關于民用建筑供配電設計的探析

路占偉

[摘 要] 民用建筑進行供配電設計時，不僅要考慮到居民的基礎生活用電，同時還要保證在特殊情況下的用電需求，所以在設計時，應該按照極限允許的最大值范圍來考慮，為居民提供安全穩定的用電環境。本文闡述了電力負荷以及供電電壓，探討分析了變配電所的設計以及高低壓配電系統的設計，以供參考。

[關鍵詞] 民用建筑；供配電；設計

在民用建筑進行供配電設計時，為了保證配電設計的合理性，建筑設計師應該向電氣設計部門提供詳細的基礎設計圖，然后電氣設計師在結合建筑結構特點和用電需求進行合理化設計。在進行設計的過程中，不僅要考慮到電力使用的方便，同時還要充分的考慮到對其進行檢修時的方便，不會與其他設施發生沖突。

一、電力負荷

1、電力負荷的分級與分類。（1）電力負荷的分級。根據電力負荷因事故中斷供電后，在政治上造成影響或在經濟上造成損失的程度，可將負荷分為一、二、三級。造成的影響、損失程度越大，對供電可靠的要求就越高。不同行業因使用的設備不同，有不同的分級規定，見《民用建筑電氣設計規范》。（2）電力負荷的分類。根據國內電價制度，對于民用建筑的用電采用照明電價和非工業動力電價兩種電價計收電費的辦法，設計中必須把不同電價的負荷嚴格分開，保證分別計費的可能。

2、電力負荷的供電要求。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。（1）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。（2）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。（3）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、電力負荷的計算方法。負荷計算的目的在于盡量準確地求出建筑所需的總負荷和負荷等級、類別，算出各支部的分負荷，以作為向供電部門申請電源和擬定供配電系統、選擇設備、電器、導體、計算電壓損失、功率損失、電能損失、無功率補償的依據。（1）在方案設計階段一般應采用單位指標法；在初步設計及施工圖設計階段一般應采用需要系數法；對于住宅工程，在其設計的各個階段均可采用單位指標法。（2）用電設備臺數較多且各臺設備容量相差較小時，宜采用需用系數法。該法一般用于干線和配變電所的電力負荷計算。（3）用電設備臺數少且各臺設備容量相差較大時，宜采用二項式法。該法一般用于干線和配電（屏）箱的電力負荷計算。為了在設計時便于使用負荷計算的成果，計算一般應以變壓器為單位，按一般動力、重要動力、保安動力、一般照明、重要照明、保安照明六部分進行。

二、供電電壓

民用建筑的供電電壓主要取決于用電負荷的大小、供電距離的遠近、供電線路的回路數、用電單位的遠景規劃，當地公共電網現狀和它的發展規劃以及經濟合理等因素考慮決定。

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。

三、變配電所的設計

變配電所是民用建筑的供電中樞，其設計的主要內容包括以下幾方面：

1、根據變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。由區域變電站不同母線引兩路10kV電源進行供電。由于供電要求不高，所以不必設置應急備用發電機組。

2、進行變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、變配電所選址。為了節約電能與減少有色金屬消耗量，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，應該將配變電所設置在電力負荷較為集中的部位。一般都會將其設置在地下一層或者是首層，但是不可以設置在衛生間或者是淋浴間的下方以及經常積水區域的附近，防止漏水或者是周圍積水的淹沒對其造成損害。但在建筑高度甚高和大容量負荷相當分散的情況下，也可分散布置多處變配電所，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，最好將變配電所安排在地下一層。

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。

四、高低壓配電系統的設計

1、高壓配電系統的設計。高壓配電系統設計多采用放射式系統，以增強其供電可靠性與控制的靈活性。對于有多處變壓器分散設置的大型民用建筑，高壓配電網絡也可采用環網結構。主要設計任務：一是確定配電電壓與配電網絡結構；二是進行配電干線負荷計算；三是選擇開關設備并進行短路校驗；四是擬定二次回路方案并進行繼電保護整定計算；五是選擇高壓電纜截面、形式并確定配電干線路徑與敷設方式。

2、低壓配電系統的設計。低壓配電系統是民用建筑供配電系統的基本組成部分，無論就其重要性或工程量而言，都有舉足輕重的地位。主要設計任務：一是確定低壓配電方式與配電網絡的結構，主要內容是豎直配電干線與水平配電干線的個數、位置與走向；二是進行分干線與干線的負荷計算，選擇開關設備及導線、電纜、封閉式母線的截面與形式；三是選擇保護裝置，進行保護整定計算并保證其級間的選擇性配合，以防止穿越性跳閘；四是確定線路敷設方式，進行電氣豎井與配電小間的設計；五是進行低壓無功補償容量的計算以及補償方式與調節方式的選擇，功率因數按規定應補償到0.9-0.95。無功補償都采用集中補償方式。為降低變壓器容量，多集中裝設在低壓側，與配電屏放在一起，但必須采用干式移相電容器；六是按需配置電氣測量與電能計量裝置；七是進行保護接地、重復接地系統的設計；八是節能設計，節能降耗已經成為了現代社會發展的主要潮流，在建筑的配電設計方面，更要體現出節約用電的設計理念，這對國民經濟的發展有重要的影響。在對民用建筑進行配電設計時，在考慮到供電穩定可靠的前提下，要最大程度的降低能源的損耗，采用經濟合理的方式進行配電設計，實現節能的思想理念。

結束語

在進行民用建筑供配電系統設計時，應當同時注意其經濟性與技術性，以保證建筑供電的整體可靠性與安全性為目的，并為建筑中各設備、線路的安裝、配置與運行提供一定的途徑，確保此供配電系統能滿足本建筑中的各用電設備的各用電需求，以便保證民用建筑電氣系統設計的合理性與可行性。

參考文獻

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