建筑電氣設計中的常見問題及對策研究

周越

（重慶市江津區建筑勘察設計院有限公司，重慶 402260）

0 引言

隨著各種先進電氣設備在人們日常生產生活中的應用，不僅用電量大幅提高，而且需要提高整個電氣工程的工作效率和電能質量，這樣才能夠更好地滿足用戶需求。因此對建筑電氣設計的要求也隨之提高。根據建筑物的特點，運用先進的科學技術在建筑物的電力設計中開展工作，減少建筑物的電力消耗，提高建筑物的電力利用率，已成為工業和能源行業的重要問題。但是，在當前建筑電氣設計過程中還存在的一些問題，因此需要積極使用更高效的措施加以解決，進一步保證建筑電氣設計的可靠性，為建筑電氣系統安全、穩定的運行打下良好的基礎，建筑電氣系統如圖1 所示。

圖1 建筑電氣系統

1 建筑電氣設計原則

1.1 安全性

在具體建筑電氣設計時，安全性是設計時必然遵循的原則。在具體設計工作開展過程中，需要對建筑電氣的實際需求有全面的了解，并根據需求制定科學合理的設計方案，設計時將安全性作為設計的重點，這樣在建筑電氣系統投入使用后才能保證其運行的安全性和穩定性，避免出現電氣事故和造成大面積的經濟損失。

1.2 節能性

建筑設計本身必須嚴格遵循指導節能和環境保護的思想。在當前大力提倡可持續發展理念的新形勢下，在建筑電氣設計過程中，需要體現節能性，在整個設計過程中，始終堅持實施節能的概念，避免在以后使用建筑物時出現能量損失的問題。但是，盲目促進節能或增加其他成本會導致能源浪費。因此，需要考慮長期發展戰略問題，正確評估資源投入與節能之間的關系，并在節能與電氣系統之間找到投資的平衡。節能理念應當成為設計中不可忽視的環節，并貫徹始終，不僅能夠有效降低資源的損耗，節約設計成本，同時還能夠實現資源的充分利用，使建筑電氣系統的設計與可持續發展戰略相符合。

1.3 經濟性

在建筑電氣設計過程中，經濟性也是設計時需要遵循的原則，即要求在保證建筑電氣系統正常運行的前提下，強調設計的經濟性，實現成本的節約，進一步提高建筑電氣系統的經濟效益，確保整體工程具有較好的經濟性。要想遵循經濟性原則，就必須保證在前期投資以及后續施工過程中資金消耗的合理性。要求設計人員嚴格按照工程預算進行設計，在保證工程質量的前提下選用性價比較高的設備或材料。如何在滿足使用需求的同時節省投資成本是每一個建筑單位都需要考慮的問題。

2 建筑電氣設計中存在的問題

2.1 建筑電氣設計的配電設備不合理

在建筑電氣設計過程中，部分工程項目為了節約資金，賺取更大的利潤，存在使用落后的機電設備情況，由于使用老舊的輸電設備，導致輸電線路損耗嚴重，而且電容量也不足，投入使用后必然會導致安全隱患增加，系統運行的安全性得不到保障。

2.2 長期負載率問題

在完善電氣傳輸系統時，需要對線路的實際荷載能力進行有效把握，如果實際的線路荷載超過線路的限定荷載，電力傳輸系統也會因此受到影響，其輸送電力資源的能力會被削弱。在針對電氣設備進行設計時，對電氣設備長期負載率具有較高的要求，具體設計時宜提按照國家規范不高于85%即可，一旦長期負載率設計過高，會造成安全隱患，負載率設計過低，會導致用戶的基本電費增加，增加用電用戶的用電成本。

2.3 建筑電氣設計能力不符合要求

在當前社會發展過程中，建筑電氣不斷增加，我們在使用過程中應保證電氣線路、斷路器等基礎設施的增長與用電負荷保持一致，通過這種方式確保日常電氣設備的穩定。但在實際建筑電氣設計時，往往會對建筑電氣增長速度預估不準確，使得相關設施難以匹配。

3 建筑電氣系統的優化措施

3.1 嚴格按照標準配置建筑電氣系統的配電設備

根據標準的負荷配置系數來確定設計中使用的配電容量，在具體設計開始之前，首先應當針對用電范圍的具體情況做出詳細調查，準確統計得到實際用電負荷，同時明確用電負荷種類。為了避免電源突然中斷而造成損失，建筑物通常使用兩個獨立的電源作為其供電電源，并且配備在兩個電源斷開后可以立即為其供電的獨立應急系統。制定整體用電方案，并基于當地的用電實際情況科學劃分開發規模，確保電氣設備的規范性，進一步保證電氣設備的實用性以及安全性。

3.2 建筑用電負荷計算

建筑用電負荷通常情況下包括空調、動力及電氣照明等，這其中空調負荷較大，而且多設置在首層或是下部，這就需要根據供電變壓器的供電范圍確定電房的位置。在具體計算電力負荷時，通常情況下我們對負荷容量的計算使用的是單位容量法和負荷密度法，因為其廣泛應用，可以確保結果準確，確保供配電設計可以滿足電力用戶的用電荷載需求。

3.3 電氣高低壓配電系統的設計

（1）高壓配電系統的設計

一般情況下會采用放射式系統進行高配電系統設計，以此保證供電的可靠性和實現靈活把控。部分大型建筑電氣項目，針對變壓器分散布設的情形，在設計過程中也可以使用環網結構。在具體設計時，首先選取實際配電電壓與其網絡組構，計算配電干線負荷，選擇適用的開關設備并核驗短路情況，保證二次回路方案制定的準確性，并實施繼電保護整定計算，科學選擇高壓電纜截面和形式、確定配電干線路徑與敷設方式。

（2）低壓配電系統的設計

電能測量設備單獨安裝用于照明和功率負荷，在變壓器的低壓側之間安裝連接開關可防止低壓故障。首先需要確定低壓配電方式與網絡結構，即要明確豎直和水平配電干線的個數、位置和走向。計算分干線與干線的負荷，做好開關設備及導線、電纜、封閉式母線的截面與形式的選擇。科學選擇保護裝置，通過保護整定計算保證期級間的選擇性配合，防止出現穿越式跳閘問題。明確線路敷設方式，同時注意電氣井與配電間的設置。通過對低壓無功補償容量的計算，選取補償與調節方式，合理進行功率因數補償，采用集中補償方式進行無功補償。根據實際需求配置電氣測量與電能計量裝置，設計保護接地和重復接地系統，具體設計時，在除了要保證電氣供電的穩定與安全，還要最大限度降低能耗，保證設計的經濟性和合理性。

3.4 供電線路安全設計

在具體供配電線路布置時，宜根據實際情況，最大限度滿足一些特殊位置對用電線路的需求，而且供配電線路布置與設計還要與規定要求相符。為了確保供電線路的安全，設計時要根據實際建筑布局采取有效的電力線路保護措施，可以借助建筑管井來布設供配電線路，布設過程中要采取措施避免結構內鋒利物體或是拐角與線路之間發生接觸。在實際布設供電線路時，還需要避免線路接觸到腐蝕和潮濕的環境，保證線路的絕緣性能。供電線路安全設計時，還應選擇自動控制或是自動切換裝置，一旦供電線路出現故障，則會自動切斷電源，保證整個供電系統的安全。另外，在實際供配電線路設計時，一般情況下會采用10kV的高壓線路，并采用單母線運行方式。這樣在實際系統運行時，一旦某一條單母線發生故障，則以冠軍其他單母線取代，以此保證供電線路的穩定運行。而低壓供配電線路設計時，宜根據要求設置一段應急母線，這樣可以避免正常母線故障無法運行情況發生，有效提高建筑電氣系統運行的效率。

3.5 加強電氣自動化技術的應用

將電氣自動化的技術融入建筑電氣系統中，可以高效實現符合外部要求的數據網絡的建設，調整以及管理。在如今的法治時代，建筑電氣系統的各項指標也必須依法根據我國網絡安全制度相關規定和要求進行，而如今融入電氣自動化的技術可以更加高效、準確地建設并調配電力系統中的數據網絡，從而完成規定的電力資源的調度，從多個方面提高建筑電氣系統的可靠性、獨立性以及安全合理性。將電氣自動化的技術融入到建筑電氣系統中，計算機技術的應用無疑是核心以及關鍵。而配電工作、發電工作和輸電工作在整個建筑電氣系統中是最關鍵的幾個部分，計算機技術主要是引入了一個把電網智能化的技術，在實際使用的過程中實現把這些重要的部分進行全面的覆蓋，從而實現整個建筑電氣系統的智能化的發展。而其中十分重要的電網調度實現自動化可以實現一個十分大的跨越，這樣一來可以連接國家電網和每個地區的小型電網，從而完成不同等級的電網的調動傳輸的任務。具體來說，大型電網與小型電網進行連接，解決小電網供電量不充足的情況，實現國家電網的資源的合理以及最大化的利用。

4 結論

建筑電氣系統的設計具有復雜性和系統性，在具體設計過程中要根據實際情況確定負荷等級，合理配置電力設備，優化高低壓建筑電氣系統的設計，做好供電線路安全設計，以此提高建筑電氣設計的科學性和合理性，實現電力資源的有效利用，更好地滿足電力用戶的用電需求。