對建筑電氣中供配電線路設(shè)計(jì)的探討

孔仲一

摘 要：在當(dāng)前經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展的條件下，對我國的建筑質(zhì)量也提出了更高的要求，在當(dāng)前的建筑中，設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，這也在一定程度上增加了對建筑電氣中供配電線路設(shè)計(jì)的難度。隨著城市化發(fā)展進(jìn)行的迅速推進(jìn)，我國的建筑數(shù)量在不斷增加，其中建筑能耗過多已經(jīng)成為了當(dāng)前社會發(fā)展中非常嚴(yán)重的一個問題。本文主要針對當(dāng)前建筑電氣供配電線路設(shè)計(jì)的原則進(jìn)行一定的分析，并結(jié)合配電線路設(shè)計(jì)和供配電路中的節(jié)能要點(diǎn)進(jìn)行了相應(yīng)的探討。

關(guān)鍵詞：建筑電氣；供配電線路；設(shè)計(jì)原則；節(jié)能要點(diǎn)

在建筑設(shè)計(jì)中，電氣供配電線路設(shè)計(jì)是其中非常重要的一個部分。在進(jìn)行實(shí)際設(shè)計(jì)的過程中，對建筑結(jié)構(gòu)、用途進(jìn)行全面的分析，再按照所規(guī)范的要求進(jìn)行全面而系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。我國是一個人口大國，對能源的需求非常大，所產(chǎn)生的無用能耗也非常大，這是當(dāng)前社會發(fā)展中關(guān)注的一個重點(diǎn)問題。由此可見，采取有效的措施，改善建筑電氣中配電線路設(shè)計(jì)的工作對于當(dāng)前社會的發(fā)展具有十分重要的意義。

一、建筑電氣供配電線路設(shè)計(jì)原則

1、減少能量的無謂消耗

在設(shè)計(jì)過程中，減少能耗量是主要內(nèi)容之一。例如：線路傳輸損耗、變壓器鐵損、銅損等等，這些損耗可以通過調(diào)整布局或者采用新型的節(jié)能產(chǎn)品、節(jié)能措施實(shí)現(xiàn)有效降低。

2、考慮實(shí)際經(jīng)濟(jì)效益

在設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)與實(shí)際情況進(jìn)行充分結(jié)合，對經(jīng)濟(jì)效益進(jìn)行有效的評估。在此基礎(chǔ)上，可以通過對比分析的方式，對材料和設(shè)備進(jìn)行選擇，以保證在基本收益的基礎(chǔ)上，來降低投入的成本。

3、滿足建筑物的功能需要

在對經(jīng)濟(jì)效益進(jìn)行充分的考慮的同時，最為重要的一點(diǎn)就是，一切其他的需求都需要在滿足建筑物基本需求的基礎(chǔ)上才能夠進(jìn)行。例如：滿足酒店、學(xué)校、商場等電氣設(shè)施用電要求以及多功能廳、展廳等照明用電的要求。

二、配電線路設(shè)計(jì)應(yīng)注意的問題

1、精確負(fù)荷計(jì)算，合理負(fù)荷分配，確保三相負(fù)荷均衡

隨著科技的進(jìn)步，建筑電氣中用電設(shè)備繁多，用電負(fù)荷巨大。負(fù)荷計(jì)算是變壓器、電纜、保護(hù)電器選取的重要依據(jù)，因此，精確的負(fù)荷計(jì)算顯得尤為重要。初步設(shè)計(jì)及施工圖設(shè)計(jì)階段，宜采用需要系數(shù)法。需要系數(shù)的取值是負(fù)荷計(jì)算關(guān)鍵，根據(jù)用電負(fù)荷類型、數(shù)量不同，需要系數(shù)的取值存在一定的差異。例如電梯的需要系數(shù)一般取值 0.2；水泵的數(shù)量小于 5 臺，需要系數(shù)一般取值0.8，數(shù)量大于 5 臺時，需要系數(shù)一般取值 0.6。同時，在負(fù)荷分配時，需要保證三相負(fù)荷相平衡，避免因三相負(fù)荷不平衡造成中性點(diǎn)偏移，導(dǎo)致某相電壓出現(xiàn)了較大的偏差，就會導(dǎo)致用電設(shè)備不能夠正常的工作。

2、區(qū)分負(fù)載性質(zhì)，采用分路供電及控制

建筑電氣中用電負(fù)載種類較多，如空調(diào)、水泵、照明等等，各種負(fù)載對供電電源及接地的要求各不相同，且非線性負(fù)載產(chǎn)生的諧波可能會影響到其他電氣設(shè)備的正常工作，因此在設(shè)計(jì)過程中應(yīng)進(jìn)行分路供電及控制。如弱電機(jī)房內(nèi)對供電電源有較高要求的設(shè)備，弱電機(jī)房內(nèi)設(shè)備應(yīng)采用獨(dú)立的供電回路，并應(yīng)增設(shè) UPS不間斷電源以保障供電的可靠性，避免停電將對用電設(shè)備造成嚴(yán)重影響。

3、保護(hù)元器件的選擇

在建筑物中的線路較為復(fù)雜，用電設(shè)備較多，合理的選擇保護(hù)電器可以保障人身、財(cái)產(chǎn)、操作安全及方便維護(hù)檢修。為了能夠起到有效保護(hù)的作用，需要在配電室高低壓柜以及其中的各個單體建筑的配電箱、分配電箱內(nèi)設(shè)置有效的保護(hù)電器。除此之外，在可能存在漏電危及人身安全的用電設(shè)備回路應(yīng)安裝漏電保護(hù)器，一旦發(fā)生漏電故障，該保護(hù)器就可以自動切斷線路。對于保護(hù)元件的選擇，額定電壓、頻率應(yīng)與所在回路標(biāo)稱電壓及標(biāo)稱頻率相適應(yīng)，額定電流不應(yīng)小于所在回路的計(jì)算電流，同時應(yīng)滿足短路條件下的動穩(wěn)定與熱穩(wěn)定的要求。

4、合理布線，防止相互干擾

在建筑物中存在著供電線路布線系統(tǒng)、火災(zāi)報(bào)警及消防聯(lián)動系統(tǒng)、保安監(jiān)控系統(tǒng)等多種布線系統(tǒng)，在實(shí)際布線的過程中，需要將其中的信號線和電源線明確的區(qū)分，并且分開布設(shè)。同時，還要將弱電系統(tǒng)和強(qiáng)電系統(tǒng)線路分開布設(shè)，并保持一定的距離。除此之外，對其中的弱電線路還需要采取屏蔽措施進(jìn)行保護(hù)，避免強(qiáng)電線路的電磁干擾，導(dǎo)致信號模糊，甚至影響弱電系統(tǒng)的正常使用。

三、供配電線路節(jié)能要點(diǎn)

1、準(zhǔn)確計(jì)算電力負(fù)荷

在供電設(shè)計(jì)的過程中，電力負(fù)荷是最為基礎(chǔ)的依據(jù)參數(shù)。對于負(fù)荷的計(jì)算方法，在施工圖的設(shè)計(jì)階段，宜采用需要系數(shù)法進(jìn)行負(fù)荷計(jì)算。合理的選擇需要系數(shù)可以降低變壓器的容量、縮小電纜截面，這樣可以減少電能消耗，達(dá)到節(jié)約能源的目的。

2、合理選擇供電電壓

在線路傳輸電能過程中，電壓越高，所消耗的能量就越小。在民用建筑中，用電設(shè)備電壓最大值為 220/380V。但當(dāng)線路較長，而用電設(shè)備總?cè)萘枯^大時，選擇低壓供電明顯是不經(jīng)濟(jì)的。當(dāng)用電設(shè)備總?cè)萘吭?250KW 及以上時，宜以 10kV 供電。另外，當(dāng)用電設(shè)備中存在大容量電動機(jī)時，應(yīng)考慮電動機(jī)啟動時對變壓器可能產(chǎn)生的影響。例如大功率的交流異步電動機(jī)因啟動電流過大，這時會導(dǎo)致變壓器的端電壓會有大的降落，可能影響到變壓器所帶的其他負(fù)荷，例如照明的正常運(yùn)行。因此，對于一些比較大型的制冷設(shè)備，宜考慮設(shè)置一臺專用的變壓器獨(dú)立供電。

3、明確線路路徑，減小導(dǎo)線長度

在建筑的設(shè)計(jì)中，變配電室以及配電箱應(yīng)當(dāng)盡可能靠近負(fù)荷中心，這樣可以有效縮短線路供電的距離，從而減少線路的電能損耗。對于低壓供電半徑一般保持在 200m 的范圍內(nèi)。在高層建筑中，低壓配電室應(yīng)盡可能靠近強(qiáng)電豎井，且不應(yīng)有支線沿著干線倒送電能的現(xiàn)象發(fā)生。配電室低壓柜出線至每個豎井的干線盡可能保持直線的狀態(tài)，這樣就可以有效減少線路的長度。

4、合理選擇導(dǎo)線材質(zhì)、截面

在進(jìn)行導(dǎo)線選取的過程中，主要確定導(dǎo)線的材質(zhì)及截面兩個方面。材質(zhì)方面，主要有銅線和鋁線。銅線價格高于鋁線，但銅線的電阻率最小，且過載余量較高，安全性能也由于鋁線，是最適合的一種導(dǎo)線。而在一些負(fù)荷較小的建筑中，考慮到投資成本等因素，可以采用鋁芯的導(dǎo)線，這樣就可以有效降低導(dǎo)線的成本。在進(jìn)行導(dǎo)線截面選擇的過程中，應(yīng)根據(jù)負(fù)荷計(jì)算電流進(jìn)行確定，同時應(yīng)考慮導(dǎo)線敷設(shè)環(huán)境溫度、直埋導(dǎo)線應(yīng)考慮土壤熱阻系數(shù)來選擇載流量校正系數(shù)等來確定截面，在滿足使用功能的條件下，對導(dǎo)線的截面進(jìn)行有效的控制，有效降低導(dǎo)線的電能損耗。

5、注意供配電系統(tǒng)功率因數(shù)的合理提高

在當(dāng)前大部分的民用建筑設(shè)計(jì)中，普遍采用變壓器低壓側(cè)補(bǔ)償?shù)姆绞竭M(jìn)行設(shè)計(jì)，但是這種設(shè)計(jì)只能減少用戶變壓器到區(qū)域變電站高壓線路的無功損耗，用戶變壓器至用電末端的低壓線路上的無功損耗并不會減少，難以達(dá)到節(jié)能的目的。因此在設(shè)計(jì)的過程中，應(yīng)選擇功率因數(shù)較高的用電設(shè)備，以提高用電設(shè)備的自然功率因數(shù)。同時，對于功率因數(shù)較低的用電設(shè)備，應(yīng)考慮采取就地補(bǔ)償?shù)姆绞剑梢杂行Ы档途€路傳輸?shù)臒o功損耗。

四、總結(jié)

在人們的日常生活和工作中，電氣是其中不可或缺的一個部分。建筑電氣中供配電線路的設(shè)計(jì)是一項(xiàng)較為系統(tǒng)的工程，具有很強(qiáng)的專業(yè)性。供配電線路的設(shè)計(jì)有多種方案，但是要結(jié)合實(shí)際情況，科學(xué)合理的選擇設(shè)計(jì)方案。供配電線路節(jié)能的措施亦有很多，每一種都能夠?qū)p少輸電線路的損耗產(chǎn)生積極的作用。在保障供電可靠性、安全性的前提下，應(yīng)盡可能采取多的節(jié)能措施，達(dá)到最大限度的減少損耗，讓建筑電氣中供配電線路設(shè)計(jì)更科學(xué)，安全，節(jié)能。

參考文獻(xiàn)

[1]吳建.淺析建筑電氣中供配電線路的設(shè)計(jì)方法[J].工程技術(shù)：全文版，2017（3）：00206-00206.

[2]徐慶忠，楊民凱，武光升.建筑電氣中供配電線路的設(shè)計(jì)方法[J].環(huán)球市場，2016（15）：145-145.

[3]肖剛.建筑電氣供配電線路節(jié)能設(shè)計(jì)思路探索[J].建材發(fā)展導(dǎo)向：下，2016，14（9）.

[4]潛瑭臻.建筑電氣供配電設(shè)計(jì)和施工分析[J].工程技術(shù)：全文版，2016（5）：00249-00249.