建筑電氣供配電系統設計淺析

喬鵬鳴 張笑培

【摘要】隨著城市建筑的持續發展及人們各方面生活水平的提升，人們對建筑使用功能的重視程度越來越高，這不僅僅局限在建筑的基本使用功能方面，更重要是建筑使用的安全可靠性，對于建筑電氣運作安全可靠性，供配電系統設計則占據了決定性的作用。本文作者從建筑的角度切入，對建筑電氣供配電系統設計有關概念進行闡述，進而對其供配電系統的相關設計進行探討，對于建筑電氣更好地開展供配電系統設計工作，具有一定的借鑒價值。

【關鍵詞】建筑電氣；供配電系統；設計研究

引言

建筑電氣如今已經成為城市建筑中不可或缺的組成部分，建筑電氣供配電系統設計過程中需要考慮的因素較多，也只有全面地將這些因素的影響作用考慮到設計其中，才能確保供配電設計的科學合理性，進而保證建筑電氣使用的安全可靠。

一、建筑電氣供配電系統設計概述

建筑電氣供配電系統設計是從電力專業的角度出發的，但它又同時受到其它專業實際情況的干擾，像消防專業、給排水專業、暖通專業等。建筑電氣供配電設計具體是指，在建筑電氣中，設計人員依據建筑的實際使用功能、內部空間結構、其它專業施工的影響、各種干擾因素以及建筑基礎設計圖等方面，對建筑供配電系統進行線路布置、用電負荷等級確定及其它相關配電控制設備的規劃，最終將其設計思路以圖紙的形式表現出來的過程，即為建筑電氣供配電系統設計。建筑電氣供配電系統設計是一項具有專業性系統性的工作，從實際來看，供配電系統設計主要包含了供電電壓、高低壓配電設計、用電負荷等級確定及供配電所設計等方面的內容，而這些設計內容之間又存在著相輔相成的關系，因此在設計過程中需要對每一項設計內容給予足夠的重視，這樣才能確保供配電系統設計滿足有關要求。

二、建筑電氣供配電系統設計探究

1.建筑電氣的供電電壓

在建筑電氣供配電系統設計的過程中，供電電壓對于用戶用電具有十分重要的作用，過大電壓設計不僅會造成浪費，同時還極有可能發生安全事故，而過小的電壓設計又無法滿足實際需求，因此需合理得對供電電壓進行設計。通常來說，建筑電氣供電電壓的確定會受到一些因素的影響與決定，像供電點距離供電用戶的距離、供電線路回路數量、用電負荷等級、地區電力電網設計現狀以及用電的長遠規劃等等，都會對供電電壓的選擇起到決定性的作用，所以在設計中需要對其進行綜合考慮。用電設備容量在250kW或需用變壓器容量在160kVA以上者應以高壓方式供電，一般采用10kV；用電設備容量在250kW或需用變壓器容量在160kVA及以下者，應以低壓供電，一般采用220V/380V。當線路電流不超過30A的照明負荷時，可用220V單項供電，否則應采用380V/220V三相四線制供電。需要雙回電源線路供電時，一般應采用同級電壓。

2.建筑電氣電力負荷

1）電力負荷計算方法。電力負荷計算主要是為了能夠對整個建筑的電力總負荷、不同需求的用電負荷等級進行準確的判定，通過總負荷進行分支負荷的計算，最終能夠對電壓損耗、功率損耗及無功率補償等進行確定。通常將單位指標的計算方法應用于方案設計階段，而系數法多用于初期及施工圖設計時期，但對于住宅功能的建筑而言，單位指標法可應用于其設計的每一階段，具有一定的普遍性；同時當存在用電設備數量多但不同設備之間的容量差異性較小的情況下可選用系數法進行計算，而通常適用于干線及配電所的用電負荷確定，相反當建筑存在用電設備數量較少且期容量差異性較大的時候，則二項式計算方法較為適用，它主要被應用在干線及配電箱的用電負荷計算方面。值得注意的是，在供配電系統電力負荷設計過程中，為了使負荷計算成果更加簡便得用于實際，一般統一以變壓器為基本單位。2）電力負荷分級與分類。電力負荷分級通常劃分為一級負荷、二級負荷及三級負荷，其中一級負荷的等級最高在實際的電力中也是最為重要的，電力負荷分級依據主要從電力負荷達到一定高度而發生事故產生電力中斷以后，在電力中斷以后造成的損失或社會破壞程度。因此其損失程度越大，則負荷等級應設計為越高。對于電力負荷分類，我國依據國家規定的電價有關制度，主要有照明電價與非工業動力電價另種計費方式，在建筑電氣供配電具體的設計中，應將具有差異的電價負荷進行分開設計，這樣能夠在很大程度上確保后期單獨計價的功能實現。3）電力負荷供電要求。電力負荷分為三個等級，那么電力負荷供電要求也需要從這三個方面分別進行設計。一級負荷因其負荷存在的重要性一般會設計兩個單獨的電源對其進行供電，這樣能夠在實際中確保有一個電源始終保持不間斷供電狀態，但同時也需要考慮更為特殊的情況，當建筑電氣中其中一臺電源在進行檢修的時候，另一臺也因故障而無法正常工作，在這種情況下，就需要在設計中進行應急電源的設計，一般應急電源可依據建筑電氣實際情況及電力中斷供電時間，采用發電機組，蓄電池、引用另外的獨立電源燈進行應急所用；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；三級負荷對供電無特殊要求，僅保證其正常情況下的用電。

3.供配電所設計

1）供配電所選址。通常應盡可能使高壓深入負荷中心。為了保證供電的穩定可靠和操作的簡便易行，一般都會將其設置在地下一層或者是首層。在建筑高度甚高和大容量負荷相當分散的情況下，也可分散布置多處供配電所，其布置方案應經過技術經濟比較確定。一般工程中應根據實際情況，最好將供配電所安排在地下一層。2）進行供配電所負荷計算與無功功率補償計算，確定無功補償容量。確定變壓器型號、臺數、容量。進行主接線方案選擇。3）根據供配電所供電的負荷性質及其對供電可靠性的要求，進行負荷分級，從而確定所需的獨立供電電源個數與供電電壓等級，并確定是否設置應急備用發電機組。一般工程系統供配電按三級負荷要求設計，消防設備及部分重要負荷按二級負荷供電。4）短路電流計算與開關設備選擇。二次回路方案的確定，繼電保護的選擇與整定計算。操作電源的選擇、計量與測試。

三、結束語

建筑電氣供配電系統設計對于建筑電氣系統正常運作及后期建筑的正常功能發揮，都具有十分重要的作用，建筑電氣供配電設計的不合理往往會導致安全事件的發生。因此應給予高度重視。

參考文獻

[1]王新宇.淺談高層建筑供配電系統的設計[J].山西建筑，2011（07）：84