摘要:建筑物的供电可靠性包括两方面的内容:用电充裕度和用电安全性。用电充裕度是指建筑物供配电系统的供电电源有足够的发电容量和足够的输电容量，在任何时候都能满足用户的峰荷要求，其表征供配电系统电源的稳态性能;用电安全性是指建筑物供配电系统在事故状态下的安全性和避免连锁反应而不会引起失控和大面积停电的能力，其表征供配电系统的动态性能。供电规划是建筑电气规划的主要内容之一。对于建筑，供电可靠性规划更是建筑电气规划首要考虑的问题。本文从电源冗余规划、供电路径安全性规划、保护有效性及选择性规划、防电击安全性规划4个方面分析了建筑供电可靠性规划所包含的具体内容，介绍了实际工程中容易忽视的相关问题，并提出了相应的解决方案。
关键词:建筑;供电可靠性;电源冗余;供电线径安全性
1建筑供电可靠性规划要点
建筑物供电可靠性规划一般包括:电源冗余规划、供电路径安全性规划、保护有效性及选择性规划、防电击安全性规划。对于建筑，这些部分都有相应的特殊要求。
1.1电源冗余规划
1.1.1供电容量规划
建筑对空调、热水的要求比较特殊。不同的空调冷热源形式、热水冷热源形式以及设备对建筑总用电量的需求结果影响很大，其负荷密度一般在50～250VA/m2，对某些特殊办公楼设置高达800～1000VA/m2。在建筑规划的方案阶段，估算用电负荷时不能采用常用的负荷密度法，否则会造成较大的误差，而应采用分类统计法。在后续的初步规划、施工图规划阶段更应分类，逐项仔细统计，以免错漏。
1.1.2电源备用规划
常规建筑的电源备用规划主要采用负荷分级方法，GB50052—2009《供配电系统规划规范》中第3.0.2条规定:一级负荷应由双重电源供电，当一路电源发生故障时，另一路电源不应同时受到损坏。建筑电源备用除了需满足常规的负荷分级要求以外，还需满足“安全电源”、“应急电源”和“切换时间”的要求。
1.2供电路径安全性规划
1.2.1冗余电源的供电路径冗余规划
供电路径安全性规划容易忽视冗余电源的供电路径冗余规划。由于相关规范要求不明确，而且建筑规划很难允许电气专业在这方面有过多的考虑，导致部分工程存在隐患。分析了电网“电源独立”的双重电源作为一级负荷消防电源时必须要满足的“电路独立”条件，“电路独立”即是“供电路径冗余”。对于建筑低压用电负荷，其供电电源全程(从外电源点到设备处)都应满足这个要求。对于建筑的供电规划，冗余电源的供电路径冗余规划必须从初步规划阶段就考虑。
1.2.2供电路径的可维护性规划
供电路径安全性规划容易忽视供电路径的可维护性规划。可维护性就是供电线路便于安装检修、更换扩容。在工业规划领域，规划方对设备调试和产能维护负责，所以比较重视供电路径的可维护性。但在民用建筑规划领域，以往的惯例是规划方不负责施工安装，项目建成后也很少涉及运维，所以往往忽视了这个环节。对于以建筑为代表的大型“生产性”公建，规划的供电路径方案施工时不好装、建成后不好用、出问题了不好修，是工程回访时经常被批评的问题。目前，以Revit为代表的建筑信息模型(BIM)软件在民用建筑规划院已大规模推广，应用BIM软件可以方便地实现供电路径的可维护性规划。
1.3保护有效性及选择性规划
从供电规划原理来说，供电线路保护有效性及选择性规划是保证供电安全的基础，但在实际工程中往往被忽视。
1.3.1保护有效性规划
(1)短路保护的有效性。低压配电线路短路保护的有效性是通过短路保护灵敏度系数的校验来实现的，虽然JGJ16—2008《民用建筑电气规划规范》第7.6.2条(强条)明确规定:线路的短路保护应在短路电流对导体和连接件产生的热效应和机械力造成危害之前切断短路电流。
但电气规划人员并不习惯逐条回路计算，而工作中常用的AutoCAD软件也只是强于绘图、弱于计算，施工图强制性审查也没有便捷、有效的方式来审查该问题，导致在超大建筑中，由于供电距离过长导致短路保护的灵敏度不够，为工程留下安全隐患的情况并不罕见。
(2)过负荷保护的有效性。低压配电线路过负荷保护的有效性是通过配电线路的安全载流量校验来实现的。JGJ16—2008《民用建筑电气规划规范》第7.6.2条(强条)明确规定:配电线路的过负荷保护应在过负荷电流引起的导体温升对导体的绝缘、接头、端子或导体周围的物资造成损害前切断负荷电流。配电线路的过负荷保护校验与导体材质和截面、导体绝缘性能、线路敷设状况相关，前两个条件通过规划选型容易确定，但配电线路的敷设状况校验是最容易被忽视的，要做到配电线路全程敷设状况的折减系数基本一致更是难上加难。因此，有些规划会采取放大导体截面的方法来解决该问题，但会降低规划的经济性，并不可取。
1.3.2保护选择性规划
保护选择性是指不能越级跳闸扩大事故范围。JGJ16—2008《民用建筑电气规划规范》第7.6.1条第2款规定:配电线路采用的上下级保护电器，其动作应具有选择性，各级之间应能协调配合;对于非重要负荷的保护电器，可采用无选择切断。为了解决保护选择性，有些建筑的配电规划通过放射式配电、减少配电级数、放大配电导体截面等方法，但这些方法都降低了规划的经济性，而且并没有足够的手段来验证保护选择性是否成立。
1.4防电击安全规划
普通建筑防电击安全规划采用普通的等电位联结和防剩余电流。中性点不接地配电系统，中性点对地完全隔离，系统负载中的外壳经PE线接地。如果出现单相接地故障，对地剩余电流只能经过系统泄漏电容对系统相线构成回路，而系统泄漏电容引起的容抗远大于TN系统中接地电阻。因此，IT系统中剩余电流非常小，不会危及生命，而且断路器也不会因接地电流的存在而引起过电流动作，从而保证系统带故障运行。为了保证场所用电的连续性和安全性，应按照国家标准和规范要求对场所局部IT系统规划的要求。
1.4.1场所局部等电位连接规划
1类及2类场所电气装置的部件与人员有接触，触电危险大，必须实行“辅助等电位联结”，即将该场所内所有的金属构件、管道再与PE线相互连接。等电位联结的目的是使所有金属构件与PE线处于同一电位，以降低接触电压，提高安全用电水平。
2规划经验分析
2.1建立精细化规划的工作目标
电气专业的精细化规划除了加强沟通服务的软内容外，还有精心计算、多方位技术考量的硬内容。在建筑电气规划中加强供电可靠性的规划应是建筑电气精细化规划的重点内容之一。
2.2合理应用专业分析计算的辅助软件
电气专业规划人员在应用BIM软件时除了配合主体专业建模和进行管网综合以外，还应主动进行冗余电源的供电路径冗余校验和供电路径的可维护性校验。为了解决低压配电线路的短路保护校验、过负荷保护校验、保护选择性校验，ABB、施耐德、西门子、常熟开关等都研发了相应的软件来完成上述校验的全部或部分功能。这些公司在建筑规划院都有大量的推广活动，建筑电气规划师可在工程中利用这些软件完成相应的计算校验工作。
2.3推广应用标准图的优选工具
采用各类标准图进行规划是做好精细化规划的一条捷径。建筑电源冗余规划、建筑防电击安全规划等建筑供电可靠性规划的内容在图集19D706-2《建筑电气规划与安装》都有成熟的方案。
结语
综上所述，提高供电可靠性是建筑电气规划的热点话题，特别是对供电可靠性要求较高的建筑更为重要。建筑电气规划人员凭借规划手段和电气技术升级，有能力在工程实践中将此问题解决得更好。
参考文献
［1］综合建筑规划规范:GB51039—2014［S］.
［2］建筑电气规划规范:JGJ312—2013［S］.
［3］20kV及以下变电所规划规范:GB50053—2013［S］.
［4］熊江，杜毅威.电网双重电源作为一级负荷消防电源问题探讨［J］.建筑电气，2019(9):3-7.
作者简介：陈航，1988年1月24日，男，大专，工业民用建筑机电设备的安全应用。