建筑電氣設(shè)計(jì)中低壓供配電系統(tǒng)的可靠性

李王乾

（山西園區(qū)建設(shè)發(fā)展集團(tuán)有限公司，山西太原 030032）

低壓供配電系統(tǒng)作為電氣系統(tǒng)中的重要組成部分，是開展電能供應(yīng)的關(guān)鍵媒介，如果不能對(duì)其加以科學(xué)把控，就會(huì)降低系統(tǒng)運(yùn)行可靠性，威脅人們的生命財(cái)產(chǎn)安全。本文就對(duì)低壓供配電系統(tǒng)展開分析，對(duì)存在的安全隱患提出合理的解決措施，以促進(jìn)建筑電氣系統(tǒng)的高效運(yùn)行。

1 低壓供配電系統(tǒng)在建筑中的重要性

低壓供配電系統(tǒng)作為電能傳輸、分配的重要系統(tǒng)，在建筑尤其是高層建筑內(nèi)占有非常重要的地位。在了解低壓供配電系統(tǒng)過程中，可將其看作是汽車的加油站，用以進(jìn)行燃料輸送，維持建筑內(nèi)部電氣設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)，使人們生活有足夠電能供應(yīng)。電能作為如今生活和工業(yè)發(fā)展的重要能源，一旦出現(xiàn)問題，會(huì)導(dǎo)致生活生產(chǎn)停滯不前，很多工作無法開展。低壓供配電系統(tǒng)是電能傳輸?shù)年P(guān)鍵，可按照計(jì)劃要求，將電能從發(fā)電廠輸出，流經(jīng)變壓器后的電能傳輸?shù)饺魏蔚攸c(diǎn)，以滿足大眾生活和生產(chǎn)需求，減少人力資源的損耗，提高生產(chǎn)水平，滿足人們生活需求。為此，有必要加大對(duì)低壓供配電系統(tǒng)的重視力度，以確保系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性。

2 影響低壓配電系統(tǒng)可靠性的因素

2.1 過載、短路

過載指的是電氣設(shè)備運(yùn)行中產(chǎn)生的電流超過設(shè)備可能承受的能力范圍；短路則是說明電流流經(jīng)區(qū)域存在局部或全部超負(fù)荷現(xiàn)象。不管是哪種情況，都會(huì)導(dǎo)致低壓供配電系統(tǒng)運(yùn)行中出現(xiàn)故障，進(jìn)而威脅系統(tǒng)的可靠性和安全性。為此，在建筑電氣設(shè)計(jì)中，應(yīng)對(duì)上述兩種情況加以綜合考量，找出問題產(chǎn)生原因，并設(shè)置合理的保護(hù)隔離措施，在超負(fù)荷發(fā)生狀況下，快速切斷電流，避免危險(xiǎn)的發(fā)生。

2.2 接地

低壓供配電系統(tǒng)的接地處理復(fù)雜性強(qiáng)，在未做好前期調(diào)查分析的情況下，容易出現(xiàn)接地混亂等情況，導(dǎo)致系統(tǒng)在運(yùn)行中，受到外界干擾出現(xiàn)電流短時(shí)間迅速增大的可能，進(jìn)而影響系統(tǒng)可靠性。再加上施工部門對(duì)接地工作重視度不高，難以按照規(guī)定流程完成接地設(shè)計(jì)和檢查，接地質(zhì)量不理想，削弱低壓供配電系統(tǒng)的可靠性，增加安全事故的出現(xiàn)概率。

2.3 保護(hù)裝置安裝

保護(hù)裝置安裝中存在的問題一直都未得到解決，具體體現(xiàn)在實(shí)時(shí)監(jiān)控不到位方面。保護(hù)裝置在安裝過程中會(huì)因?yàn)槿鄙俦O(jiān)控裝置，而無法準(zhǔn)確掌握安裝具體情況，這樣就沒辦法及時(shí)發(fā)現(xiàn)安裝中存在的問題，并加以解決，問題不斷堆積，在后續(xù)使用中無法發(fā)揮裝置功效，進(jìn)而增加短路、斷路等故障發(fā)生率，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)造成火災(zāi)，對(duì)人們的生命財(cái)產(chǎn)安全構(gòu)成威脅。

2.4 漏電保護(hù)

漏電保護(hù)是存在電流泄露問題時(shí)，能及時(shí)切斷電源，減少對(duì)人員和設(shè)備的損害。但目前低壓供配電系統(tǒng)中，漏電保護(hù)裝置的功效不完善，性能得不到有效發(fā)揮，危險(xiǎn)系數(shù)增加，并導(dǎo)致低壓供配電系統(tǒng)穩(wěn)定性的下降。

3 提高建筑電氣設(shè)計(jì)低壓供配電系統(tǒng)可靠性的方案

3.1 照明系統(tǒng)

照明系統(tǒng)是建筑電氣設(shè)計(jì)的重要組成部分。為維護(hù)系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性，設(shè)計(jì)中應(yīng)遵循節(jié)能減排、綠色環(huán)保的原則，從經(jīng)濟(jì)性、適應(yīng)性等多方面綜合考量，合理規(guī)劃設(shè)計(jì)方案、調(diào)配結(jié)構(gòu)體系、推動(dòng)系統(tǒng)可靠運(yùn)轉(zhuǎn)。同時(shí)在設(shè)計(jì)中，應(yīng)引進(jìn)智能化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的自動(dòng)化、智能化管理，以減少電能損耗，達(dá)到低負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)目標(biāo)。在設(shè)計(jì)實(shí)踐中，需結(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，這里以聲控、光控和震動(dòng)較為常見，做到合理設(shè)計(jì)。針對(duì)為普通照明與應(yīng)急照明供電的配電系統(tǒng)，應(yīng)分開布設(shè)，保持相互間的獨(dú)立性。

3.2 備用電源

為使電源順利傳輸?shù)礁叩蛪号潆娛覂?nèi)，一般會(huì)采用單母線接線方式，確保變壓器的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。但在目前高層建筑中，變壓器數(shù)量在兩臺(tái)及以上，為保證系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性，做到電能同步供應(yīng)，可將其中一臺(tái)變壓器設(shè)計(jì)成備用設(shè)備，若一條線路運(yùn)行過程中出現(xiàn)故障，則另一條電路能提供電氣系統(tǒng)所需的所有負(fù)荷，以維持電力系統(tǒng)正常運(yùn)行，不影響用戶的正常生活與工作。

在備用電源設(shè)計(jì)中，需注意的內(nèi)容有：在單臺(tái)機(jī)組電源試用下，要求額定容量控制在1500kVA 以下；大型商業(yè)建筑中，發(fā)電機(jī)組的設(shè)計(jì)要充分考慮應(yīng)急供電的可能，在出現(xiàn)故障或停電情況下，仍能維持電能正常供應(yīng)，防止突然斷電引起設(shè)備損壞；發(fā)電機(jī)組在達(dá)到額定電壓后，需將低壓母線起動(dòng)電圧下降至低水平線；故障排除恢復(fù)供電時(shí)，仍要讓備用電源運(yùn)行1min 左右再恢復(fù)正常供電。

3.3 接地保護(hù)

低壓供配電系統(tǒng)能否正常運(yùn)轉(zhuǎn)，與接地保護(hù)的好壞有密切聯(lián)系，因此務(wù)必加大接地保護(hù)設(shè)計(jì)重視力度，根據(jù)建筑特征、電氣系統(tǒng)要求，對(duì)低壓供配電系統(tǒng)開展保護(hù)處理，維護(hù)系統(tǒng)可靠性，提高運(yùn)轉(zhuǎn)效率（見圖1）。以某高層商用建筑為例，在分析現(xiàn)有資料數(shù)據(jù)后，將低壓供配電系統(tǒng)的接地保護(hù)劃分為三部分：TN-S系統(tǒng)、TT 系統(tǒng)以及IT 系統(tǒng)。TN-S 系統(tǒng)以共用接地方式為主，利用強(qiáng)弱電纜搭配使用，接地電阻控制在1Ω 以下；TT 系統(tǒng)則是在隔絕保護(hù)線的基礎(chǔ)上，采用設(shè)備對(duì)應(yīng)接地及直接接地的方式，確保保護(hù)線的正常使用，避開傳統(tǒng)連接方式存在的問題；IT 系統(tǒng)采用直接接地，在外殼上設(shè)置接地裝置，進(jìn)行多余電流導(dǎo)出。相對(duì)于其他設(shè)計(jì)方法而言，這種直接接地處理形式，可更好地保障IT系統(tǒng)接地保護(hù)功能的發(fā)揮。

圖1 低壓供配電系統(tǒng)接地保護(hù)

3.4 保護(hù)裝置安裝設(shè)計(jì)

鑒于保護(hù)裝置安裝中存在的弊端，為發(fā)揮保護(hù)裝置作用和功效，在設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)安裝科學(xué)有效的監(jiān)控設(shè)備，對(duì)整個(gè)安裝過程實(shí)行全面管控，以規(guī)避安裝問題的產(chǎn)生，維護(hù)低壓供配電系統(tǒng)可靠性（見圖2）。

具體來說，首先，引入故障監(jiān)測(cè)裝置。增加安裝過程中故障問題識(shí)別率，指出故障所在，降低故障危險(xiǎn)系數(shù)。對(duì)此，可在建筑電氣設(shè)計(jì)中，根據(jù)低壓供配電系統(tǒng)的配置狀況，于系統(tǒng)適宜位置增設(shè)故障檢測(cè)裝置，通過對(duì)局部線路、設(shè)備運(yùn)行電流、電壓等參數(shù)的檢測(cè)，預(yù)先確定過載、短路等常見問題，增強(qiáng)低壓供配電系統(tǒng)的可靠性。其次，科學(xué)選擇保護(hù)設(shè)備。保護(hù)裝置中的設(shè)備及零部件要嚴(yán)格按照規(guī)范要求科學(xué)選擇，且做好設(shè)備及其零部件的性能檢查，合格后方可應(yīng)用，以減少保護(hù)裝置使用中問題的產(chǎn)生，提高供配電系統(tǒng)的可靠性、運(yùn)行的安全性。

圖2 保護(hù)裝置安裝

3.5 變壓器處理

變壓器是進(jìn)行電流、電壓調(diào)整的重要設(shè)備，這也是避免低壓供配電系統(tǒng)超負(fù)荷運(yùn)行的關(guān)鍵。在設(shè)計(jì)中，先要做好變壓器的科學(xué)選擇，在滿足規(guī)范要求的基礎(chǔ)上，考慮其節(jié)能效果，使各項(xiàng)參數(shù)與電氣工程節(jié)能要求相匹配。同時(shí)變壓器選型的合理性與否，這也會(huì)影響到建筑供電設(shè)備運(yùn)行負(fù)荷的高低，決定供電要求能否滿足設(shè)計(jì)要求。

通常情況下，10V 以上的節(jié)能型變壓器，材料應(yīng)以非晶含金材料為主，一方面是為滿足節(jié)能環(huán)保要求，優(yōu)化變壓器使用性能，另一方面也可減少運(yùn)行中噪聲污染。再者，要結(jié)合建筑需求及結(jié)構(gòu)特征，對(duì)變壓器數(shù)量加以控制，降低成本、能源上的消耗。變壓器檢修維護(hù)也是需要重視的內(nèi)容之一，使用時(shí)間較長(zhǎng)的變壓器，難免會(huì)受到外界因素影響而出現(xiàn)一些故障問題，如參數(shù)偏差等，需要定期展開變壓器檢查維護(hù)，以保障低壓供配電系統(tǒng)的可靠性。

4 結(jié)語

綜上所述，在建筑電氣設(shè)計(jì)中，低壓供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)需要考慮諸多內(nèi)容，如影響因素、設(shè)備質(zhì)量、性能參數(shù)等，從而給出合理的設(shè)計(jì)方案，加強(qiáng)低壓供配電系統(tǒng)的可靠性，以促進(jìn)建筑內(nèi)電能的正常供應(yīng)，提高大眾生活質(zhì)量。