刘哲
北京盈和瑞环境科技有限公司
摘要：建筑工程电气设计中涉及到的范围广泛，其中低压配电系统是整个建筑工程的重要内容之一，在电气系统环节中占据着关键地位，低压配电系统和工程安全紧密相关。因此，电气设计工作人员要在沼气工程设计中注意低压配电系统的安全应用问题，对比化工、石化及城镇燃气工程，沼气用电设备种类相对较多，配电系统设计的复杂程度有所增加，同时涉及新能源及城乡有机废弃物处理两大行业，如处理不当，则会存在较大的安全隐患，低压配电系统的安全设计能够为工程施工提供安全保障，促进生物质能源行业的发展。
关键词：沼气工程；电气设计；低压配电系统；安全分析
一、低压电气设计的总体目标
1.1低压电气设计的若干原则
1.1.1保障人身和财产安全
在任何设计当中，都应当以人为本、把设计的安全性放在首位，低压电气设计亦是如此，华而不实的设计不仅可能使设备无法正常使用，浪费能源，也可能会造成安全隐患。确保用电安全也是低压电气设计中应当遵循的根本原则。优良的电气设计需要顾及使用人员的用电人身安全，尤其是在卫生间、浴室等狭小潮湿空间当中，人体阻抗下降，对电位联结的要求更高；同时要尽量防止电气火灾发生的可能性，对于空调、实验室内较大功率电气设备，应合理设计匹配的导线和插座，定期检查设备，防止电路出现短路、过负荷以及接触不良等问题；最后需要注重防雷电设计及防过电压设计。雷电能够沿输电线、通讯线路、网络线路等传入到建筑内部，造成设备损坏和人身伤害，合理的电气设计有助于避免此类伤害。
1.1.2节约能源、技术先进
在实际设计当中，要注意配电室的设备布置和配电线路的合理规划。配电室的电气设备布置，要在满足规范及实际配电需要的前提下，预留适当备用位置，用于站内可能发生的增项。线路规划要根据工艺及其他专业管线的布置情况，选用合理的敷设方式和路径。例如，电缆数量不多，与其他专业地下管线不冲突的情况下，选用电缆直埋的敷设方式，电缆数量偏多、其他专业的地下管线较密集时，采用电缆桥架敷设更为合理。
1.2低压电气设计的基本目的
低压电气设计的设备（包括盘柜及柜内元器件）选型，首先需要满足用电设备容量的需求，其中对电动机配电要按实际负荷选型，如果选择偏大，会对电动机失去保护作用，偏小则会出现电动机无法启动或在高负荷情况下跳闸的情况，即用电设备无法正常运行，其次对机电一体化成套用电设备，开关选择要留有适当余量，以防设备在一定范围内的增容时，对电气设备的改造，导致重复建设，再有，配电室（间）的规划时，要适当考虑备用位置，以适应沼气站内设备的扩容及（或）改造的需要。
二、低压电气设计的注意问题
2.1加强对低压配电安全性的控制
为了保障供电系统的安全稳定的运行，则需要采用低压配电系统，所以设计人员特别关注低压配电系统的稳定性，一般情况下，主线的设备的体积庞大，并且主线的设备在所处的环境也比较复杂，因此就加大了设备操作的繁杂性，当主线设备出现问题的时候，则会直接对沼气程结构的电气系统造成负面影响，因此在设计之前必须对配电方案进行安全分析，及时修正偏差、优化系统设计。
2.2分支回路问题
当外部电源接入进线配电柜之后，主要的分支回路可以分为预处理系统、进料系统、厌氧发酵系统和出料系统等几个部分，同时还要考虑沼气净化、沼气利用系统的配电室内或现场布置。
在开展设计工作的过程当中，设计人员应当考虑哪些设备属于二级负荷，此类因为需要双电源供电，所以要求尽可能集中在一个配电柜内，以便于更加合理的集中管理、重点维护。此外，备用电源进线应大限度的与常用电源分开敷设，确保备用电源投入时万无一失。因此，线路的铺设采用不同的电缆桥架、电缆沟，条件有限制时，也要在电缆通道的两侧分开敷设。
2.3合理划分电气负荷
在进行低压配电系统等电气设计时，设计者要全面结合不同项目的现实状况，并且依照国内有关规定，合理区分电气负荷。正常情况下，对于小型项目，设计者要选取国家标准规范的一般用电负荷要求去进行电气负荷计算，如日产沼气5000方以下的粪污类项目，根据项目的建设规模，选用电缆或电气元件时适当留用余量即可。对于5000方以上的粪污类项目、桔杆项目及合并污水处理项目，要适当提高计算的需用系数，以适当增加此类项目的用电余量，以适应系统的复杂性，满足增容及改造所需。所有项目配电均采用放射式结合树干式的设计。
2.4加强接地保护
在低压配电系统的使用过程中需要加强对接地保护设备的使用，确保电气设备的安全。特别是在对沼气站的电气系统的相关设计过程中，设计人员需要综合考虑到工程的地点、环境以及布置结构，选择最合适的接地保护设备，并采用所制定的最为科学的接地保护对策的时候，需要采用相应的电位链接，以免由于外部电压而对配电系统带来影响，最终确保整个工程用电过程的安全性。
2.5软启动器选择和电路设计
软启动器在低压电气设计中并不陌生，其在多个领域中得到了广泛的使用，早已经得到了业内的认可。在使用软启动器时，设计人员需要充分考虑到下面几点问题。一是合理选择软启动器。不同的软启动器在性能、负载、功能方面存在区别，开展低压电气设计时需要结合实际的设计需求，合理对软启动器进行选择。一般情况下，在低压电气系统对于荷载要求较低的情况下，选择标准规格的软启动器即可，而软启动器的容量选择则需要考虑到电动机的容量问题。而在荷载要求较高的情况下，优先选择重载型软启动器，若已经选择了标准软启动器，也可以通过对容量的调整来达到保证低压电气系统稳定性的效果，且标准软启动器的容量等级至少需要提高一级。二是为了保护低压电气系统的运行稳定，软启动器中普遍会设置过载保护功能。当电动机停止运行之后，即可通过旁路接触器对旁路回路进行切换，切换之后若发现软启动器的过载保护功能依然处于正常运行状态时，就无需外加热继电器设备。若发现软启动器的过载保护功能存在运行障碍，且故障不影响软启动器的正常使用，以及无法查明障碍原因的情况下，则可以通过添加热继电器设备来对软启动器进行过载保护。三是软启动器旁路接触器的选择。在选择软启动器旁路接触器时，设计人员一般会依据电动机的启动规律和运转情况进行有针对性地选择，且一般会考虑高规格的接触器，从而保证接触器的运行稳定性，但这种选择原则也会在一定程度上造成浪费。从旁路接触器的运行原理和设置目的的角度来看，只有在软启动器启动之后，旁路接触器才会正式接入软启动器，而软启动器停止之后，旁路接触器也会随之停止。从理论角度来看，选择旁路接触器时应当依据ac-1原则进行选择，确保旁路接触器的额定工作电流和额定发热电流相等。ac-1标准的旁路接触器的电流通过能力要高于ac-3标准的旁路接触器，且这一标准的旁路接触器可以实现对电流规格的控制，实用价值相对较高。
三、结束语
在低压电气设计中，设计人员应对整个设计过程中的每个细节均认真处理，防止因一些细小的疏忽而对设计造成不同程度的影响。为了给用户提供更加安全、稳定、高效的配电系统，应积极解决低压电气设计中存在的问题，重视低压电气设计过程中的各个细节。
参考文献：
[1]徐坚．低压电气设计中应注意的问题[J]．电气应用，2012(15)：52．54．
[2]许新锋．关于低压电气设计的几点思考[J]．科技资讯，2012(34)：121．
[3]李敏．电气设计常见问题及应对措施分析[J]．科技风，2014(23)：79．