建筑电气供配电可靠性分析 许秋萍

发表时间:2020/11/9   来源:《基层建设》2020年第21期   作者:许秋萍1 李雨润2
[导读] 摘要:随着我国经济的快速增长,电力已成为经济发展主要依靠能源之一。
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        摘要:随着我国经济的快速增长,电力已成为经济发展主要依靠能源之一。由于当前社会对电力的需求不断上升,因此对供配电系统的供电可靠性有了更高的要求。不但电能质量、频率等要满足更小波动的要求,少停电甚至不停电更是大势所趋。在这样的经济环境背景下,如何采取措施提高供配电系统的供电可靠性、减少停电损失、提高客户满意率就成为设计人员和各级供电企业工作的重点。基于此,本文主要阐述了规范中相关建筑电气供配电系统的可靠性条文、影响供配电系统可靠性的因素,以供参考。
        关键词:建筑电气;低压供配电;系统可靠性
        建筑物的供电系统的可靠性是影响社会群众日常生活水平的直接因素,也是保障有关设备运行的基础。对于当前建筑物出现火灾风险的现象日益增加,诸多建筑物中都有属于自己的消防灭火设备以及安全通道,来保障人们的生命安全。而在建筑中的消防灭火设施大部分是依附供电电源才能顺利开展。这就表明若是供系统出现问题,发生火灾之后是无法发挥出消防灭火设备的应用价值的,比如当供电电源出现故障,消防照明、喷淋系统等设备都是无法进行有效应用的。除此之外,当前我国建筑中普通/消防电梯,若是供电系统不可靠,电梯就容易出现故障,这对于建筑中生活的居民带来极大影响,严重阻碍了社会群众开展生活活动的效率。因此,建筑电气的供配电可靠性对于社会群众生活至关重要。
        1 建筑供配电设计概述
        如今在我国大部分城市发展中,高层建筑在城市建筑中占到的比例越来越大,高层建筑在很大程度上为城市在有限土地资源的状况下更进一步发展创造了非常有利的条件。不过高层建筑同时也会带来一些新的问题,像建筑高度高、结构复杂,更重要的是供配电线路配置会变得更加烦琐,对供配电设计的专业性要求更高,因为高层建筑在后期使用中一旦配线系统出现问题,其故障检测与维修比低层建筑的难度要超出许多。所以在高层建筑供配电设计初期就应该引起高度重视,避免埋下质量安全隐患。具体而言,高层建筑供配电设计是一项系统性与专业性较强的任务,它主要依据拟建高层建筑的特点、内部结构及建筑实际功能等方面的因素,对建筑配线系统进行供电线路的布置与规划,对其用电负荷等级进行相应的控制,同时利用供配电系统中的各种设备及控制装置,将它们有效地规划并“组合”在一起,使其在实际中科学合理地发挥其应有的作用,确保配电系统的正常运作,并最终将这个过程通过图纸绘制的方式展现出来的过程即为高层建筑供配电设计[1]。
        2 建筑电气供配电系统设计
        2.1 建筑电气的供电电压
        在建筑电气供配电系统设计的过程中,供电电压对于用户用电具有十分重要的作用,过大电压设计不仅会造成浪费,同时还极有可能发生安全事故,而过小的电压设计又无法满足实际需求,因此需合理得对供电电压进行设计。通常来说,建筑电气供电电压的确定会受到一些因素的影响与决定,像供电点距离供电用户的距离、供电线路回路数量、用电负荷等级、地区电力电网设计现状以及用电的长远规划等等,都会对供电电压的选择起到决定性的作用,所以在设计中需要对其进行综合考虑。用电设备容量在250kW或需用变压器容量在160kVA以上者应以高压方式供电,一般采用10kV;用电设备容量在250kW或需用变压器容量在160kVA及以下者,应以低压供电,一般采用220V/380V。当线路电流不超过30A的照明负荷时,可用220V单项供电,否则应采用380V/220V三相四线制供电。需要双回电源线路供电时,一般应采用同级电压。


        2.2 建筑电气电力负荷
        (1)在方案设计阶段一般应采用单位指标法;在初步设计及施工图设计阶段一般应采用需要系数法;对于住宅工程,在其设计的各个阶段均可采用单位指标法。
        (2)用电设备台数较多且各台设备容量相差较小时,宜采用需用系数法。该法一般用于干线和配变电所的电力负荷计算。
        (3)用电设备台数少且各台设备容量相差较大时,宜采用二项式法。该法一般用于干线和配电(屏)箱的电力负荷计算。为了在设计时便于使用负荷计算的成果,计算一般应以变压器为单位,按一般动力、重要动力、保安动力、一般照明、重要照明、保安照明六部分进行。
        2.3 供配电所设计
        (1)供配电所选址。通常应尽可能使高压深入负荷中心。为了保证供电的稳定可靠和操作的简便易行,一般都会将其设置在地下一层或者是首层。在建筑高度甚高和大容量负荷相当分散的情况下,也可分散布置多处供配电所,其布置方案应经过技术经济比较确定。一般工程中应根据实际情况,最好将供配电所安排在地下一层。
        (2)进行供配电所负荷计算与无功功率补偿计算,确定无功补偿容量。确定变压器型号、台数、容量。进行主接线方案选择。
        (3)根据供配电所供电的负荷性质及其对供电可靠性的要求,进行负荷分级,从而确定所需的独立供电电源个数与供电电压等级,并确定是否设置应急备用发电机组。一般工程系统供配电按三级负荷要求设计,消防设备及部分重要负荷按二级负荷供电。
        (4)短路电流计算与开关设备选择。二次回路方案的确定,继电保护的选择与整定计算。操作电源的选择、计量与测试[2]。
        2.4 建筑电气高低压配电系统的设计
        (1)高压配电系统的设计
        一是确定配电电压与配电网络结构;二是进行配电干线负荷计算;三是选择开关设备并进行短路校验;四是拟定二次回路方案并进行继电保护整定计算;五是选择高压电缆截面、形式并确定配电干线路径与敷设方式。
        (2)低压配电系统的设计
        一是确定低压配电方式与配电网络的结构,主要内容是竖直配电干线与水平配电干线的个数、位置与走向;二是进行分干线与干线的负荷计算,选择开关设备及导线、电缆、封闭式母线的截面与形式;三是选择保护装置,进行保护整定计算并保证其级间的选择性配合,以防止穿越性跳闸;四是确定线路敷设方式,进行电气竖井与配电小间的设计;五是进行低压无功补偿容量的计算以及补偿方式与调节方式的选择,功率因数按规定应补偿到0.9~0.95。无功补偿都采用集中补偿方式。为降低变压器容量,多集中装设在低压侧,与配电屏放在一起,但必须采用干式移相电容器;六是按需配置电气测量与电能计量装置;七是进行保护接地、重复接地系统的设计。
        结束语
        本文简单介绍了可靠性的基本知识、供配电相关的任务可靠性模型、并在新民规正式实行后抛转引玉给出了与可靠性相关的一些条文。在实际设计过程中,在满足规范的条件下,供配电系统要以安全、可靠、经济的原则,来达到高效、节能、环保、廉价的效果。
        参考文献:
        [1]何旭.试析建筑供配电线路设计技术[J].科技经济市场,2018,(04):7-8.
        [2]岳俊鹏.高层建筑电气设计中低压配电系统安全性探讨[J].黑龙江科技信息,2018,(08):55.
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