电气供配电系统设计的常见问题及解决

发表时间:2020/10/15   来源:《工程管理前沿》2020年7月19期   作者:任江涛
[导读] 近年来,随着我国社会经济的快速发展以及各地现代化城市进程的不但加剧,

         任江涛
         陕西润中清洁能源有限公司      陕西省咸阳市      713600
         摘要:近年来,随着我国社会经济的快速发展以及各地现代化城市进程的不但加剧,在人们日常生活及社会生产活动开展的过程中对用电的需求也在日渐增加,致使各行业用电量也都呈现出快速上涨的趋势。而为有效确保电力的正常供应,就必须要严格电气供配电系统的设计,以确保其后期使用过程中的稳定性与可靠性。本研究就是在此背景下,通过对建筑工程电气供配电系统设计中的一些常见问题进行总结分析后,指出了相应的解决方法,以期能为我国建筑工程中电气供配电系统的设计提供相关指导及借鉴。
         关键词:电气供配电;系统设计;问题;应对策略
         引言 随着越来越多住宅小区的现代化以及智能化发展,人们在居住过程中也开始越来越重视对家电的使用,在此形势下,住宅小区中的用电量也开始明显增加。基于此,为切实保障小区居民的正常用电需求,在前期对电气供配电系统进行设计时就应当予以充分的重视。但是纵观我国多数住宅小区在此方面都仍存在一些共性问题,并已经对电气供配电系统的后期稳定运行产生了较大的影响,并最终影响在人们的正常生活。因此,必须在此方面进行改进与完善。
         1.电气供配电系统设计中存在的问题
         1.1缺乏科学的供电设备设置
         在前期对供配电系统进行设计时,由于设计人员对供电设备的设置在理解上就因人员的不同而存在一些差异,这就导致在进行后期的设计工作时就会出现较为不科学的情况。而供电设备的设置作为供配电系统设计中的一项重要内容,其合理性与否直接影响到后期系统运行的可靠性,因此必须引起重视。以消防电梯中应急灯的设计为例,过去在进行设置时往往都配备单独的双电源的切换箱,但这种设计本身就缺乏一定的经济性,造成一定程度的浪费,使供配电系统的设计失去了其原本的合理性。
         1.2供配电能力不符合要求
         当前随着人们生活水平的日渐提升,人们小区房屋内使用的电器数量也变得越来越多,这都在一定程度上增加了用电负荷。因此为与这种与日增长的用电负荷相契合,就必须要在前期对供配电线路以及断路器进行科学设置,以确保后期的稳定供电。然而在实际的供配电系统设计过程中,由于设计方面存在的问题,导致系统并不能负荷电器用电负荷的增长速度,从而致使当大规模集中用电情况发生时,供配电能力被大幅削弱,并影响到了人们的正常使用。
         1.3电缆及导体截面的选择存在不合理情况
         在对供配电系统进行设计时,对于电缆及导体截面的选择极为重要,只要做出了正确的选择,才能有效保障系统能承受较大的用电负荷。然而实际进行选择时,设计人员往往只是在用电负荷的基础上对电流的设计要求进行了考量,却在很大程度上忽略了通电设备的末端电压以及供电过程中的距离等因素的影响,并最终致使住宅小区内出现了供配电不合理的情况。
         2.电气供配电系统设计中的疑难问题
         2.1防雷与接地
         供配电系统中防雷与接地的设计作为其系统设计中的一大重点问题,历来也是设计过程中的难点所在。当前广泛应用的防雷设备除有避雷器之外,还有接闪器。其中,避雷器若要实现避雷功能则还需要并联如相应的被保护设备中,并且应当装设于设备的电源一侧。在雷雨天气中,若线路上的雷击过电压是,避雷器的火花间隙就会被击穿,过电压则经由避雷器进行放电,以此来实现对电气设备等的保护。现有的避雷器主要有阀式和排气式两种构造。而后者接闪器在安装后则是通过接闪器上的避雷针装置,直接接受雷击。若避雷针为金属线,则为避雷线,若为金属带,则称之为避雷带。当前在建筑工程的电气供配电系统进行防雷设计时,主要都是通过架设避雷线来实现的,但其缺点主要在于造价过高。


         2.2供配电系统抗干扰设计
         在一些工业工程中,由于其供配电系统都在逐步向着自动化的方向发展,而在实现自动化的过程中,对于计算机系统以及PLC系统的应用必不可少,但这些系统的应用往往都会对电力系统的运行产生干扰,尤其是电气功能模块,有时会无法正常工作,并最终致使系统整体发生故障。除此之外,这些干扰还会感应或传导至二次设备中,一旦这些干扰超过了电子设备自由的承受能力,就会导致电子设备发生不正常的动作。但是这些干扰情况因其产生原因及其所造成的的影响的复杂性,在进行解决时也存在较大困难。
         3.电气供配电系统设计的相关改进措施
         3.1在确定负荷等级的基础上,对负荷容量进行计算
         随着住宅小区建筑层高的不断加深,在对住宅小区进行供配电系统设计时也应当充分依据高层建筑供配电系统的设计原理,尤其是应当严格按照相应的法律法规来对负荷等级进行确定,并在此基础上对负荷容量进行有效的计算。如电梯、消防以及应急照明装置等。在住宅小区中,供配电系统的设计首先就应当充分满足人们日常生活中最基本的用电需求,如家用照明设备及电器的用电负荷都等得到满足。而对于高层的商业建筑而言,除了满足如上基本需求外,还应当确保电梯等的正常运转。在实际进行设计过程中,主要都是通过选取单位容量法以及负荷密度法来对负荷容量进行计算的,以此来保障结果的准确度。
         2.2 供配电的电压设计
         若要有效保障建筑工程中供配电系统的稳定运转,在对系统设计时就应当严格按照相关的设计标准及规范来开展设计工作。与此同时,还应当充分结合建筑工程的实际特点,如工程项目对于电压重量级等的要求,是否需要配备应急发电组,如需要,应当配备机组。如此一来即可在建筑后期使用过程中出现供配电故障时,及时借助应急发电组来实现对建筑物中电力的正产供应。通常情况下,低压配电电压多为380/220V,其赊借电源则应当选择为10KV的独立高压电源。
         2.3 照明系统供配电设计
         在对建筑物的供配电系统进行设计时,必不可少要对照明吸引进行设计,此时就需要设计人员做好对此系统进行最佳选择。首先在对照明系统的电压进行选取时,通常情况下高层建筑照明系统的额定电压多选用220V,并通过三相四线制实现对电力的供应,此时电压将在220V-380V之间活动。但是应用于实际过程中,此类设计往往会导致供电线路上电压出现大量损耗的情况,因此为有效保障照明系统运行过程中设备的正常供应,应当设计电压的底限为额定电压的97%。其次在对照明系统的供电方式进行选择时,由于当前的多数高层建筑都是选择双电路以及双电源的供电方式,并且选择了一级负荷电源,这就需要设计人员在设计时首先就应当计算出照明及电力一级的负荷功率,并进行比对,若存在较大差距时,则应当采用双电路高压的设计。而若两者差距较小,则应当在设计时仍以电源供电为主,其他电路则作应急发电使用。
         2.4 低电压与高电压的运行方式与结线方式
         在对高层建筑的供配电线路进行设计时,可采用10KV的高压线路,并使用单母线运作,从而就能使每一段单母线都能独立进行工作。在工作过程中,及时其中某一单母线出现了故障,其余单母线也可立即进行替代。而低压线路则应当设置应急母线,以提升供配电系统的运行效率。
         结束语
         综上可知,鉴于高层建筑的供配电系统设计工作的复杂性,并且存在诸多不可避免的影响因素,因此在设计过程中必须充分遵循相应原则,结合实际情况确定出负荷等级,并对电压及线路的安全工作做好设计。除此之外,还应当设置安保电源,以避免不必要的电力浪费。
         参考文献
         [1]李晓鹏. 浅谈10kV供配电系统设计中常见问题及解决措施[J]. 百科论坛电子杂志, 2018, 000(001):478.
         [2]尹大录. 电气供配电系统设计中相关问题浅析[J]. 精品, 2018(8):205-205.
         [3]何艳艳, 姚向玉. 浅谈建筑电气供配电系统设计[J]. 建筑工程技术与设计, 2018, 000(007):3083.
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