民用建筑供配电工程设计研究

景春茹

（兰州煤矿设计研究院，甘肃 兰州 730000）

由于民用建筑人口集中、楼房之间有较大的空间，存在众多曲径、多样化用电设备等。因此，民用建筑供配电工程设计具有更高的复杂性，必须根据生活用电特点设计安全、可靠的供配电方案[1]。

1 民用建筑供配电工程的总体电气设计

1.1 民用建筑电气设计的原则

民用建筑电气设计必须贯彻执行国家有关工程的政策和法令，应当符合现行的国家标准和设计规范。电气设计还应遵守有关行业、部门和地区的特殊规定和规程。在上述的前提下力求贯彻以下原则：

应当满足使用要求和保证“安全用电”；

确立技术先进、经济合理、管理方便的方案；

设计应适当留有发展的余地；

设计应符合现行的国家标准和设计规范。

1.2 电气设计的程序

民用建筑电气设计主要包括初步设计阶段与施工图纸设计阶段。其中初步设计阶段的主要工作是：了解和确定建设单位的用电要求；落实供电电源及配电方案；确定工程的设计项目；施工图纸设计阶段，根据对比与遴选出的最终设计方案，其中涉及设计方案中规定的设计目标、规范、技术细节等供配电工程设计文本，开展下一步可执行的施工程序与步骤设计，进行基础性的用电负荷计算；确定供配电设备容量与类型；编制出施工图设计文件等。

2 民用建筑用电负荷计算

民用建筑的负荷计算是为了确定建筑物的用电计算负荷，以便正确合理地选择电气设备和器材，并为进行无功补偿提供依据。

本文以照明用电负荷计算为例进行介绍。测算住户照明用电负荷的方法有两种：

（1）单位指标法

假设待计算的总用电负荷为Pjs(适用于照明及家用电负荷)，则给予单位指标法的计算公式为：

①式中，Pei为单位用电指标，Ni为单位数量，如户数。

（2）单位面积法，按单位面积法计算负荷，其表达式为：

②式中，PM为实际最大负荷，单位为kW，Ped为单位面积计算负荷，单位为W/m2，S 为小区总面积，单位为m2。η 为同时系数。

确定用电负荷是进一步完成供配电设备容量与类型选择的基础。为了保证供配电过程的安全性与可靠性，在计算用电负荷时还需要给出一定的安全余量，具体操作根据实际工程需要决定。

3 供配电设备与模式选择

供配电设备选型需要根据用电过程的安全性、可靠性以及经济性来完成，具体操作如下。

3.1 供配电设备的选择方式

考虑到供配电过程可能处于正常工作模式、短路过流工作方式、电压不稳定工作方式等多种情况，因此需要综合多种情况可能性，给出恰当、可靠的供配电设备选型。

1）按工作电压选择电气设备

考虑电压不稳定条件下，根据一般家用电器允许的最高工作电压为设备额定电压的1.1～1.15 倍进行计算，这里可以将供配电设备的额定容量定为家用电器处于电压波动下的峰值即额定电压的1.15 倍。

2）按工作电流选择电气设备

电气设备的额定电流IN是指在规定的环境温度下，设备的长期允许通过电流。IN不应小于该回路的最大持续工作电流。

3）按环境条件选择

按照设备的装置地点、使用条件、检修和运行等要求选择导体、电器的种类和形式。

3.2 变压器容量计算与选型

民用建筑尤其是高层建筑用电负荷大，大部分变压器长年接入电网运行，变压器的长期累计损耗相当可观。因此，研究变压器损耗与负荷率的关系，合理地决定变压器额定容量、类型对于安全、高效用电非常重要。

假设X# 楼负荷计算结果为下表1：

表1 X# 楼负荷计算结果

则X# 楼的箱式变压器选择为：根据负荷计算，实际运行后负荷功率为：421.3kW，负荷电流为638.61A；依据有关变压器运行规范及规程中的规定，确保变压器安全、经济、可靠运行的条件，应选择630kVA电力变压器做为#1 箱式变的供电电源；此时变压器运行负荷率可达66.8%[2]。

目前应用于民用建筑供配电工程的配电变压器类型主要包括油浸式配电变压器S9 系列配电变压器以及S11 系列配电变压器等类型，根据民用供配电要求，综合考虑到经济型与安全可靠配电需求，这里建议选用S9 系列配电变压器，结合以上变压器容量需求计算结果，X# 楼选择使用S9-630kVA 10/0.4kV 型配电变压器[3]。

4 供配电工程电气施工制图

电气施工图包括以下内容和图样：

1）设计说明。制定的设计说明包括拟采用的配电模式、负荷等级、线路走线、用电安全设计及施工细节比如电气安装高度、电器设备安装注意事项、施工安全规范等。

2）主要材料设备表。包括工程所需的各种设备、管材、导线等名称、型号、规格、数量等。设备材料表上所列的主要材料的数量，由于与工程量的计算方法和要求不同，不能作为工程量编制预算的依据，只能作为参考数量。

3）配电系统图。又称“电气原理图”，用来完整性、系统性的展示配电主设备以及附属设备之间的关联以及线路连接，同时也能反映各个设备部件之间的电信号走向。系统图不表示电气线路中各种设备的具体情况、安装位置和接线方式。

系统图有变、配电系统图，动力系统图，照明系统图，弱电系统图等。内容包括：整个配电系统的连接方式，从主干线至各分支回路的路数；主要变、配电设备的名称、型号、规格及数量；主干线路及主要分支线路的敷设方式、型号、规格。

4）电气平面图。表示电气线路和电气设备平面布置的图纸，也是进行电气安装的重要依据。平面图可以表示电气线路中各种设备的具体情况、安装位置和接线方式，但不表示电气设备的具体形状。内容包括：建筑物的平面布置、轴线分布、尺寸以及图纸比例；各种变配电设备的编号、名称，各种用电设备的名称、型号，以及它们在平面图上的位置；各种配电线路的起点、敷设方式、型号、规格、根数，以及在建筑物中的走向、平面和垂直位置；建筑物和电气设备防雷、接地的安装方式以及在平面图上的位置。

［1］李兵，程大章.民用建筑供配电可靠性分析[J].电工技术杂志，2003，12：34-38.

［2］李炳华，刘文坤.民用建筑中供配电系统若干问题的再思考[J].建筑电气，2010，12：3-8.

［3］叶充.建筑供配电系统可靠性评估与思考[J].建筑电气，2011，06：19-24.