陳靜和

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建筑電氣設(shè)計(jì)低壓供配電系統(tǒng)的可靠性分析

陳靜和

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電氣設(shè)計(jì)是高層建筑功能的重要部分，在設(shè)計(jì)過程中為了提高建筑電氣系統(tǒng)運(yùn)行的實(shí)用性和安全性，設(shè)計(jì)人員應(yīng)充分重視低壓供配電系統(tǒng)的可靠性需求，讓電氣系統(tǒng)更加貼合高層建筑的使用標(biāo)準(zhǔn)。在城市建筑住房需求日漸增高的背景下，高層建筑對(duì)低壓供配電系統(tǒng)提出了更為嚴(yán)格的要求，這也為電氣設(shè)計(jì)人員帶來了一定的壓力，以下文章當(dāng)中將從低壓供配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則出發(fā)，逐步提出增強(qiáng)系統(tǒng)可靠性的措施。

建筑工程；電氣設(shè)計(jì)；低壓供配電系統(tǒng)

中國(guó)自改革開放以來，經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，建筑作為經(jīng)濟(jì)發(fā)展的一個(gè)重要標(biāo)志，在使用功能上不斷地完善。隨著中國(guó)的城鎮(zhèn)化發(fā)展，建筑業(yè)迎來了發(fā)展機(jī)遇并迅速崛起，隨著城市人口增多而空間有限，城市的高層建筑越來越多，而高層建筑對(duì)電氣設(shè)計(jì)具有較高的要求，以確保電力系統(tǒng)處于安全穩(wěn)定的運(yùn)行狀態(tài)，其中，低壓供配電系統(tǒng)發(fā)揮著重要的作用。在高層建筑電氣設(shè)計(jì)中，對(duì)低壓供配電系統(tǒng)的可靠性進(jìn)行分析是非常必要的。

1 電氣設(shè)備的可靠性

高層建筑的供配電系統(tǒng)對(duì)保證建筑使用安全至關(guān)重要。隨著建筑業(yè)的發(fā)展，高層建筑已經(jīng)不拘泥于滿足使用功能，而已經(jīng)成為城市規(guī)劃中的一部分，而且隨著人們生活水平的提高，對(duì)建筑電氣設(shè)備也提出了更高的要求，相應(yīng)地供配電系統(tǒng)運(yùn)行壓力也就越來越大。目前的高層建筑不僅縱向跨度大，而且建筑結(jié)構(gòu)也趨于復(fù)雜化。電梯是高層建筑不可或缺的電氣設(shè)備，且商用高層建筑以及寫字樓都安裝有中央空調(diào)，加之建筑用戶所需要的各種電氣設(shè)備等等，這些都需要依賴于電能才能夠有效運(yùn)轉(zhuǎn)。特別是現(xiàn)行的高層建筑，為了做到美觀而實(shí)用，往往在設(shè)計(jì)上推陳出新，這就給設(shè)置配電系統(tǒng)工作帶來了諸多的難題。隨著建筑電能使用量的增加，考慮到高層建筑低壓供配電系統(tǒng)的安全可靠運(yùn)行，就需要對(duì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)優(yōu)化，并對(duì)其運(yùn)行功能不斷地改善，以提高低壓供配電系統(tǒng)的運(yùn)行效率。

2 高層建筑中低壓配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求

2.1 滿足供電電源安全性

高層建筑供電電源的安全性能夠在很大程度上影響人們的生產(chǎn)和生活。目前，高層建筑火災(zāi)救援形勢(shì)越來越嚴(yán)峻，大多數(shù)高層建筑主要采取自身消防設(shè)施滅火和安全通道的方式來疏散人員。其中，高層建筑自身的消防滅火設(shè)施必須依靠供電電源。在這種情況下，如果供電電源的安全性較低，則當(dāng)發(fā)生火災(zāi)后，所有與消防滅火相關(guān)的設(shè)備，比如淋水系統(tǒng)、消防電梯、消防照明、消防報(bào)警設(shè)備等，都不能夠發(fā)揮其自身實(shí)際作用。另外，目前我國(guó)大部分高層建筑物都運(yùn)用了電梯，一旦供電電源不可靠，電梯就會(huì)出現(xiàn)電源供給不足的問題，發(fā)生故障，給高層建筑物中的人員生活和其他活動(dòng)展開帶來阻礙。

2.2 優(yōu)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)的原則

所謂優(yōu)化原則是指高層建筑的供配電系統(tǒng)的布局需符合建筑的功能與結(jié)構(gòu)，在設(shè)計(jì)過程中可考慮使用綠色材料替代傳統(tǒng)高能耗材料，或充分利用地?zé)?、光伏等自然能源。在低壓供配電系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上應(yīng)以穩(wěn)定性與安全性為出發(fā)點(diǎn)，在滿足建筑整體的用電需求上預(yù)留出備用電量，更好的應(yīng)對(duì)電氣系統(tǒng)意外情況。

3 完善建筑電氣設(shè)計(jì)中低壓供配電系統(tǒng)可靠性

3.1 供配電系統(tǒng)導(dǎo)線的選擇

在高層建筑的電氣系統(tǒng)當(dāng)中，電力線路在其中具有十分重要的作用。其可以傳輸與分配電能，成為電能進(jìn)行分配與傳輸?shù)妮d體，具有的重要作用毋庸置疑。所以，能否正確的選擇導(dǎo)線對(duì)于整個(gè)建筑的電氣系統(tǒng)是否具有安全性來說具有直接的影響。

3.2 合理選擇備用電源

在高層建筑中，為了提升供配電系統(tǒng)的可靠性，減少區(qū)域性停電的影響，一般都會(huì)設(shè)置相應(yīng)的備用電源，從安全性考慮，備用電源應(yīng)該能夠滿足以下幾個(gè)方面的要求：①若采用單臺(tái)機(jī)組，則應(yīng)該將機(jī)組的額定容量控制在1500kVA以下；②備用電源應(yīng)該能夠在斷電后的0～10s內(nèi)自行啟動(dòng)，盡可能減少停電造成的經(jīng)濟(jì)損失；③在發(fā)電機(jī)組達(dá)到額定轉(zhuǎn)速后，應(yīng)該按照由大到小的原則，進(jìn)行分批投入，以錯(cuò)開投入時(shí)間，減少低壓母線的啟動(dòng)壓降；④在電網(wǎng)恢復(fù)供電之后，應(yīng)該適當(dāng)延時(shí)30～60s，對(duì)供電進(jìn)行恢復(fù)，然后再延時(shí)數(shù)分鐘，才能停止發(fā)電機(jī)組的運(yùn)轉(zhuǎn)。

3.3 加強(qiáng)主接線安全性控制

在電力系統(tǒng)運(yùn)行中，低壓供配電系統(tǒng)的主線具有關(guān)鍵性作用，系統(tǒng)主線設(shè)備較多，且其在電力系統(tǒng)中的分布也較為廣泛，復(fù)雜的現(xiàn)場(chǎng)條件使系統(tǒng)本身與設(shè)備操作頻繁，在運(yùn)行中出現(xiàn)故障之后，往往會(huì)對(duì)整體系統(tǒng)帶來影響。因此，在高層建筑低壓供配電系統(tǒng)中，應(yīng)當(dāng)采取系統(tǒng)集成的方式，以此來盡量減少投資運(yùn)行的總花費(fèi)。此外，為了確保系統(tǒng)主接線的安全可靠性，在進(jìn)行低壓供配電設(shè)計(jì)時(shí)，可以采取有效結(jié)合380/220V的交流放射式及樹干式的形式。其中，對(duì)于普通照明與一般性負(fù)荷，應(yīng)當(dāng)盡可能采用放射式與樹干式結(jié)合的供電方式，集中性的負(fù)荷供電則選用放射性供電單一模式。

3.4 完善負(fù)荷等級(jí)設(shè)計(jì)

在高層建筑低壓配電設(shè)計(jì)中，負(fù)荷等級(jí)設(shè)計(jì)是保證整個(gè)配電系統(tǒng)運(yùn)行安全的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。現(xiàn)階段，高層建筑的負(fù)荷等級(jí)一般被分為一級(jí)、二級(jí)、三級(jí)等不同等級(jí)。由于高層建筑的垂直高度大，因而在低壓配電設(shè)計(jì)中應(yīng)首先考慮一級(jí)負(fù)荷等級(jí)。通常情況下，高層建筑的消防系統(tǒng)中如報(bào)警裝置、自動(dòng)滅火裝置、系統(tǒng)控制室，監(jiān)控設(shè)備等消防配電都應(yīng)該設(shè)計(jì)為一級(jí)負(fù)荷等級(jí)。同時(shí)，在應(yīng)急電源、專用通風(fēng)、應(yīng)急照明、水泵房等系統(tǒng)中也應(yīng)設(shè)計(jì)為一級(jí)負(fù)荷等級(jí)，以此最大限度確保配電系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性和安全性，防止出現(xiàn)意外事故發(fā)生時(shí)，應(yīng)急系統(tǒng)無法運(yùn)行的情況。

綜上所述，在高層建筑電氣設(shè)計(jì)中，低壓供配電系統(tǒng)是一項(xiàng)重要環(huán)節(jié)，因此不僅要保證供配電系統(tǒng)的可靠與穩(wěn)定，而且要保證電氣線路的安全，這就需要電氣設(shè)計(jì)人員借鑒先進(jìn)的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，不斷提高建筑供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)的可靠性，優(yōu)化系統(tǒng)運(yùn)行。

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[3] 董斌.建筑電氣設(shè)計(jì)中低壓配電系統(tǒng)安全性分析與闡述[J].智能城市，2017，01：245.