建筑电气供配电系统设计

建筑电气供配电系统设计

龙春香

（贵州省六盘水市水城区旅游产业化发展中心规划科 贵州六盘水 553000）

【摘要】目前，我国民用建筑的数量及规模不断扩大，供配电系统的安全可靠性与经济性成为民用建筑供配电系统设计的两个重要衡量指标，然而，在具体的施工过程中，由于受到建筑布局、电气设备、设计人员水平等多方面因素的影响，很难有效的平衡供配电系统设计方案的可靠性与经济性，因此，对建筑工程供配电系统设计要点进行详细探究迫在眉睫。

【关键词】建筑：供配电；设计

1.建筑供配电系统设计原则

1.1满足供电电源的可靠性

人们的日常生产生活中已离不开电能的支持，供配电系统的可靠性对人们的人身安全和财产安全有着重要的影响作用。近些年来，由于人口的大幅增长和可用土地的短缺，出现了大量高层建筑，最大化、集约化使用土地这一自然资源。而建筑在使用过程中，最容易出现的安全风险就是火灾。现阶段，进行灭火的主力是消防官兵们，火灾发生时如果消防人员无法及时赶到失火现场，就会对建筑内部设备造成极为严重的破坏，甚至发生重大安全事故。因此，在供配电系统设计中，应合理应用火灾预警技术，保证供电电源稳定运行。

1.2保障供电的持续性和电源时间性

对于通过电网就可以提供两个单独电源的建筑形态来说，基本上可以满足人们的正常生活需求。但是对不同于普通建筑的情况来说，内部的用电系统有着较高的负荷，设计时要综合建筑物特性进行考虑，出现紧急情况时，一定要保证备用电源能够正常启用。

2.建筑供配电系统设计要点

2.1电力负荷系统设计

在设计民用建筑供配电系统方案时，设计人员首先需要对该建筑所需的电力负荷等级进行深入的了解与调研，然后根据配电系统设计方案的可靠性和中断供电后可能给政治方面和经济方面造成损失的严重程度，将建筑负荷等级分为一、二、三个等级的负荷，其中，供配电系统在中断供电时，若造成了人员的严重伤亡、经济的巨大损失、建筑内秩序的异常混乱等现象则为一级负荷；若造成了经济的较大损失、建筑内秩序的混乱等现象则为二级负荷；不属于一级、二级的负荷则归为三级负荷。为此，在进行供配电系统设计时，对于一级负荷应该采用两个独立电源供电系统，以确保在发生故障时，其中一个供电系统能够正常为建筑供电。考虑到两个供电系统可能同时发生故障或需要检修时，会影响到整个电力系统的供电，故而还需要增加应急备用的电源，根据电网运行系统的实际情况及负荷要求确定其能供电的时间段。对于二级负荷需要在供配电设计阶段考虑供电属性的多变性，其配电系统设计的方案要能确保在线路或变压器发生故障时，能够正常的持续供电或是在短暂的中断供电后快速的恢复供电功能。对于三级负荷，设计人员只需要确保所有供电设备都能在正常情况下进行工作为建筑持续供电即可。

2.2高压供电系统设计

由于建筑的供电负荷通常比较大，故其供电一般采用10kV的高压，并且主要包括环形双回路、单侧回路和双侧双回路三种供电方案。其中，环形双回路的供电方案投入成本和可靠性都比较高；单侧回路的供电方案投入成本和可靠性都比较低；双侧双回路的供电方案由于采用了两个电源同时对系统进行供电，故其供电有着较高的可靠性。在对高层建筑高压供电系统进行设计时，通常需要根据建筑施工方的投入成本选择适当的供电方案。由于不同的高压电源具有不同的供电形式，因而高压主接线的方式也会随之不同。当两路高压电源对系统同时进行供电的情况下，一般是采用单母线分段的形式，但是对母联开关却不进行设置。这种供电形式的特点在于所需要的设备非常少，而且结构相对来说也比较简单，同时投资成本也比较低，但是其供电的可靠性和灵活性都比较低。当两路高压电源对系统采用一个供电一个备用的情况下，一般是采用单母线不分段的形式，这种供电形式的特点在于其线路相对来说比较简单。当供电系统中一个电源发生故障时，另一个备用电源就能立刻取代原电源对系统进行供电。目前，在建筑中应用比较广泛的供电方案是设置母联开关，并且单母线分段进行供电，当系统中任一电源发生故障时，母联开关自投，对故障电源侧的负荷恢复供电。这种供电形式虽然接线相当复杂，而且投资成本也最高，但其供电系统的可靠性也是最高的。

2.3低压配电系统设计

一般情况下在对建筑中的电气系统进行设计时，应当严格遵循以下原则：第一，应当对建筑物内的电气设备进行充分的了解，以确保建筑用电的安全性，进而在最大程度上避免电力事故对人身及其财产造成危害。第二，在电气系统中要进行自动切断故障电路的设备的设置以及接地保护的设计。我国现阶段的建筑中通常利用TN系统、Ti系统、Tr系统这3种接地保护模式，虽然环节不同，但是进行保护的目的是一样的，均是为了避免外部危险电压对建筑内电路造成不良的影响。三种对接地保护系统进行设置的方法，为用电安全提供了一定的保障，具体的选择要根据建筑电气和建筑工程的特点来定，不管是采用哪种接地保护形式，都要围绕供电系统的正常运行，对建筑电气系统进行保护，第一时间将故障电路切断。例如，Tr系统对电气系统进行接地的保护设置时，采用电流保护器来实现对总等电位进行联结，而TN系统主要保护金属性短路的电气系统以及发生故障电流较大的电气系统；Ti系统主要针对的接地故障保护是外漏设置的导电部分，是针对电流短路或者是电路负荷的保护设置，在进行接地保护的设计方式选择时，要根据电气回路中的保护线截面情况以及接地的形式来确定。

为了保证建筑物供配电可靠性，进而避免发生断电事故，非消防Ⅰ、Ⅱ级负荷的供配电方案的设计，以此来确保电量的充足，可以设置双重电源以及备用电源的方式，采取回路来同时供电，确保一个电源出现故障时，整个电源依然可以正常供电，对于具有十分重要作用的负荷，比如在民用建筑中应当将主电源、备用电源与专用回路双电源独立开来。对于非消防Ⅱ级负荷，例如商用建筑系统，可以采用双回路电源来供电，包括主要电源和变电系统，进行供电。

在一般性的建筑，如住宅的低压供配电系统的设计上，要满足规范化设计的要求，还要有效地确保供配电的可靠性，需设置应急备用电源，将低压单母线进行分段，独立两路电源和两台变压器，分列运行，尤其是建筑具有非常大的负荷，可以通过一路电源与一台变压器对低压母线进行分段；在电源线低压侧将两个回路电源引出来，有效满足消防负荷和非消防负荷的使用要求，并且分别应用到不同的低压分母线段之中。但是，该种方案适用于住宅类建筑，不适用于超大负荷的建筑。

3建筑供配电系统设计实例

保障用电安全。在配线方式方面，尽量采用树干形式，同时减少配电级数以及电力线路长度，对于线缆以及保护管材料，必须满足国家规范要求。

提升用电可靠性。采用两路高压进线方式，电源分别来自于不同的电站，为了提升建筑工程消防水平以及电力负荷，在地下一层结构中，需要设置一台柴油发电机，保证该建筑工程用电稳定性。

为了提升用电合理性，在配电房设置过程中，应该尽量将配电房深入至负荷中心，同时缩短供电线路的长度，对于地下一层以及地上九层，还需要设置变配电房，确保其供电合理性。

总而言之，在建筑领域发展过程中，完善低压供配电系统设计的可靠性发展研究是整个电气工程发展的基础性内容。因为建筑内部电气设备呈现出多样化的发展趋势，在具体施工中带有一定复杂性，用电量过大造成带能超负荷。因此，在进行电气设计的过程中，必须不断优化低压供配电运行环境，保证其电气设备的安全可靠性，提升电气设备整体功能，实现电力行业的可持续发展。