建筑供配電系統設計要點

高玉琴

摘 要：建筑供配電系統設計的目的，就是要采用一切可能的、恰當的技術手段，在數量上、質量上滿足各種用電設備在正常事故狀況下的不同用電要求，保證供電的安全和可靠，同時考慮技術與經濟的統一。為保證電氣設計的合理性及系統的安全運行，建筑師除了應向電氣專業提供正確的設計基礎資料外，設計中更應結合電氣專業的要求和特點，為設備、線路的安裝配置及運行維護提供必要的安全空間和通道，選擇恰當的位置和相互關系，并在建筑結構上采取必要的措施，防止電氣部分與建筑的其他各部分在檢修或事故情況下相互影響。

關鍵詞：建筑電氣；供配電系統；設計

1 前言

建筑供配電系統的安全可靠性是電氣設計的出發點和歸宿。除了保證滿足電氣負荷要求和做好供配電線路設計外，設計時還應注意采取措施做好系統的防雷及防雷擊電磁脈沖，并盡量減少高次諧波分量。同時電氣設備應盡量采用技術先進、可靠性高的產品，以確保電氣工程質量，保證其安全可靠性

2 供配電系統的重要性

供配電系統的安全可靠性在電氣設計時是至關重要的一環。電力負荷根據對供電可靠性的要求及中斷供電的損失和影響程度分為一級負荷、二級負荷、三級負荷。一類高層建筑的消防控制室、消防水泵、消防電梯、火災自動報警、自動滅火系統、應急照明等消防設備為一級負荷，還有柴油發電機房送風機、專用變電所所用的送、排風機及消防水泵房、消防電梯所用的污水泵等設備應與消防設備等級一致。一級負荷中特別重要負荷，除有兩個電源外，還必須增設應急電源。為保證對特別重要負荷的供電，嚴禁將其他負荷接入應急供電系統。

3 電力負荷

3.1 負荷分級

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》。

3.2 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。

3.3 負荷分類

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。

3.4 負荷計算

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。方案設計階段可采用單位指標法，在初步設計及施工圖設計階段，宜采用需要系數法；對于住宅，在設計的各個階段均可采用單位指標法；電設備臺數較少，各臺設備容量相關懸殊時，宜采用二項式法。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。

4 供電電壓的選擇

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250 kW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10 kV；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。

5 高壓、低壓供配電系統

建筑應優先考慮從電網取得電源。取用電源線路的回路數和方式決定于負荷的等級，通常應與當地供電部門共同商洽，并以協議的形式予以確定。居住區的高壓配電，一般按每占地2km2或總建筑面積每4×105m2設置一個10kV配電所，以達到低壓送電半徑在250m左右。 單體建筑面積大，用電負荷分散的大型民用建筑或超高層建筑、大型建筑群，為使變壓器深入低壓負荷中心，可設多臺變壓器分散配置。在高層建筑中，除底層、地下層外，也可在負荷相對集中的中間層、頂層設置變壓器。 在居住小區，為使變配電點適當分散，減小送電半徑，變壓器單臺容量不宜大于630 kVA。對于用電負荷特別大，供電可靠性要求較高的建筑，在征得供電部門同意后，亦可采用雙電源同時工作，母線則采用單母線分段接線。

為保證總用電量的準確計量，10kV進線處應加裝專用計量柜，運行中由供電部門加封。由高壓配電室至變壓器，一般采用放射式電纜配電。除與高壓配電室貼鄰的變壓器外，一般應在變壓器高壓側設隔離開關，檢修時將其拉開，形成明顯的斷開點，以確保安全。低壓配電系統的設計除滿足負荷的正常用電外，還應考慮在發生電源故障、變壓器故障、母線故障及線路故障時，能滿足不同級別的負荷對持續供電的不同要求，滿足照明和動力用電的分別計算。

6 配變電所

6.1 所址選擇

配變電所的組成一般包括：高壓配電室、電容器室、變壓器室、低壓配電室、控制室、工具材料室、檢修場地、夜班休息室等，具體工程中可按需要組合。在采用不帶可燃油的高、低壓配電裝置和非油浸電力變壓器及非可燃性油電容器時，只要具有不低于規范要求的防護外殼，允許將其設在同一房間內，配變電室的組成將更趨簡化。配變電所應靠近負荷中心，進出線方便，為避免配電線路的迂回應盡量靠近電氣豎井和建筑接近電源進線的一側。高層建筑的配變電所宜設在負荷較集中的地下層或首層，當建筑高度超過100m，也可在高層區的避難層或上技術層設置變電所。

6.2 對土建專業的要求

可燃油浸電力變壓器室的耐火等級應為一級。非燃或難燃介質電力變壓器室、高壓配電室和高壓電容器室的耐火等級不應低于二級。低壓配電室和低壓電容器室的耐火等級不應低于三級。長度大于8m的配電室應設兩個出口，并盡量布置在配電室的兩端。若兩個出口距離超過60m，還應增設出口。門的高、寬尺寸應比最大不可拆卸件的高、寬各加大0.3 m。

參考文獻：

[1] 張連成.關于高層建筑供配電系統設計的探討[J].民營科技，2010.

[2] 王新宇.淺談高層建筑供配電系統的設計[J].山西建筑，2009.