住宅建筑中供配電系統(tǒng)的設(shè)計

李彩娟

（蘭州工業(yè)學(xué)院電氣工程學(xué)院，甘肅 蘭州 730050）

近年來，隨著住宅建筑規(guī)模的增大，人們對住宅建筑供電可靠性的要求越來越高，加之供配電系統(tǒng)設(shè)計中負(fù)荷分級及供電要求屬于強制性標(biāo)準(zhǔn)，電氣設(shè)計時審查要求非常嚴(yán)格，在電氣設(shè)計中供配電系統(tǒng)主要核查一級負(fù)荷及一級負(fù)荷中的特別重要負(fù)荷的供電措施，備用電源與應(yīng)急電源的關(guān)系、應(yīng)急電源與正常電源的關(guān)系。因此在電氣設(shè)計時，首先應(yīng)該正確劃分負(fù)荷級別，再根據(jù)一、二、三級不同級別的負(fù)荷采取不同的供配電措施。

一、住宅建筑的負(fù)荷分級

在住宅建筑供配電系統(tǒng)設(shè)計中首先根據(jù)住宅小區(qū)的建設(shè)規(guī)模、設(shè)計定位、使用標(biāo)準(zhǔn)、防火分類、耐火等級要求，按照現(xiàn)行的設(shè)計規(guī)范準(zhǔn)確劃分負(fù)荷的級別。

結(jié)合《民用建筑電氣設(shè)計規(guī)范》（JGJ16-2008）對住宅建筑中的負(fù)荷分級如表1。

高層住宅建筑中的一、二級用電負(fù)荷多為消防負(fù)荷及非消防必保負(fù)荷。在供配電系統(tǒng)設(shè)計說明中要分別交代一、二、三各級負(fù)荷所對應(yīng)的用電設(shè)備名稱與容量。因為只有明確了一、二、三級負(fù)荷對應(yīng)的用電設(shè)備及各級負(fù)荷的容量才可以確定變壓器的安裝臺數(shù)及安裝容量；明確了一、二級負(fù)荷的容量就可以確定備用供電電源容量；而一級負(fù)荷中的特別重要負(fù)荷的容量決定了自備發(fā)電機組、集中應(yīng)急電源裝置EPS或不間斷電源UPS的容量，所以在設(shè)計說明中要明確各級負(fù)荷的容量。

表1 住宅建筑負(fù)荷分級

二、住宅建筑的供電措施

住宅建筑中的一級負(fù)荷必須通過雙重電源供電，要求兩個電源相互獨立。雙重電源可以采用以下三種方式中的一種：

（1）來自兩個不同發(fā)電廠；

（2）來自兩個電壓在35kV及以上區(qū)域的變電站；

（3）一個來自區(qū)域變電站，另一個設(shè)置自備發(fā)電設(shè)備。

由于地區(qū)電網(wǎng)在主網(wǎng)上部是并網(wǎng)的，也很難遇到由各自發(fā)電廠直接送至民用建筑用戶的情況，雙重電源往往采用上述方式（1）或（2）。

當(dāng)可從市政電網(wǎng)引入來自兩個區(qū)域變電站的兩路10kV高壓電源供電時，根據(jù)負(fù)荷特點，經(jīng)過技術(shù)經(jīng)濟比較，可以采用以下兩種接線方式：

（1）兩路電源同時供電采用單母線分段，兩路電源各供一部分負(fù)荷，互為備用；

（2）兩路電源采用母線不分段，一用一備用。

若市政電網(wǎng)中只有一路10kV供電時，可采用自備柴油發(fā)電機作為備用電源。采用如圖1所示的系統(tǒng)接線圖，正常時由變壓器母線供電，正常電源失電后，啟動柴油發(fā)電機（見圖1）。

二級負(fù)荷采用雙回路供電，要求兩個回路相互獨立。雙回路電源可以采用以下三種方式中的一種：

（1）來自兩個變電站的電源；

（2）來自同一個變電站（或區(qū)域變電站）的不同母線的電源；

圖1 負(fù)荷等級高，無法取得第二電源時的系統(tǒng)接線圖

（3）來自同一個變電站（或區(qū)域變電站）的同一母線上的兩個不同回路。

規(guī)范中并未明確指明其電源的出處，因此在初步設(shè)計階段設(shè)計者需與建設(shè)單位、當(dāng)?shù)毓╇姴块T共同確定項目的供電情況。

三、住宅建筑中低壓配電系統(tǒng)接線方案設(shè)計

住宅建筑中0.4kV低壓系統(tǒng)經(jīng)常采用單母線分段方式運行。電氣設(shè)計中需要注意：照明負(fù)荷和電力負(fù)荷盡量在母線上分開供電，正常負(fù)荷和應(yīng)急負(fù)荷由不同變壓器供電。消防和非消防電源干線要分開。

為確保設(shè)備供電的可靠性，以下這些負(fù)荷需要從低壓總配電室至最末級配電箱采用專用的供電回路供電，與一般配電線路嚴(yán)格分開：

（1）消防用電設(shè)備

（2）樓梯間的應(yīng)急照明

（3）電梯

電氣設(shè)計時，消防用電設(shè)備必須采用單獨的供電回路[1]，不能與其他動力、照明共用回路，只有這樣，當(dāng)發(fā)生因火災(zāi)切斷非消防電源時，消防電源才能不受影響。具體做法是：當(dāng)樓內(nèi)設(shè)有10/0.4kV變配電所時，從低壓開關(guān)柜饋出的供消防負(fù)荷、非消防負(fù)荷用的電源干線必須分開；當(dāng)樓內(nèi)設(shè)有0.4kV低壓配電室時，從該配電室饋出的消防、非消防電源干線要分開。同時還需要注意消防用電設(shè)備和應(yīng)急照明應(yīng)按照防火分區(qū)在最末一級配電箱處設(shè)置雙電源自動切換裝置。

對于超高層住宅供電電源宜設(shè)置自備應(yīng)急柴油發(fā)電機組。鑒于目前市政供電質(zhì)量不斷提高，實際項目中柴油發(fā)電機組使用率不高，在實際設(shè)計中應(yīng)優(yōu)化設(shè)置柴油發(fā)電機組，合理選擇柴油發(fā)電機組容量。超高層住宅的低壓配電系統(tǒng)接線圖可采用下圖2。

圖2 超高層住宅低壓配電系統(tǒng)接線圖

圖2 的低壓配電系統(tǒng)接線圖中，應(yīng)急負(fù)荷的主用電源由1號變壓器供電，備用電源由柴油發(fā)電機提供。應(yīng)急負(fù)荷的電源由柴油發(fā)電機組和1號變壓器母線兩路互投。系統(tǒng)中增加了應(yīng)急母線Ⅲ和Ⅳ，分別為消防負(fù)荷應(yīng)急母線和非消防必備負(fù)荷母線，這兩種母線可以不考慮同時工作以減少柴油發(fā)電機的容量。設(shè)計中還需注意應(yīng)急電源柴油發(fā)電機的啟動命令應(yīng)該由正常電源主開關(guān)AT的輔助接點發(fā)出，也就是要從市電—發(fā)電機自動互投開關(guān)處拾取發(fā)電機的延時啟動信號[2]。注意發(fā)電機的啟動信號不能由繼電器的觸點發(fā)出，因為繼電器有可能會誤動作發(fā)出啟動發(fā)電機的信號，從而造成與正常電源并列運行。

四、結(jié)束語

本文僅就供電可靠性方面對住宅建筑中的供配電系統(tǒng)設(shè)計中應(yīng)注意的問題進行了闡述，具體設(shè)計時，還應(yīng)注意結(jié)合當(dāng)?shù)毓╇姴块T對住宅建筑供配電的相關(guān)規(guī)定，避免設(shè)計因不滿足地方規(guī)定而造成的設(shè)計返工。