民用建筑供配電設計的可靠性與經濟性

鄧偉良

摘要：可靠性與經濟性是民用建筑供配電設計的二大指標。因此，必須合理設計建筑供配電各個系統和運用先進的電氣設備，這對滿足民用建筑功能要求及節約建筑建造成本是極為重要的。本文首先說明了民用建筑供配電設計應遵循的基本原則，然后詳細闡述了民用建筑配電設計的可靠性與經濟性措施。

關鍵詞：供配電；可靠性；經濟性；電力負荷；線路

中圖分類號：S611文獻標識碼： A

一、民用建筑供配電設計應遵循的基本原則

在對民用建筑的供配電進行設計時，應當遵循以下幾點原則：

其一，可靠性原則。這是民用建筑供配電設計必須遵循的原則之一，按照實際用電負荷等級，要求在供配電系統應當在任何運行方式喜愛都能夠提供連續的供電，以確保供電可靠性；

其二，簡潔性。供配電系統的主接線設計應當盡可能簡單、明顯，盡量不要

存在多余的電氣設備，并確保某些設備及線路的投切應當便于操作且分合閘要直觀。這樣的設計不但能夠避免誤操作，而且還能進一步提高供電系統的運行可靠性，同時還可以使各類故障的處理也更加簡單迅速；

其三，安全性。應當確保在實施所有操作切換時，作業人員及電氣設備的安全，并保證能夠在安全的條件下進行檢修和維護工作，并且還要確保所有的電氣設備都在額定電壓和電流的情況下工作，一旦發生事故應當能夠及時對故障部位進行切除；

其四，選擇性。在進行供配電系統設計時，應當從控制故障事故范圍擴大的角度進行考慮，這就要求應當有選擇地進行斷路器配合，但是若是選擇性大幅度提高有可能會影響經濟性，因而，選擇性的設計應當盡可能在較為重要的回路上考慮，這一原則在進行普通回路設計時一般可予以忽略。

二、民用建筑供配電設計的可靠性措施

（一）電力負荷

電力負荷根據供電可靠性及中斷供電在政治、經濟上所造成的損失或影響程度，分為一級負荷、二級負荷及三級負荷。具體劃分如下：一級負荷。中斷供電將造成人身傷亡、重大政治影響、重大經濟損失、公共場所秩序嚴重混亂等情況之一的用戶或設備。一級負荷應由兩個獨立電源供電，保證有一個電源持續供電。一級負荷中的特別重要負荷.需要考慮一個電源系統在檢修或故障的同時，另一電源系統也發生故障的嚴重情況，所以除上述兩個電源外，還必須增設應急電源。應急電源系統可根據電網的具體條件和負荷本身允許中斷供電的時間，采取獨立發電機組，電網中的第三路獨立電源、蓄電池或其組成的交流不間斷電源裝置；二級負荷。中斷供電將造成較大政治影響、較大經濟損失及公共場所秩序混亂的用戶或設備。二級負荷的供電系統應在變壓器或線路常見故障時不中斷供電或中斷供電后能迅速恢復供電；三級負荷。不屬于一、二級負荷的。三級負荷對供電無特殊要求，僅保證其正常情況下的用電。

（二）配變電所

1、所址選擇

配變電所的組成一般包括：高壓配電室、電容器室、變壓器室、低壓配電室、控制室、工具材料室、檢修場地、夜班休息室等，具體工程中可按簫要組合。在采用不帶可燃油的高、低壓配電裝置和非油浸電力變壓器及非可燃性油電容器時，只要具有不低于規范要求的防護外殼，允許將其設在同一房間內，配變電室的組成將更趨簡化。

2、對土建專業的要求

可燃油浸電力變壓器室的耐火等級應為一級。非燃或難燃介質電力變壓器室、高壓配電室和高壓電容器室的耐火等級不應低于二級。低壓配電室和低壓電容器室的耐火等級不應低于三級。長度大于 7m的配電室應設兩個出口，并盡量布置在配電室的兩端。

3、變壓器、配電室、電容器室、控制室應有防止雪和小動物從門、窗、電纜溝進入屋內的措施。配電室、電容器室和各種輔助房間的內墻表面均應抹灰刷白。配電室、變壓器室、電容器室的頂棚及變壓器室的內墻面應刷白。地面采用高標號水泥抹面壓光或用水磨石地面。

（三）供電線路的安全要求

供電電源在滿足電力負荷的要求下，供電線路的安全可靠也是非常重要的。供電線路敷設方式應根據建筑物的性質、要求、用電設備的分布及環境特征等因數確定。應避免因外部熱源、灰塵聚集及腐蝕或污染物存在對布線系統帶來的影響。并應防止在敷設及使用過程中因受沖擊、振動和建筑物的伸縮、沉降等各種外界應力作用而帶來的損害。而高層民用建筑消防用電設備應采用專用的供電回路，消防控制室、消防水泵、消防電梯、防排煙風機等的供電，應在最末一級配電箱處設置自動切換裝置，其配電線路敷設應符合有關規范的要求。在建筑電氣設計中，地下室車庫應急照明配電箱常常直接明裝在車庫墻上,而配電箱又沒有作防火措施，一旦火災發生在配電箱附近,配電箱很快而且很容易被燒毀，因此應設置配電間來放置配電箱，以保證應急照明供電的可靠性。

此外電氣設備應盡量選用技術先進、可靠性高的產品，應正確選用供配電系統的接地型式，做好系統的防雷及防雷擊電磁脈沖，減少高次諧波分量，保證供電品質等，這些也都是非常重要的。

三、民用建筑供配電設計的經濟性措施

（一）減少低壓柜出線回路的方法

在設計一個民用建筑工程的供配電系統時，首先要確定將負荷的種類和位置，將同一區域內相同性質的負荷，由低壓母線饋出的一個回路供電，這里的同一區域可以是同一層內，也可以是不同樓層但軸線位置相同的區域，這樣做可以減少低壓柜的出線回路，減少低壓柜的臺數，降低設備成本，缺點是當出線端故障或饋電回路檢修時會造成大范圍的斷電。然而，此種情況在現實中發生的可能性非常低。

例如，在實際生活中，住宅樓一年或者更長時間內基本上不停電，而這種住宅樓的電源進線大部分都是大容量的單回路供電的，而且現在電氣設備的性能越來越好，通常在不出現電氣故障的情況下是免維護不檢修的，因此在非重要負荷采用大容量回路出線是可行的，也是降低電氣設備成本的有效方法。

（二）正確選擇需要系數、同時系數以及功率因數的方法

如何正確選擇需要系數、同時系數以及功率因數將直接影響到一棟建筑電氣設備的投資。功率因數選用是否準確直接影響到計算電流，從而影響電纜 (導線)、保護開關的大??；需要系數選用是否準確亦直接影響到計算電流，從而影響電纜 (導線)、 保護開關的大??；同時系數取值還直接影響變壓器大小的選擇， 若取值偏大而選擇大容量變壓器時，會造成將來變壓器運行時損耗的增大。因此在實際的設計中一定要調查研究同類設備在實際運行中的情況，合理選用計算系數。

例如，某城市有一項4萬m2高檔公寓工程，設計人員在設計時選用了2臺 1250kVA干式變壓器，而實際建成以后，由于入住率不是很高，開發商只采用一臺 500kVA的變壓器就可以帶動所有的負荷，這本身就反映出設計時計算系數取得保守偏大。在我們做設計時要考慮發展前景，留有余量，這些年隨著建筑智能化水平的提高，通過樓宇自控的調節、節能產品的選用、電能浪費的減少以及智能化水平的提高大部分是由計算機來實現的，對用電量的需要可以降低，因此我們在設計中可盡量取低一點的系數。

（三）合理選擇線纜截面、保護開關的大小以及電纜（導線）的敷設方式和路徑

線電纜的載流量需與低壓斷路器的整定電流配合選擇，使線路受到斷路器的保護，并且在線路的選擇和設備的布置時，應充分了解工程條件、環境特點，根據實地考察情況，因此在設計中一定要根據實際情況合理地設計選擇電纜的敷設方式、路徑和設備的布置，這樣才能節約投資成本，減少運行費用。

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