，企業(yè)必須將配電級數(shù)盡可能地減少，進(jìn)而制定出合理的配送方案。配電級數(shù)越多，上下級協(xié)調(diào)的復(fù)雜度就越高，而且還會大幅度增加元件數(shù)量，提高故障概率，增加導(dǎo)線、電纜長度。供電質(zhì)量與電纜長度直接影響配電方式，它們之間的關(guān)系密不可分，配電線路缺乏合理性的主要原因是未合理設(shè)計(jì)配電室的位置。因此，在內(nèi)部配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，必須注重配電室位置的有效優(yōu)化，否則節(jié)能作用可能無法發(fā)揮出來。

1.2 節(jié)能性

科學(xué)、合理選擇變壓器。首先，所選擇的變壓器應(yīng)具有一定的節(jié)能類型，如高工作效率和強(qiáng)抗沖擊性等；其次，要對現(xiàn)有設(shè)備進(jìn)行充分掌握和了解，有效利用現(xiàn)有設(shè)備，提升變壓器的運(yùn)行效率和性能利用率，有效提高變壓器的管理效率[1]；實(shí)現(xiàn)變壓器功能損耗最小化。減少電線、電纜長度，以及由小損耗電線為起點(diǎn)的方法來進(jìn)行設(shè)計(jì)建筑電氣，以避免發(fā)生線路重疊交叉現(xiàn)象。

2 設(shè)計(jì)策略

2.1 系統(tǒng)構(gòu)架

結(jié)合建筑的具體用電情況，工作人員在規(guī)劃配電方案時，要恰當(dāng)?shù)娜谌牍?jié)能設(shè)計(jì)，綜合對電源點(diǎn)、用電距離、變電所位置等方面進(jìn)行考慮，以此確定最終的電路設(shè)計(jì)方案。變電所位置的選擇要盡量靠近負(fù)荷中心，因?yàn)樵陔娔茌斔瓦^程中，也會有電能損耗，縮短兩者之間的距離，不僅可以穩(wěn)定電能的輸送情況，還能達(dá)到建筑用電節(jié)能的效果。而在建筑的整體電路設(shè)計(jì)中，工作人員應(yīng)該事先考察照明、電梯、電器使用等方面的具體位置，選擇恰當(dāng)?shù)慕泳€方式，在必要的位置進(jìn)行電路保護(hù)，電梯可以采用雙電源或雙回路由兩組不同變壓器并使用專用的電纜配線，確保其中一組變壓器損壞時，電梯仍然能正常使用，在保證節(jié)能用電的同時，保障人們?nèi)粘Ｉ钫３鲂小＝ㄖw用電設(shè)計(jì)可以按層分區(qū)供電，避免遠(yuǎn)距離電器接受電能時受到較大損耗，同時，在用電高峰期仍然可以保證每一戶都能正常使用電器，避免因用電量過大造成短路等現(xiàn)象，保障供電的可靠性。

2.2 電氣設(shè)備

電氣設(shè)備在供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)中發(fā)揮的作用非常重要。作為基礎(chǔ)設(shè)備，電氣設(shè)備的使用范圍非常的廣，并且它的數(shù)量非常的多。電氣設(shè)備的個體在消耗能源方面雖然并不多，但是在整個供配電系統(tǒng)中，由于存在很多的電氣設(shè)備，因此，整個供配電系統(tǒng)當(dāng)中的眾多電氣設(shè)備的總量是非常龐大的，在整個供配電系統(tǒng)當(dāng)中的眾多電氣設(shè)備運(yùn)行時，所消耗的電能是無法忽視的?；谶@種情況，科學(xué)合理的選擇電氣設(shè)備就顯得十分重要，是供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)當(dāng)中非常重要的一個環(huán)節(jié)。在供配電系統(tǒng)當(dāng)中，由于電動機(jī)變壓器等設(shè)備具有電感性，也就是說，當(dāng)電動機(jī)和變壓器通電后會產(chǎn)生滯后的無功電流，這些電流會經(jīng)過高低壓線路傳輸?shù)狡渌挠秒娫O(shè)備的末端，因此，這就導(dǎo)致線路的電能損耗很多。設(shè)計(jì)人員要通過合理的設(shè)計(jì)方案降低電能的損耗。在保證功率條件的情況下，選擇變壓器的容量和合適的電動機(jī)，真正的做到節(jié)能[2]。

2.3 供電電壓

供電電壓應(yīng)該根據(jù)建筑所屬類型，確定供電線路中的回路數(shù)以及供電距離，采用遠(yuǎn)景規(guī)劃的方式，明確經(jīng)濟(jì)因素，考慮到變壓器容量不同造成的影響，所以應(yīng)該采用不同的用電方式，如對于電路電流小于30A 的照明負(fù)荷，應(yīng)使用單項(xiàng)供電。另外，建筑配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)時，需要從電荷以及變壓器節(jié)能這兩方面考慮，同時，還應(yīng)該權(quán)衡眾多因素，如變壓器年耗量等因素、變壓器參數(shù)、投資回收年限以及變壓器使用年限都會影響到節(jié)能型變壓器型號的選擇，參考建筑電負(fù)荷要求，保證實(shí)際的負(fù)荷量略高于變壓器最佳負(fù)荷。在變壓器選型過程中，還應(yīng)該明確空載損耗與負(fù)載損耗這兩方面參數(shù)，權(quán)衡這些因素后，從經(jīng)濟(jì)、環(huán)保的角度出發(fā)，合理選擇變壓器的型號。

2.4 供電線路

在具體供配電線路布置時，宜根據(jù)實(shí)際情況，盡可能的滿足一些特殊位置對用電線路的需求，而且供配電線路布置與設(shè)計(jì)還要與規(guī)定要求相符。為了保證供電線路的安全，設(shè)計(jì)時要根據(jù)實(shí)際建筑布局來采取有效的電力線路保護(hù)措施，可以借助于建筑管道井來布設(shè)供配電線路，布設(shè)過程中要采取措施避免結(jié)構(gòu)內(nèi)鋒利物體或是拐角與線路之間發(fā)生接觸。在實(shí)際布設(shè)供電線路時，還需要避免線路接觸到腐蝕和潮濕的環(huán)境，保證線路的絕緣性能。供電線路安全設(shè)計(jì)時，還應(yīng)選擇自動控制或是自動切換裝置，一旦供電線路出現(xiàn)故障，則會自動切斷電源，保證整個供電系統(tǒng)的安全。另外，在實(shí)際供配電線路設(shè)計(jì)時，一般情況下會采用10kV 的高壓線路，并采用單母線分段運(yùn)行方式。這樣在實(shí)際系統(tǒng)運(yùn)行時，一旦某一條單母線段發(fā)生故障，能用其他單母線段來取代，以此來保證供電線路的穩(wěn)定運(yùn)行。而低壓供配電線路設(shè)計(jì)時，宜根據(jù)要求設(shè)置一段應(yīng)急母線，避免正常母線段故障導(dǎo)致整個電氣系統(tǒng)無法運(yùn)行，有效的提高供配電系統(tǒng)運(yùn)行的效率[3]。

3 結(jié)語

建筑電氣設(shè)計(jì)需要考慮到業(yè)主的用電需求，同時，還應(yīng)該從經(jīng)濟(jì)、安全、技術(shù)等層面，掌握電氣設(shè)計(jì)要點(diǎn)，在節(jié)能環(huán)保的理念下設(shè)計(jì)供配電系統(tǒng)，確保電力系統(tǒng)可以安全地進(jìn)行輸電作業(yè)。與此同時，設(shè)計(jì)人員需要了解建筑內(nèi)部結(jié)構(gòu)，掌握電氣設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)知識，并不斷學(xué)習(xí)現(xiàn)代技術(shù)，根據(jù)工作要求完善供配電系統(tǒng)，提升供配電系統(tǒng)輸電的可靠性。