建筑电气工程中的电力配电系统设计与可靠性分析研究

建筑电气工程中的电力配电系统设计与可靠性分析研究

赵悦 

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摘要：在城市化进程的推进下，城市建筑密集度越来越大，为了保障人们生活同时确保社会稳定，建筑企业及地方政府加速了建筑的电力开发。电气供配电及照明系统是保障人们生活的基础元素之一，如何科学规划、合理布局供配电设施是美化城市、保障群众生活的基础。对此，对建筑电气供配电及照明系统的设计研究研究具有较强的应用价值。

关键词：建筑电气工程；电力配电系统设计；可靠性分析

引言

传统的建筑电气设计工作已经无法满足于当下要求，低碳背景下对建筑电气设计提出了新的挑战，供配电系统是建筑电气设计中的重要组成部分，需予以高度重视，不容忽视。为贯彻落实节能减碳政策要求，在实施建筑电气供配电系统设计的时候，应当有效融入低碳理念，结合实际情况合理搭建供配电系统，不断地优化电气系统方案，从多方面来进行严格把控，选择适宜的电气设备型号和配电线路，从而保障建筑电气供配电系统的正常运行，满足节能减碳标准要求。

1供配电系统的含义分析

在对高层住宅建筑进行供配电设计时需要充分考虑到建筑电气设备的使用性能和安全性能。首先要保证建筑物内所有电气设备都能够按照规定要求正常运行；其次还要确保建筑物内部各个用电区域的电压稳定，防止出现过压现象，从而降低电力系统发生故障或事故的概率。此外，为了有效控制电能损耗问题，必须采取有效措施减少不必要的能源消耗。比如可以采用变频技术以及合理选择变压器容量等方式提高供电可靠性。最后，通过科学合理的规划设计，不仅可以使整个住宅建筑的功能更加完善且满足人们日益增长的生活需求，而且也有利于实现资源节约与环境保护目标。

2供配电系统可靠性概述

低压供配电系统是整个建筑电气设计的重要组成部分，对用户用电质量以及设备安全运行有直接影响，主要包括室内配电站、室外配电房等部分。在进行低压电器安装时必须要根据工程实际情况合理选择设计方案及施工技术措施。低压供配电系统主要对电力传输与分配过程中所需要的电压、电流和功率进行有效控制，确保电能能够满足人们正常生产生活需求。随着我国城市化建设进程不断加快，高层建筑数量也随之增多，对于建筑物供电可靠性要求越来越高，因此，低压供配电系统也面临着严峻挑战。在实际应用中，由于受多种因素的综合制约，导致目前国内低压供配电系统存在一些问题亟待解决。故而，必须加强对低压供配电系统的可靠性分析，从提高系统故障检测能力入手，通过科学手段提升低压供配电系统的安全性与稳定性。一般情况下，应采用以理论研究为基础结合实践检验的方式开展工作，例如基于模糊层次分析法构建高压配电网可靠性评估指标体系，运用专家打分法确定权重系数，建立隶属度函数，并利用模糊聚类算法实现对不同地区低压供配电系统可靠性水平的评价。当低压电网发生事故后，可依据现场状态信息判断是否具有一定的备用电源容量实施应急预案。此外，还应采取针对性的优化方案，从而保障低压供配电系统安全稳定可靠运行。

3建筑电气工程中的电力配电系统设计要点

3.1确定负荷的等级以及负荷容量的计算

在对高层建筑电气工程供配电系统分析之后，需要根据相关规范要求对其进行合理选择和规划。首先是明确不同类型建筑电气设备所需的最大负荷值;然后再按照实际需求情况来对各类用电设备的数量及功率大小等参数信息进行综合考虑，从而保证整个供配电系统运行过程中能够满足用户的使用需求;最后还要针对实际施工现场条件进行科学分析并做好相应调整，确保最终实现节能降耗目标。此外，为了进一步提升供配电系统运行效率、质量以及效果，还应加强对配电线路的优化管理工作力度，以免供配电线路过长或过短影响到整体供配电系统的正常工作效率。在开展供配电系统建设时，应该结合建筑工程具体情况及其特点制定出一套完善的供配电系统管理方案和技术规范，以此提高供配电系统运行的稳定性和可靠性。

3.2功率因数补偿设计

在设计供配电系统的时候，功率因数补偿对其节能性有一定的影响。功率因数补偿能够在一定程度上减少变压器运行过程中的损耗，其能够促进功率因数的提升，把控无功电流，降低变压器的电流。在实施功率因数补偿设计的时候，要根据变配电系统的实际情况来选择适宜的补偿方式。例如说，若是采用的35kV变配电系统，则需要于配电变压器低压侧进行集中补偿；如若存在高压负荷，则需要增设高压无功补偿装置。除此之外，还可以使用分相补偿方式来处理三相不平衡线路。

3.3配电自动化系统的结构设计

目前配电自动化系统常用的结构有3种，分别是集中式结构、分层分布式结构和分层分布分散式结构。本文选择了分层分布式结构，所谓“分层”是变电所二次设备按功能分为变电所层、单元层，前者主要负责本地监控器和通信处理上位机，后者主要负责各种保护、监控装置。变电所层与单元层之间采用现场总线连接，实现信息交互。现场保护测控层包含的关键设备有10kV微机综合保护装置和测控装置，具有保护、测量、控制、通信等功能，该装置可通过现场总线与控制中心连接。另外，该层还包括一些高低压智能设备，像直流电源装置、消谐装置、智能开关等，这些装置可通过预留的通信接口与控制中心连接。

3.4供配电持续性

供配电持续性是指系统在运行中，持续不断地进行电能生产和输送，以保证电力供应的质量。例如:通电运行中，当电压或电流发生变化时，必须及时调节供电线路上各开关的通断，保持一定的功率输出，或对用电设备实施过载保护等。此外，还要防止由于负荷突然变化而导致供电系统出现故障。绝缘测试合格后，要定期检查变压器、断路器是否正常工作，电动机绕组绝缘性能是否良好，如有异常情况应及时处理。

3.5断路器选择

低压配电系统中，低压断路器是十分重要的涉笔。常规而言，低压断路器既可以作为保护电路的开关，还可以作为控制电路的电动机。低压断路器具有价格低廉、操作简便的特点。低压配电器包括万能式、塑壳式两种类型。本工程低压断路器的选择及设计如下：低压主进线和母线连通等核心馈线开关位置选择空气断路器，剩余部分选择塑壳断路器；三相线路使用塑壳断路器，单相电路采用微型断路器，如照明及插座线路选择微型断路器；低压系统设计为单母线分段模式，让其和变压器分列工作，相同低压配电房内部配置两台变压器，这两台变压器之间使用母联开关控制；主进线和母联开关需具备手动自复位功能；发电机组和市电电源之间通过机械连锁互投的方式避免并列运行，发电机电源使用自动转换开关，让其和低压母线连通。

结束语

综上所述，在建筑电气设计中，应当加强对配电箱和开关柜等设备的合理选择与科学安装。同时还要做好防雷接地系统的设计⼯作，以确保整个建筑能够正常运行。此外，要注意控制好照明灯具等用电设备的功率、电压以及电流值，并且根据实际情况进行调整，保证建筑物内部的供电质量符合相关标准要求。最后需要加强建筑物内消防设备的设置力度，为人们提供安全可靠的生活环境。

参考文献

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