民用建筑供配电设计的可靠性与经济性

邓伟良

摘要：可靠性与经济性是民用建筑供配电设计的二大指标。因此，必须合理设计建筑供配电各个系统和运用先进的电气设备，这对满足民用建筑功能要求及节约建筑建造成本是极为重要的。本文首先说明了民用建筑供配电设计应遵循的基本原则，然后详细阐述了民用建筑配电设计的可靠性与经济性措施。

关键词：供配电；可靠性；经济性；电力负荷；线路

中图分类号：S611文献标识码： A

一、民用建筑供配电设计应遵循的基本原则

在对民用建筑的供配电进行设计时，应当遵循以下几点原则：

其一，可靠性原则。这是民用建筑供配电设计必须遵循的原则之一，按照实际用电负荷等级，要求在供配电系统应当在任何运行方式喜爱都能够提供连续的供电，以确保供电可靠性；

其二，简洁性。供配电系统的主接线设计应当尽可能简单、明显，尽量不要

存在多余的电气设备，并确保某些设备及线路的投切应当便于操作且分合闸要直观。这样的设计不但能够避免误操作，而且还能进一步提高供电系统的运行可靠性，同时还可以使各类故障的处理也更加简单迅速；

其三，安全性。应当确保在实施所有操作切换时，作业人员及电气设备的安全，并保证能够在安全的条件下进行检修和维护工作，并且还要确保所有的电气设备都在额定电压和电流的情况下工作，一旦发生事故应当能够及时对故障部位进行切除；

其四，选择性。在进行供配电系统设计时，应当从控制故障事故范围扩大的角度进行考虑，这就要求应当有选择地进行断路器配合，但是若是选择性大幅度提高有可能会影响经济性，因而，选择性的设计应当尽可能在较为重要的回路上考虑，这一原则在进行普通回路设计时一般可予以忽略。

二、民用建筑供配电设计的可靠性措施

（一）电力负荷

电力负荷根据供电可靠性及中断供电在政治、经济上所造成的损失或影响程度，分为一级负荷、二级负荷及三级负荷。具体划分如下：一级负荷。中断供电将造成人身伤亡、重大政治影响、重大经济损失、公共场所秩序严重混乱等情况之一的用户或设备。一级负荷应由两个独立电源供电，保证有一个电源持续供电。一级负荷中的特别重要负荷.需要考虑一个电源系统在检修或故障的同时，另一电源系统也发生故障的严重情况，所以除上述两个电源外，还必须增设应急电源。应急电源系统可根据电网的具体条件和负荷本身允许中断供电的时间，采取独立发电机组，电网中的第三路独立电源、蓄电池或其组成的交流不间断电源装置；二级负荷。中断供电将造成较大政治影响、较大经济损失及公共场所秩序混乱的用户或设备。二级负荷的供电系统应在变压器或线路常见故障时不中断供电或中断供电后能迅速恢复供电；三级负荷。不属于一、二级负荷的。三级负荷对供电无特殊要求，仅保证其正常情况下的用电。

（二）配变电所

1、所址选择

配变电所的组成一般包括：高压配电室、电容器室、变压器室、低压配电室、控制室、工具材料室、检修场地、夜班休息室等，具体工程中可按箫要组合。在采用不带可燃油的高、低压配电装置和非油浸电力变压器及非可燃性油电容器时，只要具有不低于规范要求的防护外壳，允许将其设在同一房间内，配变电室的组成将更趋简化。

2、对土建专业的要求

可燃油浸电力变压器室的耐火等级应为一级。非燃或难燃介质电力变压器室、高压配电室和高压电容器室的耐火等级不应低于二级。低压配电室和低压电容器室的耐火等级不应低于三级。长度大于 7m的配电室应设两个出口，并尽量布置在配电室的两端。

3、变压器、配电室、电容器室、控制室应有防止雪和小动物从门、窗、电缆沟进入屋内的措施。配电室、电容器室和各种辅助房间的内墙表面均应抹灰刷白。配电室、变压器室、电容器室的顶棚及变压器室的内墙面应刷白。地面采用高标号水泥抹面压光或用水磨石地面。

（三）供电线路的安全要求

供电电源在满足电力负荷的要求下，供电线路的安全可靠也是非常重要的。供电线路敷设方式应根据建筑物的性质、要求、用电设备的分布及环境特征等因数确定。应避免因外部热源、灰尘聚集及腐蚀或污染物存在对布线系统带来的影响。并应防止在敷设及使用过程中因受冲击、振动和建筑物的伸缩、沉降等各种外界应力作用而带来的损害。而高层民用建筑消防用电设备应采用专用的供电回路，消防控制室、消防水泵、消防电梯、防排烟风机等的供电，应在最末一级配电箱处设置自动切换装置，其配电线路敷设应符合有关规范的要求。在建筑电气设计中，地下室车库应急照明配电箱常常直接明装在车库墙上,而配电箱又没有作防火措施，一旦火灾发生在配电箱附近,配电箱很快而且很容易被烧毁，因此应设置配电间来放置配电箱，以保证应急照明供电的可靠性。

此外电气设备应尽量选用技术先进、可靠性高的产品，应正确选用供配电系统的接地型式，做好系统的防雷及防雷击电磁脉冲，减少高次谐波分量，保证供电品质等，这些也都是非常重要的。

三、民用建筑供配电设计的经济性措施

（一）减少低压柜出线回路的方法

在设计一个民用建筑工程的供配电系统时，首先要确定将负荷的种类和位置，将同一区域内相同性质的负荷，由低压母线馈出的一个回路供电，这里的同一区域可以是同一层内，也可以是不同楼层但轴线位置相同的区域，这样做可以减少低压柜的出线回路，减少低压柜的台数，降低设备成本，缺点是当出线端故障或馈电回路检修时会造成大范围的断电。然而，此种情况在现实中发生的可能性非常低。

例如，在实际生活中，住宅楼一年或者更长时间内基本上不停电，而这种住宅楼的电源进线大部分都是大容量的单回路供电的，而且现在电气设备的性能越来越好，通常在不出现电气故障的情况下是免维护不检修的，因此在非重要负荷采用大容量回路出线是可行的，也是降低电气设备成本的有效方法。

（二）正确选择需要系数、同时系数以及功率因数的方法

如何正确选择需要系数、同时系数以及功率因数将直接影响到一栋建筑电气设备的投资。功率因数选用是否准确直接影响到计算电流，从而影响电缆 (导线)、保护开关的大小；需要系数选用是否准确亦直接影响到计算电流，从而影响电缆 (导线)、 保护开关的大小；同时系数取值还直接影响变压器大小的选择， 若取值偏大而选择大容量变压器时，会造成将来变压器运行时损耗的增大。因此在实际的设计中一定要调查研究同类设备在实际运行中的情况，合理选用计算系数。

例如，某城市有一项4万m2高档公寓工程，设计人员在设计时选用了2台 1250kVA干式变压器，而实际建成以后，由于入住率不是很高，开发商只采用一台 500kVA的变压器就可以带动所有的负荷，这本身就反映出设计时计算系数取得保守偏大。在我们做设计时要考虑发展前景，留有余量，这些年随着建筑智能化水平的提高，通过楼宇自控的调节、节能产品的选用、电能浪费的减少以及智能化水平的提高大部分是由计算机来实现的，对用电量的需要可以降低，因此我们在设计中可尽量取低一点的系数。

（三）合理选择线缆截面、保护开关的大小以及电缆（导线）的敷设方式和路径

线电缆的载流量需与低压断路器的整定电流配合选择，使线路受到断路器的保护，并且在线路的选择和设备的布置时，应充分了解工程条件、环境特点，根据实地考察情况，因此在设计中一定要根据实际情况合理地设计选择电缆的敷设方式、路径和设备的布置，这样才能节约投资成本，减少运行费用。

参考文献：

[1]刘奎. 分析民用建筑电气节能设计[J]. 中华民居(下旬刊)，2012(10)

[2]刘涛. 民用建筑供配电可靠性研究探讨[J]. 才智，2012(14)

[3]曾益保. 供配电节能设计应注意的几个问题[J]. 科技信息，2011(13)

[4]魏小新. 工厂供配电系统设计中提高功率因素补偿措施的确定[J]. IB智能建筑与城市信息，2013(08)