建筑電氣設計中低壓供配電系統的可靠性

李王乾

（山西園區建設發展集團有限公司，山西太原 030032）

低壓供配電系統作為電氣系統中的重要組成部分，是開展電能供應的關鍵媒介，如果不能對其加以科學把控，就會降低系統運行可靠性，威脅人們的生命財產安全。本文就對低壓供配電系統展開分析，對存在的安全隱患提出合理的解決措施，以促進建筑電氣系統的高效運行。

1 低壓供配電系統在建筑中的重要性

低壓供配電系統作為電能傳輸、分配的重要系統，在建筑尤其是高層建筑內占有非常重要的地位。在了解低壓供配電系統過程中，可將其看作是汽車的加油站，用以進行燃料輸送，維持建筑內部電氣設備正常運轉，使人們生活有足夠電能供應。電能作為如今生活和工業發展的重要能源，一旦出現問題，會導致生活生產停滯不前，很多工作無法開展。低壓供配電系統是電能傳輸的關鍵，可按照計劃要求，將電能從發電廠輸出，流經變壓器后的電能傳輸到任何地點，以滿足大眾生活和生產需求，減少人力資源的損耗，提高生產水平，滿足人們生活需求。為此，有必要加大對低壓供配電系統的重視力度，以確保系統運行的可靠性。

2 影響低壓配電系統可靠性的因素

2.1 過載、短路

過載指的是電氣設備運行中產生的電流超過設備可能承受的能力范圍；短路則是說明電流流經區域存在局部或全部超負荷現象。不管是哪種情況，都會導致低壓供配電系統運行中出現故障，進而威脅系統的可靠性和安全性。為此，在建筑電氣設計中，應對上述兩種情況加以綜合考量，找出問題產生原因，并設置合理的保護隔離措施，在超負荷發生狀況下，快速切斷電流，避免危險的發生。

2.2 接地

低壓供配電系統的接地處理復雜性強，在未做好前期調查分析的情況下，容易出現接地混亂等情況，導致系統在運行中，受到外界干擾出現電流短時間迅速增大的可能，進而影響系統可靠性。再加上施工部門對接地工作重視度不高，難以按照規定流程完成接地設計和檢查，接地質量不理想，削弱低壓供配電系統的可靠性，增加安全事故的出現概率。

2.3 保護裝置安裝

保護裝置安裝中存在的問題一直都未得到解決，具體體現在實時監控不到位方面。保護裝置在安裝過程中會因為缺少監控裝置，而無法準確掌握安裝具體情況，這樣就沒辦法及時發現安裝中存在的問題，并加以解決，問題不斷堆積，在后續使用中無法發揮裝置功效，進而增加短路、斷路等故障發生率，嚴重時還會造成火災，對人們的生命財產安全構成威脅。

2.4 漏電保護

漏電保護是存在電流泄露問題時，能及時切斷電源，減少對人員和設備的損害。但目前低壓供配電系統中，漏電保護裝置的功效不完善，性能得不到有效發揮，危險系數增加，并導致低壓供配電系統穩定性的下降。

3 提高建筑電氣設計低壓供配電系統可靠性的方案

3.1 照明系統

照明系統是建筑電氣設計的重要組成部分。為維護系統運行的可靠性，設計中應遵循節能減排、綠色環保的原則，從經濟性、適應性等多方面綜合考量，合理規劃設計方案、調配結構體系、推動系統可靠運轉。同時在設計中，應引進智能化技術，實現系統的自動化、智能化管理，以減少電能損耗，達到低負荷運轉目標。在設計實踐中，需結合光照的明暗度，有針對性地選用相應功率的照明設備，尤其是在公共場所中，要合理安裝智能化照明裝置，這里以聲控、光控和震動較為常見，做到合理設計。針對為普通照明與應急照明供電的配電系統，應分開布設，保持相互間的獨立性。

3.2 備用電源

為使電源順利傳輸到高低壓配電室內，一般會采用單母線接線方式，確保變壓器的正常運轉。但在目前高層建筑中，變壓器數量在兩臺及以上，為保證系統運行穩定性，做到電能同步供應，可將其中一臺變壓器設計成備用設備，若一條線路運行過程中出現故障，則另一條電路能提供電氣系統所需的所有負荷，以維持電力系統正常運行，不影響用戶的正常生活與工作。

在備用電源設計中，需注意的內容有：在單臺機組電源試用下，要求額定容量控制在1500kVA 以下；大型商業建筑中，發電機組的設計要充分考慮應急供電的可能，在出現故障或停電情況下，仍能維持電能正常供應，防止突然斷電引起設備損壞；發電機組在達到額定電壓后，需將低壓母線起動電圧下降至低水平線；故障排除恢復供電時，仍要讓備用電源運行1min 左右再恢復正常供電。

3.3 接地保護

低壓供配電系統能否正常運轉，與接地保護的好壞有密切聯系，因此務必加大接地保護設計重視力度，根據建筑特征、電氣系統要求，對低壓供配電系統開展保護處理，維護系統可靠性，提高運轉效率（見圖1）。以某高層商用建筑為例，在分析現有資料數據后，將低壓供配電系統的接地保護劃分為三部分：TN-S系統、TT 系統以及IT 系統。TN-S 系統以共用接地方式為主，利用強弱電纜搭配使用，接地電阻控制在1Ω 以下；TT 系統則是在隔絕保護線的基礎上，采用設備對應接地及直接接地的方式，確保保護線的正常使用，避開傳統連接方式存在的問題；IT 系統采用直接接地，在外殼上設置接地裝置，進行多余電流導出。相對于其他設計方法而言，這種直接接地處理形式，可更好地保障IT系統接地保護功能的發揮。

圖1 低壓供配電系統接地保護

3.4 保護裝置安裝設計

鑒于保護裝置安裝中存在的弊端，為發揮保護裝置作用和功效，在設計過程中，應安裝科學有效的監控設備，對整個安裝過程實行全面管控，以規避安裝問題的產生，維護低壓供配電系統可靠性（見圖2）。

具體來說，首先，引入故障監測裝置。增加安裝過程中故障問題識別率，指出故障所在，降低故障危險系數。對此，可在建筑電氣設計中，根據低壓供配電系統的配置狀況，于系統適宜位置增設故障檢測裝置，通過對局部線路、設備運行電流、電壓等參數的檢測，預先確定過載、短路等常見問題，增強低壓供配電系統的可靠性。其次，科學選擇保護設備。保護裝置中的設備及零部件要嚴格按照規范要求科學選擇，且做好設備及其零部件的性能檢查，合格后方可應用，以減少保護裝置使用中問題的產生，提高供配電系統的可靠性、運行的安全性。

圖2 保護裝置安裝

3.5 變壓器處理

變壓器是進行電流、電壓調整的重要設備，這也是避免低壓供配電系統超負荷運行的關鍵。在設計中，先要做好變壓器的科學選擇，在滿足規范要求的基礎上，考慮其節能效果，使各項參數與電氣工程節能要求相匹配。同時變壓器選型的合理性與否，這也會影響到建筑供電設備運行負荷的高低，決定供電要求能否滿足設計要求。

通常情況下，10V 以上的節能型變壓器，材料應以非晶含金材料為主，一方面是為滿足節能環保要求，優化變壓器使用性能，另一方面也可減少運行中噪聲污染。再者，要結合建筑需求及結構特征，對變壓器數量加以控制，降低成本、能源上的消耗。變壓器檢修維護也是需要重視的內容之一，使用時間較長的變壓器，難免會受到外界因素影響而出現一些故障問題，如參數偏差等，需要定期展開變壓器檢查維護，以保障低壓供配電系統的可靠性。

4 結語

綜上所述，在建筑電氣設計中，低壓供配電系統設計需要考慮諸多內容，如影響因素、設備質量、性能參數等，從而給出合理的設計方案，加強低壓供配電系統的可靠性，以促進建筑內電能的正常供應，提高大眾生活質量。