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【摘 要】 电力能源是现代国民经济发展的重要支撑之一,当今社会各行各业的工作开展都离不开电能供应。随着民用建筑的不断完善与发展,供配电设计作为其中的一项重要内容必须引起设计人员的高度重视,设计必须规范,考虑电气未来飞速发展的趋势,努力实现民用建筑供配电设计的经济性、稳定性、可靠性、安全性。本文主要研究的是民用建筑供配电设计中存在的问题及解决对策。
【关键词】 民用建筑;供配电设计;问题
1、民用建筑供配电设计中常见的问题
1.1、缺乏对相关规范的了解
我国《10kV及以下变电所涉及规范》中明确做出规定:变配电房不能设置在浴室、经常积水的地下室、厕所等地方,并且也不能与这些场所相毗邻。一般而言,民用建筑小区住宅楼在设计时通常将电配电房设计在一层,楼上的卫生间位置设置局部夹层。但是这种设计通常会由于屏蔽性能差、降噪处理措施不到位等原因而导致楼上住户的频繁投诉。我国于2011年最新颁布并实施的《住宅建筑电气设计规范》中明确规定:当配变电所设在住宅建筑内时,配变电所不应设在住户的正上方、正下方、贴邻和住宅建筑疏散出口的两侧,不应该设置在住宅建筑低下的最底层。
1.2、供电设备的设置不符合规范
根据我国《民用建筑电气设计规范》中规定:当消防用电负荷为二级并采用交流电源供电时,宜采用双回路树干式供电,并按防火分区设置自动切换应急照明配电箱。当采用集中蓄电池或灯具内附电池组时,可由单回线路树干式供电,并按防火分区设置应急照明配电箱。但是,在实际设计中,有存在着在理解上的偏差,民用建筑供配电设计人员、民用建筑的审查人员、校对人员经常会要求在住宅楼消防电梯前室的一两个应急灯也要求单独设置双电源切换箱。
1.3、电梯井道的照明供电及检修插座设置不合理
在实际操作中,很多设计人员会在自己的供配电设计中说明,电梯的井道照明供电及检修用插座的设置有电梯厂家来成套设计完成,很显然这是不合理的,电梯厂家并不完全了解建筑中的供配电设置情况,不了解建筑中的电路分配情况,只能凭借经验或工程图纸来分析。
1.4、选择电缆及导体截面时考虑欠周全
在民用建筑供配电设计中,很多设计人员在对电缆及导体的截面积选择进行设计时,通常只对负荷计算出的电流满足要求即可,根本不考虑用电设备的端电压,远距离供电。我国《供配电系统设计规范》中明确规定:对用电设备端电压的偏差允许值的要求为:电动机为±5%,一般工作场所的照明为±5%,而对于那些远离变电所的小面积一般工作场所的照明、应急照明、道路照明、警卫照明等为+5%、-10%。而对于其他用电设备而言,如果没有特殊的规定,则应为±5%。
2、针对民用建筑供配电设计之中存在问题的解决对策
2.1、电力负荷
(1)一级负荷。一级负荷是所有供电负荷中最为重要的一项,主要表现在,在一级负荷中断供电的情况下,会对社会造成重大的影响,在政治上,经济上以及公共场所等都会产生重大的混乱,由此可见一级负荷的重要性。所以为了保证一级负荷供电的稳定性,在一级负荷中,要使用两个独立的电源,在一个供电电源发生故障时,另一个供电电源可以及时的供电,以保证供电的可靠性。由于一级负荷的重要性,还要充分的考虑到在其中的一个电源检修期间,另一个电源也发生故障时该如何处理。
(2)二级负荷。二级负荷相比较一级负荷来讲造成的损失要小一些,在二级负荷中断供电的情况下,会造成较重的政治、经济以及公共场所较大的混乱。那么应该保证的是,在变压器或者是线路中发生了常见的故障时,能够保证供电的稳定性而不中断供电,或者是在停电后能够在最短的时间内恢复供电。
(3)除一二级负荷外都属于是三级负荷,三级负荷在供电方面没有特殊的要求,只要能够保证供电的持续性,在正常的情况下不会中断即可。
2.2、供电电压的选择
民用建筑的供电电压主要取决于用电负荷的大小、供电距离的远近、供电线路的回路数、用电单位的远景规划,当地公共电网现状和它的发展规划以及经济合理等因素考虑决定。
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或0V三相四线制供电。需要双回电源线路供电时,应采用同级电压。
2.3、高低压配电系统的设计
(1)高压配电系统
一般高压采用单母线分段,自动切换,互为备用。母线分段数目,与电源进线回路数相适应。只有当供电电源为一主一备时。才考虑采用单母线不分段的结线。电源进线几乎全部采用电缆迸线。
(2)计费方式
供电局一般采用高供高计。但在低压侧,仍装设计费电度表,采用将照明与动力分开的两部电价法。有些地方供电部门又把空调设备的用电,全部划入照明计价系统,一般做法是安装总表及动力表,由总表减去动力表以后,全部为照明电费。
(3)为减少变压器台数,单台变压器的容量选择一般都大于1000kVA。为限制低压侧的短路电流,正常时变压器解列运行,中间设联络开关。照明和动力分开设变压器,当动力用电容量太小时,动力变压器可不分开装设,而在低压侧应对动力负荷分类计费。
(4)高压系统及低压干线的配电方式基本上都采用放射式系统。楼层配电则多为混合式系统。配电设备中的主要部分是干线。现代高层建筑的竖井多采用插接式母线槽。水平干线因走线困难,多采用全塑电缆与竖井母干线联接。每层楼竖井设层间配电小间,配电小间一般在2~4m2。层间配电箱经插接自动空气开关从竖井母干线取得电源。
2.4、配电系统
按照我国出台的《住宅设计规范》中的规定,民用建筑住宅的供电应选用TN-S、TT、TN-C-S三种方式接地。对高层电梯住宅附有配电所时选用TN-S系统,在设计中由城市公用的低压线路来供电的民用建筑常常选用TT系统,居民小区的每幢建筑由小区变配电站来配电时选用TN-C-S系统。
2.5、防雷与接地
现代民用建筑的防雷设计,除采用避雷针和避雷带的传统做法外,近年还出现有消雷器和放射性避雷针。这两种防雷技术虽然在工程上得到不少实际应用,但在理论上一直是有争议的。但是个人认为,从国外引进的这种放射性避雷针,维护复杂,价格又不便宜,还是采用传统的避雷方法简单可靠,更加经济合算。只要保证各层楼面钢筋、金属管道与该层用作引下线的柱筋有可靠的连接,形成等电位层。现代建筑都是采用钢筋混凝土剪力墙,与楼板的连接是十分可靠的。关键是做好金属管线的接地。
总之,随着我国改革开放的不断深入与人民生活向小康社会的全面迈进,我国城市化建设发展的同时,更促进了我国建筑业的快速发展。各类建筑工程的与日俱增中,民用建筑工程项目在整个建筑工程中所占的比例越来越大。因此,民用建筑供配电系统的安全性、可靠性、经济性就显得尤为重要。但是在实际民用建筑供配电设计中还存在一些问题,这些问题严重影响了民用建筑供配电设计。
参考文献:
[1]郑猛.探讨民用建筑供配电设计的可靠性与经济性[J].民营科技,2012,11:334.
[2]殷明.民用建筑供配电设计问题探讨[J].电气工程应用,2000,02:34-37.
[3]李兵,程大章.民用建筑供配电可靠性分析[J].电工技术杂志,2003,12:34-38.
[4]张诚.谈谈民用建筑配电系统的节能设计[J].福建建设科技,2011,01:66-67+80.
[5]韦磊.探析供配电设计中的节能方法和措施[J].通讯世界,2014,15:52-53.
【关键词】 民用建筑;供配电设计;问题
1、民用建筑供配电设计中常见的问题
1.1、缺乏对相关规范的了解
我国《10kV及以下变电所涉及规范》中明确做出规定:变配电房不能设置在浴室、经常积水的地下室、厕所等地方,并且也不能与这些场所相毗邻。一般而言,民用建筑小区住宅楼在设计时通常将电配电房设计在一层,楼上的卫生间位置设置局部夹层。但是这种设计通常会由于屏蔽性能差、降噪处理措施不到位等原因而导致楼上住户的频繁投诉。我国于2011年最新颁布并实施的《住宅建筑电气设计规范》中明确规定:当配变电所设在住宅建筑内时,配变电所不应设在住户的正上方、正下方、贴邻和住宅建筑疏散出口的两侧,不应该设置在住宅建筑低下的最底层。
1.2、供电设备的设置不符合规范
根据我国《民用建筑电气设计规范》中规定:当消防用电负荷为二级并采用交流电源供电时,宜采用双回路树干式供电,并按防火分区设置自动切换应急照明配电箱。当采用集中蓄电池或灯具内附电池组时,可由单回线路树干式供电,并按防火分区设置应急照明配电箱。但是,在实际设计中,有存在着在理解上的偏差,民用建筑供配电设计人员、民用建筑的审查人员、校对人员经常会要求在住宅楼消防电梯前室的一两个应急灯也要求单独设置双电源切换箱。
1.3、电梯井道的照明供电及检修插座设置不合理
在实际操作中,很多设计人员会在自己的供配电设计中说明,电梯的井道照明供电及检修用插座的设置有电梯厂家来成套设计完成,很显然这是不合理的,电梯厂家并不完全了解建筑中的供配电设置情况,不了解建筑中的电路分配情况,只能凭借经验或工程图纸来分析。
1.4、选择电缆及导体截面时考虑欠周全
在民用建筑供配电设计中,很多设计人员在对电缆及导体的截面积选择进行设计时,通常只对负荷计算出的电流满足要求即可,根本不考虑用电设备的端电压,远距离供电。我国《供配电系统设计规范》中明确规定:对用电设备端电压的偏差允许值的要求为:电动机为±5%,一般工作场所的照明为±5%,而对于那些远离变电所的小面积一般工作场所的照明、应急照明、道路照明、警卫照明等为+5%、-10%。而对于其他用电设备而言,如果没有特殊的规定,则应为±5%。
2、针对民用建筑供配电设计之中存在问题的解决对策
2.1、电力负荷
(1)一级负荷。一级负荷是所有供电负荷中最为重要的一项,主要表现在,在一级负荷中断供电的情况下,会对社会造成重大的影响,在政治上,经济上以及公共场所等都会产生重大的混乱,由此可见一级负荷的重要性。所以为了保证一级负荷供电的稳定性,在一级负荷中,要使用两个独立的电源,在一个供电电源发生故障时,另一个供电电源可以及时的供电,以保证供电的可靠性。由于一级负荷的重要性,还要充分的考虑到在其中的一个电源检修期间,另一个电源也发生故障时该如何处理。
(2)二级负荷。二级负荷相比较一级负荷来讲造成的损失要小一些,在二级负荷中断供电的情况下,会造成较重的政治、经济以及公共场所较大的混乱。那么应该保证的是,在变压器或者是线路中发生了常见的故障时,能够保证供电的稳定性而不中断供电,或者是在停电后能够在最短的时间内恢复供电。
(3)除一二级负荷外都属于是三级负荷,三级负荷在供电方面没有特殊的要求,只要能够保证供电的持续性,在正常的情况下不会中断即可。
2.2、供电电压的选择
民用建筑的供电电压主要取决于用电负荷的大小、供电距离的远近、供电线路的回路数、用电单位的远景规划,当地公共电网现状和它的发展规划以及经济合理等因素考虑决定。
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或0V三相四线制供电。需要双回电源线路供电时,应采用同级电压。
2.3、高低压配电系统的设计
(1)高压配电系统
一般高压采用单母线分段,自动切换,互为备用。母线分段数目,与电源进线回路数相适应。只有当供电电源为一主一备时。才考虑采用单母线不分段的结线。电源进线几乎全部采用电缆迸线。
(2)计费方式
供电局一般采用高供高计。但在低压侧,仍装设计费电度表,采用将照明与动力分开的两部电价法。有些地方供电部门又把空调设备的用电,全部划入照明计价系统,一般做法是安装总表及动力表,由总表减去动力表以后,全部为照明电费。
(3)为减少变压器台数,单台变压器的容量选择一般都大于1000kVA。为限制低压侧的短路电流,正常时变压器解列运行,中间设联络开关。照明和动力分开设变压器,当动力用电容量太小时,动力变压器可不分开装设,而在低压侧应对动力负荷分类计费。
(4)高压系统及低压干线的配电方式基本上都采用放射式系统。楼层配电则多为混合式系统。配电设备中的主要部分是干线。现代高层建筑的竖井多采用插接式母线槽。水平干线因走线困难,多采用全塑电缆与竖井母干线联接。每层楼竖井设层间配电小间,配电小间一般在2~4m2。层间配电箱经插接自动空气开关从竖井母干线取得电源。
2.4、配电系统
按照我国出台的《住宅设计规范》中的规定,民用建筑住宅的供电应选用TN-S、TT、TN-C-S三种方式接地。对高层电梯住宅附有配电所时选用TN-S系统,在设计中由城市公用的低压线路来供电的民用建筑常常选用TT系统,居民小区的每幢建筑由小区变配电站来配电时选用TN-C-S系统。
2.5、防雷与接地
现代民用建筑的防雷设计,除采用避雷针和避雷带的传统做法外,近年还出现有消雷器和放射性避雷针。这两种防雷技术虽然在工程上得到不少实际应用,但在理论上一直是有争议的。但是个人认为,从国外引进的这种放射性避雷针,维护复杂,价格又不便宜,还是采用传统的避雷方法简单可靠,更加经济合算。只要保证各层楼面钢筋、金属管道与该层用作引下线的柱筋有可靠的连接,形成等电位层。现代建筑都是采用钢筋混凝土剪力墙,与楼板的连接是十分可靠的。关键是做好金属管线的接地。
总之,随着我国改革开放的不断深入与人民生活向小康社会的全面迈进,我国城市化建设发展的同时,更促进了我国建筑业的快速发展。各类建筑工程的与日俱增中,民用建筑工程项目在整个建筑工程中所占的比例越来越大。因此,民用建筑供配电系统的安全性、可靠性、经济性就显得尤为重要。但是在实际民用建筑供配电设计中还存在一些问题,这些问题严重影响了民用建筑供配电设计。
参考文献:
[1]郑猛.探讨民用建筑供配电设计的可靠性与经济性[J].民营科技,2012,11:334.
[2]殷明.民用建筑供配电设计问题探讨[J].电气工程应用,2000,02:34-37.
[3]李兵,程大章.民用建筑供配电可靠性分析[J].电工技术杂志,2003,12:34-38.
[4]张诚.谈谈民用建筑配电系统的节能设计[J].福建建设科技,2011,01:66-67+80.
[5]韦磊.探析供配电设计中的节能方法和措施[J].通讯世界,2014,15:52-53.