建筑電氣工程供配電技術(shù)的探究

馬永輝

（甘肅一安建設(shè)科技集團(tuán)有限公司，甘肅 蘭州 730060）

1 建筑電氣工程供配電系統(tǒng)概述

1.1 現(xiàn)狀

建筑電氣工程供配電系統(tǒng)是為建筑物提供電力供應(yīng)和分配電能的系統(tǒng)，是建筑物正常運(yùn)行所必需的基礎(chǔ)設(shè)施，是將電力從變配電室配送到建筑物內(nèi)各用電設(shè)備，保證電力的可靠供應(yīng)、合理分配。建筑供配電系統(tǒng)包括供電側(cè)和用電側(cè)，供電側(cè)引入電能，用電側(cè)將電能分配給各用電設(shè)備。供電側(cè)由變配電站、配電線路和配電室組成，用電側(cè)由開關(guān)設(shè)備和用電設(shè)備組成。目前，供配電系統(tǒng)面臨一些問題和挑戰(zhàn)。首先是可靠性和穩(wěn)定性，任何故障都會(huì)給建筑物帶來重大影響。其次是能效問題，隨著雙碳目標(biāo)和環(huán)境保護(hù)的要求，系統(tǒng)更需注重能源的合理利用和節(jié)能減排。此外，科技發(fā)展也帶來了新的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。

1.2 分類

根據(jù)建筑物的重要程度，中斷供電造成的損失或影響，對(duì)負(fù)荷進(jìn)行了等級(jí)劃分。符合下列情況之一時(shí)，應(yīng)為一級(jí)負(fù)荷：①中斷供電將造成人身傷亡；②中斷供電將造成重大影響或重大損失；③中斷供電將破壞有重大影響的用電單位的正常工作或造成公共場所秩序嚴(yán)重混亂。例如：重要通信樞紐、重要交通樞紐、重要的經(jīng)濟(jì)信息中心、符合下列情況之一時(shí)，應(yīng)為二級(jí)負(fù)荷：①中斷供電將造成較大影響或損失；②中斷供電將影響重要用電單位的正常工作或造成公共場所秩序混亂。例如：高層普通建筑、甲等電影院、中型百貨商店、大型冷庫等為二級(jí)負(fù)荷用戶。其中對(duì)于這些二級(jí)負(fù)荷用戶中的客梯電力、主要通道照明等用電設(shè)備為二級(jí)負(fù)荷設(shè)備。不屬于一級(jí)和二級(jí)的用電負(fù)荷應(yīng)為三級(jí)負(fù)荷。針對(duì)不同等級(jí)的負(fù)荷為保證供電可靠性又提出了后備電源系統(tǒng)、雙回路系統(tǒng)、雙電源系統(tǒng)等。

1.3 發(fā)展

（1）ATSE 技術(shù)的應(yīng)用：自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)電器；是由一個(gè)（或幾個(gè)）轉(zhuǎn)換開關(guān)電器和其他必需的電器組成，用于監(jiān)測電源電路（失壓、過壓、欠壓、斷相、頻率偏差等），并將一個(gè)或幾個(gè)負(fù)載電路從一個(gè)電源自動(dòng)轉(zhuǎn)換到另一個(gè)電源的電器。如市電與發(fā)電的轉(zhuǎn)換，兩路市電的轉(zhuǎn)換；主要適用于低壓供電系統(tǒng)，即額定電壓交流不超過1 000 V 或直流不超過1 500 V，在轉(zhuǎn)換電源期間中斷向負(fù)載供電。在建筑供電設(shè)計(jì)中，有一些重要負(fù)荷，如高層建筑中的消防用電設(shè)備、應(yīng)急照明、通訊設(shè)備、電腦管理系統(tǒng)等，這些負(fù)荷如果突然中斷供電，將造成不同程度的損失和影響。所以，為了減少經(jīng)濟(jì)上的不必要損失，應(yīng)當(dāng)合理設(shè)置和使用電源自動(dòng)切換裝置來確保重要負(fù)荷的可靠供電。

（2）智能化技術(shù)的應(yīng)用：隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展，智能化技術(shù)在建筑電氣工程供配電系統(tǒng)中的應(yīng)用越來越廣泛。智能化技術(shù)通過傳感器、控制器和網(wǎng)絡(luò)等設(shè)備的互聯(lián)互通，實(shí)現(xiàn)對(duì)供配電系統(tǒng)各個(gè)部分的監(jiān)測、控制和管理。其中對(duì)于電力設(shè)備的監(jiān)控技術(shù)，智能照明系統(tǒng)技術(shù)的應(yīng)用，今后將會(huì)慢慢實(shí)現(xiàn)數(shù)字化和智慧化，滿足人們對(duì)于電力系統(tǒng)的需求。例如樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)，對(duì)建筑物內(nèi)的電力、照明、空調(diào)等設(shè)備進(jìn)行集中監(jiān)控和自動(dòng)化管理的一種系統(tǒng)。它可以實(shí)現(xiàn)設(shè)備的遠(yuǎn)程監(jiān)控、控制和操作，提高設(shè)備的運(yùn)行效率和管理水平，同時(shí)也可以降低能源消耗和人工成本。

2 電氣工程供配電系統(tǒng)的安裝

2.1 施工前的準(zhǔn)備

首先，做好技術(shù)準(zhǔn)備工作。熟悉圖紙完成自審工作，在充分理解設(shè)計(jì)意圖的情況下，對(duì)于有疑問或設(shè)計(jì)不合理的地方提出合理化的建議，根據(jù)施工組織設(shè)計(jì)、施工方案制定針對(duì)性的措施，明確建造標(biāo)準(zhǔn)；其次，嚴(yán)格控制材料設(shè)備的質(zhì)量，進(jìn)場材料設(shè)備嚴(yán)格審查質(zhì)量證明文件，對(duì)于進(jìn)口設(shè)備，要求提供充分的質(zhì)量證明文件，對(duì)于有疑問的可尋求第三方機(jī)構(gòu)進(jìn)行鑒定，驗(yàn)收不合格的材料設(shè)備不允許進(jìn)場，材料進(jìn)場后做好堆放與管理，并結(jié)合實(shí)際情況采取必要的防火防潮措施，確保材料設(shè)備質(zhì)量；另外，施工作業(yè)人員的配備。根據(jù)建筑電氣工程技術(shù)復(fù)雜程度的不同，配備專業(yè)知識(shí)過硬的技術(shù)人員和施工經(jīng)驗(yàn)豐富的作業(yè)人員；最后，就是施工機(jī)械和檢測計(jì)量器具的配置，充分結(jié)合工程施工的現(xiàn)場環(huán)境以及施工進(jìn)度情況，為技術(shù)人員配置檢測計(jì)量器具，為作業(yè)人員配備施工工具與機(jī)械，確保施工機(jī)械的使用效率。

2.2 配電設(shè)備安裝

設(shè)備安裝是指將電氣設(shè)備按照設(shè)計(jì)要求和安裝規(guī)范進(jìn)行安裝和連接，以保證設(shè)備的正常運(yùn)行和使用壽命。在設(shè)備安裝過程中，首先根據(jù)設(shè)備技術(shù)要求，做好場地及設(shè)備基礎(chǔ)的復(fù)核驗(yàn)收工作，如清理垃圾、除塵和防止水泥滲入設(shè)備，基礎(chǔ)驗(yàn)收嚴(yán)格控制標(biāo)高、尺寸、位置等。然后，根據(jù)設(shè)備安裝流程按照設(shè)備布置圖和相關(guān)規(guī)范進(jìn)行設(shè)備的安裝和固定，確保設(shè)備的安裝精度和穩(wěn)定性。配電設(shè)備安裝包括設(shè)備的機(jī)械安裝和電氣安裝兩部分，最關(guān)鍵的是電氣安裝的正確性。例如用電負(fù)荷等級(jí)較高存在封閉母線槽安裝，則需要根據(jù)現(xiàn)場情況對(duì)母線槽與電纜橋架等進(jìn)行空間布置，必須保證母線槽與開關(guān)柜內(nèi)母排連接的正確性，避免不必要的損失。電氣設(shè)備在安裝過程中需考慮到抗震的應(yīng)對(duì)措施，如變壓器在進(jìn)出線處做軟連接、柴油發(fā)電機(jī)等設(shè)備則考慮在基礎(chǔ)與設(shè)備之間安裝彈簧減震墊，轉(zhuǎn)動(dòng)型設(shè)備安裝橡膠墊等。

2.3 電氣系統(tǒng)布線

電氣系統(tǒng)布線是指將配電設(shè)備和用電設(shè)備之間通過導(dǎo)線連接起來，形成電氣回路，實(shí)現(xiàn)電能的輸送和分配。例如在變配電室進(jìn)行電纜敷設(shè)時(shí)，需按照設(shè)備布置圖、電氣原理圖及端子接線圖進(jìn)行電氣原理的校驗(yàn)，尤其是控制回路電路，以保證電源和負(fù)載的一致性。還需注意在敷設(shè)電線電纜前進(jìn)行絕緣電阻的測試，以防止由于電纜自身絕緣問題導(dǎo)致返工。還需要保證線路的安全性、可靠性、美觀性及后期的維修方便。在布線過程中，需要注意線纜的走向、接地及與其他專業(yè)管道的碰撞等問題。線路的走向應(yīng)盡量避免與其他設(shè)備或管道相交，以減少干擾和發(fā)生事故的可能性。線纜的敷設(shè)應(yīng)保持整齊、緊湊和牢固，以減少電阻和電磁干擾。同時(shí)，還需合理設(shè)置接地裝置，以確保系統(tǒng)的安全運(yùn)行。

2.4 電氣照明安裝

做好工具與材料的準(zhǔn)備，絕緣導(dǎo)線的規(guī)格、型號(hào)必須符合設(shè)計(jì)要求并有產(chǎn)品合格證；安裝時(shí)，嚴(yán)格按照布置圖和施工圖進(jìn)行作業(yè)。檢查燈具是否正常，燈具的型號(hào)、規(guī)格是否與圖紙相符，燈具在安裝前均經(jīng)過送電測試；保護(hù)管內(nèi)穿線之前先把穿引線通過，目的是檢查管路是否通暢，管路的走向及盒、箱的位置是否符合設(shè)計(jì)及施工圖的要求。導(dǎo)線根數(shù)較少時(shí)可將導(dǎo)線前端的絕緣層削去，然后將導(dǎo)線芯直接插入帶線的盤圈內(nèi)綁扎牢固，使綁扎接頭處形成一個(gè)平滑的錐形過渡部位；燈架安裝時(shí)，必須根據(jù)設(shè)計(jì)要求和燈具的型號(hào)、規(guī)格進(jìn)行安裝。

3 電氣工程供配電系統(tǒng)的調(diào)試

3.1 一次設(shè)備檢查試驗(yàn)

首先是設(shè)備接線檢查。一般在接線后進(jìn)行，目的是檢查設(shè)備接線是否正確、接觸是否良好、電源連接方式是否正確等。其次，檢查這些設(shè)備的保護(hù)外殼是否接地，是否進(jìn)行了有效的絕緣處理；最后是絕緣電阻測試，建筑電氣設(shè)備絕緣電阻是重要的電氣參數(shù)，在電氣設(shè)備調(diào)試之前，需要先進(jìn)行絕緣電阻測試。

常見高壓交接試驗(yàn)主要內(nèi)容：絕緣電阻測試：以確定其是否符合規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)。耐壓試驗(yàn)：以確定其是否能夠承受規(guī)定的電壓和電流。泄漏電流測試：以確定其是否符合規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)。接地電阻測試：以確定其是否符合規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)。變壓器進(jìn)行變比測試、容量測試、絕緣測試、直流電阻測試、聯(lián)結(jié)組別測試、以確定其是否符合規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)。高壓電動(dòng)機(jī)進(jìn)行絕緣電阻測試、耐壓試驗(yàn)、直流電阻測量等，以確定其是否符合規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)。

繼電保護(hù)和低壓電器試驗(yàn)內(nèi)容：接線正確性檢查：檢查低壓電器接線是否正確；絕緣電阻測試：低壓電器的絕緣電阻，確定其是否符合規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)。耐壓試驗(yàn)：低壓電器回路耐壓試驗(yàn)，確定其是否能夠承受規(guī)定的電壓和電流。繼電保護(hù)裝置參數(shù)整定值的設(shè)置及模擬測試。動(dòng)作測試：確定其是否能夠正確地響應(yīng)故障信號(hào)。

3.2 二次回路調(diào)整試驗(yàn)

通斷測試：測試電路的通斷狀態(tài)，確保電路的連接良好；絕緣電阻測試：確定其是否符合規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)；耐壓試驗(yàn)：確定其是否能夠承受規(guī)定的電壓和電流；接地電阻測試：確定其是否符合規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)；保護(hù)測試：是否能夠正確響應(yīng)故障信號(hào)，以保護(hù)電路的安全；測量測試：是否能夠準(zhǔn)確測量電壓、電流、電阻等電氣參數(shù)；調(diào)節(jié)信號(hào)回路測試：是否能夠正常工作，確保其能夠準(zhǔn)確調(diào)節(jié)電氣系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)。通過這些測試，可以全面評(píng)估電氣系統(tǒng)的性能和可靠性，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并排除潛在的故障，以確保電氣系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定運(yùn)行。

3.3 照明裝置系統(tǒng)調(diào)試

檢查相線、零線、地線連接是否牢固，絕緣性能是否良好；檢查燈具的開關(guān)是否靈活，避免存在接觸不良的情況；檢查燈具安裝與接線安裝是否牢固，若燈具質(zhì)量大于10 kg，固定裝置及懸吊裝置應(yīng)按燈具重量的5 倍恒定均布載荷強(qiáng)度試驗(yàn)，且持續(xù)時(shí)間不得少于15 min；檢查燈具的控制器是否安裝牢固，控制器與燈具的連接是否正確，接觸是否良好；檢查照明設(shè)備的保護(hù)接地（接零線）是否牢固，與保護(hù)接地（接零線）干線連接是否完好；照明設(shè)備的導(dǎo)線絕緣是否良好，導(dǎo)線連接是否牢固，是否能夠承受照明設(shè)備的負(fù)荷；照明設(shè)備的導(dǎo)線是否有熱效應(yīng)，是否有機(jī)械損傷，是否有過載等異常情況；照明設(shè)備的安裝位置是否合適，是否符合設(shè)計(jì)要求，最后對(duì)各區(qū)域照度進(jìn)行測試、回路絕緣測試、照明系統(tǒng)全負(fù)荷試驗(yàn)。

3.4 系統(tǒng)調(diào)試

（1）調(diào)試流程：首先，進(jìn)行系統(tǒng)檢查，包括電氣設(shè)備的完整性、接線的正確性和系統(tǒng)的接地情況等。此外，檢查系統(tǒng)電源和電路保護(hù)裝置是否正常工作。其次，根據(jù)電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)原理圖，上下級(jí)開關(guān)柜的機(jī)械連鎖、電氣聯(lián)鎖和邏輯連鎖的電氣調(diào)校，確保電氣設(shè)備之間的連接符合設(shè)計(jì)要求。最后，針對(duì)開關(guān)保護(hù)裝置進(jìn)行整定參數(shù)。如電壓電流表的變比、啟動(dòng)電流值，過電流保護(hù)值、低電壓保護(hù)值、限時(shí)電流速斷保護(hù)值、過流時(shí)間、過負(fù)荷保護(hù)、變壓器高溫、超溫保護(hù)、變壓器門鎖保護(hù)等，這些參數(shù)直接影響系統(tǒng)的正常運(yùn)行。然后，進(jìn)行功能測試。驗(yàn)證供配電系統(tǒng)的各項(xiàng)功能是否正常，例如，檢查電氣設(shè)備的啟動(dòng)、停止、運(yùn)行、保護(hù)等功能，斷路器、熔斷器、接觸器、熱繼電器等是否靈活可靠。最后，進(jìn)行性能測試。主要是測試供配電系統(tǒng)在設(shè)計(jì)負(fù)載下的工作情況，通過對(duì)系統(tǒng)的負(fù)荷試驗(yàn)，檢測系統(tǒng)的穩(wěn)定性、過載能力、短路能力等，確保系統(tǒng)在實(shí)際工作條件下的可靠性。

（2）調(diào)試與檢驗(yàn)方法：通過絕緣電阻測試儀、萬用表、直流電阻測試儀、繼電保護(hù)測試儀、接地電阻測試儀和成套的耐壓設(shè)備，變壓器測試儀等實(shí)測各項(xiàng)指標(biāo)，檢測過程中觀察記錄各指示燈、開關(guān)位置是否與實(shí)際點(diǎn)位一致，檢查規(guī)范對(duì)照實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)能否達(dá)到送電運(yùn)行的條件。系統(tǒng)調(diào)試可分為無負(fù)荷單機(jī)測試、無負(fù)荷聯(lián)動(dòng)測試、負(fù)荷聯(lián)動(dòng)測試，這是電氣工程中常見的測試方法，主要用于檢查和評(píng)估電氣設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)和性能。①無負(fù)荷單機(jī)測試。這種測試方法是在沒有連接到任何其他設(shè)備或系統(tǒng)的情況下，對(duì)單個(gè)電氣設(shè)備進(jìn)行測試。主要是為了檢查設(shè)備的電源、控制和保護(hù)系統(tǒng)是否正常工作。例如，在安裝新的電機(jī)時(shí)，可以使用這種測試方法來檢查電機(jī)是否能夠正常運(yùn)行。②無負(fù)荷聯(lián)動(dòng)測試。這種測試方法是在多個(gè)設(shè)備或系統(tǒng)之間進(jìn)行相互連接，但在并不加載任何負(fù)荷的情況下進(jìn)行的測試。這種測試的目的是檢查各個(gè)設(shè)備或系統(tǒng)之間的連接是否正常，以及它們是否能夠協(xié)同工作。③負(fù)荷聯(lián)動(dòng)測試。這種測試方法是在多個(gè)設(shè)備或系統(tǒng)之間進(jìn)行相互連接，并在加載實(shí)際負(fù)荷的情況下進(jìn)行的測試。這種測試的目的是檢查各個(gè)設(shè)備或系統(tǒng)在真實(shí)工作條件下的性能和可靠性。

4 結(jié)語

電氣工程供配電系統(tǒng)的安裝調(diào)試是一項(xiàng)復(fù)雜的工作，涉及供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)原理、安裝、調(diào)試、運(yùn)行和維護(hù)等多個(gè)方面。通過合理的系統(tǒng)設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)整與試驗(yàn)，以及合理運(yùn)行與維護(hù)，可以建立穩(wěn)定、安全、高效的供配電系統(tǒng)，為電力設(shè)備正常運(yùn)行提供可靠的保障。同時(shí)，有效的供配電系統(tǒng)安裝與調(diào)試工作還能夠提高電力系統(tǒng)的可靠性和經(jīng)濟(jì)性，為社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展提供可靠的電力保障。