工業建筑供配電工程設計研究

田立軍

【摘 要】隨著現代信息技術的發展，現代工業建筑中，供配電系統設計的合理性直接影響到各個工序的安全施工，其系統設計對工業建筑施工效率、質量及安全有決定性作用。合理的配電系統設計是順利施工的保障。

【Abstract】With the development of modern information technology， in modern industrial building， the rationality of the distribution system directly affects the construction safety of each step， the system design has a decisive effect on industrial construction efficiency， quality and safety. Reasonable distribution system design is the guarantee of smooth construction .

【關鍵詞】工業建筑；供配電；工程設計

【Keywords】industrial building； power supply and distribution； engineering design

【中圖分類號】TU113.6+63 【文獻標志碼】A 【文章編號】1673-1069（2017）04-0164-02

1 概述供配電系統設計內涵

對于電力系統而言，供配電系統主要包含兩部分，即用戶變電與區域變電站兩種形式，其主要與電力系統中的電能發、輸、配及用及配用兩個環節，同時在運行要求及特點上，與電力系統必須保持一致。由于工業建筑供配電系統，配電使用者及其用電設備是其主要對象，因此安全性能的好壞是非常重要的。在工業建筑供配電系統中，一般在流動方向上，功率是單向的，即從電源端向用戶端流動，其目的主要是通過合理的分配與降壓手段，將電力系統中的電能轉換為用戶用電設備所需的電能，滿足用戶生產及生活需求。根據目前工業建筑供配電系統現狀，通常情況下，其電壓一般為110kV或以下，因此在供配電系統設計中，要根據實際用電量、負荷性質，抑或周邊區域供電情況合理制定設計方案。此外，還要確保制定的設計方案不但可以滿足目前供配電系統運行需求，還要從長遠角度來考慮，確保其有良好的發展前景。

2 工業建筑供配電工程系統設計的主要原則

2.1 安全性

在對工業建筑供配電線路布線控制過程中，依照建筑性質、要求、用電設備分布及其周邊環境等因素，堅持安全及節約的原則，一般在建筑工程低壓供配電設計中，城區高層建筑、郊區別墅樓盤或地層建筑群等的低壓配電方式等通常采用分區樹干式方式，此外，城市路邊照明供配電系統中，每個燈桿內部從燈芯到燈桿角的連接方式及其干線接駁方式也會采用樹干式配電模式。在干線首端安裝的短路保護器對分支線長度有一定的保護作用，也就是怎樣確定安全長度值，在具體實踐工作中，這一問題值得設計人員深入研究。[1]

2.2 可靠性

對于工業建筑電氣設計而言，供配電系統的安全與可靠性是十分關鍵的。工業建筑中的消防控制室、水泵、電梯、火災報警器、自動滅火系統及應急照明等設備負荷為一級，同時柴油發電機房的送風機、專用變電所排送風機、消防水泵、電梯等的污水泵等設備負荷也要與消防設備保持一致，為一級，這在電氣負荷中是最重要的。在實際運行中，除了對其配備兩個電源外，相應的應急電源也是必不可少的，究其原因在于在特殊情況下，應急電源能夠滿足一級負荷設備供電需求，所以嚴禁在應急電源中介入其他電氣負荷。在實際設計中，柴油發電機組與EPS應急電源是最為常用的。

2.3 合理性

在工業建筑供配電系統運行中，合系統設計是否合理，直接影響到電氣的節能效果，而企業對用電量的評估決定了供電方案是否合理。對于工業建筑而言，配電系統是否合理更是非常重要。在配電設計中，要縮減配電級數，確保配電路徑設計的科學性。配電級數總量會影響到上下級配合情況，還會促使元器件數量增加，導致故障率提高，同時放大了配電線纜。而線纜的加長及供電質量等問題，都與配電路徑的合理性緊密相連。配電路徑的不科學，主要是由配電間位置不合理引起的，因此在配電系統設計中，要及時優化配電系統位置，確保其節能效果得到充分發揮。[2]

2.4 節能性

在實際設計中，為了實現變壓器的節能目的，必須要綜合考慮投資、年耗電量等各類因素。經過大量實踐表明，配電變壓器經濟合理，根據配電變壓器投資回收年限，合理確定變壓器選型與設計型號。通常情況下，通過獲得變壓器投資費用與年耗電電費等價差來獲得。

3 工業建筑供配電系統具體設計流程

3.1 變配電所設計

在工業建筑供配電系統設計中，供電中樞及其變配電所具有非常重要的作用，其設計主要包含以下幾方面內容：①計算變配電所負荷及其無功功率補償，以此確定無功補償的實際容量；②建筑高度比較高，且容量負荷不夠集中情況下，經過技術檢驗后可以在變配電所周邊進行分散布置；③合理負荷分級，也就是要分局參考變配電所供電負荷品質及其可靠性等要求。在工業建筑中，變配電所是配電工程設計中非常關鍵的部分，所以必須要重視變配電所設計，在此基礎上確保建筑供電系統運行的安全、可靠及完整性，以此為社會經濟穩定發展奠定基礎。

3.2 選址及布置

隨著社會經濟的快速發展，現代建筑的大、高建筑特點日益突出，維護更加方便，有色金屬投資也降低了。在建筑管理、調度等方面，用電負荷比較集中，變配電電能節約率提高，能夠有效降低大量輸配電電纜及電線的應用。因此在實際工作中，要從安全運行的角度出發，合理選擇變配電所位置，確保其經濟性能。一般，在選擇變配電所位置時，必須要堅持以下原則：①臨近負荷中心，出入線方便，與電源側相近；②有劇烈振動或高溫場所不適宜設置；③灰塵多、有水霧或腐蝕性其他等場所也不應設置，實在沒辦法的話也要避開污染源下風側；④廁所或其他積水場所正下方或貼鄰區域也不應設置；⑤爆炸危險場所內也不應設置，以免引起重大安全事故，同時存在火災危險隱患的正上或下方，也不應設置；⑥變配電所建筑是獨立存在的，不能在地勢低洼或可能積水的場所進行設置；⑦高層建筑地下室設置時，要在通風、散熱好的場所設置變配電所。

3.3 變配電所形式

在實際運行中，要綜合考慮用電負荷情況及其周邊環境確定變配電所形式，要滿足以下要求。①高層或大型民用建筑中，適宜選用室內或戶內成套變配電所；②城市大中居民區，適宜選用獨立或內外附變電所，甚至條件允許時也可選用成套；③部分中小城鎮居民區或工廠，在環境允許情況下，變壓器容量不超過350kV，變電所適宜設為桿上或高臺式；④車間或站房負荷較大時，變電所適宜設為附設或半露天形的；⑤在負荷大的多跨廠房，廠房中部為負荷中心，且環境允許，就可選用車間內或組合式成套變配電所。

3.4 信息建模

在高層建筑變配電系統設計中，設計人員在充分利用計算機的同時，也會遇到一些客觀問題，雖然通過相關輔助軟件設計出圖紙的特殊圖形符號，但由于其自身不具備工程信息，比如設計中的保護開關，一般只給出開關名稱及型號，但具體的工程信息如供接線、安裝、額定電力及尺寸等不完整，使得設計階段信息流失、表達模糊、不能共享及重復勞動等問題不斷出現。根據建筑變配電工程系統設計，利用面向對象的技術，引入信息化建模，在設計中構建繪圖、信息管理及分析等步驟中是十分必要的，還能夠促進建筑變配電工程實現智能化設計目標，設計質量得到提高，促進工程信息管理更加規范化。

綜上所述，隨著社會經濟的發展，現代工業建筑供配電系統設計提出新的要求，只有綜合考慮各類因素，才能確保配電系統的優質性，配電系統設計的成功主要表現為系統安全、穩定、經濟、節能及美觀等方面的和諧統一。

【參考文獻】

【1】張帆.淺析民用建筑中的配電工程設計[J].建材與裝飾，2016（45）：217-218.

【2】孫鴻鑫.高層建筑電氣工程供配電系統設計分析[J].山東工業技術，2016（08）：119-120.