探析建筑電氣中供配電線路設(shè)計(jì)

摘要：建筑電氣中供配電線路的合理設(shè)計(jì)，能夠在一定的程度上節(jié)能電力資源，并且使人們的生活更加方便，因此，加強(qiáng)對(duì)其的研究是至關(guān)重要的。本文作者結(jié)合多年來(lái)的工作經(jīng)驗(yàn)，對(duì)建筑電氣中的供配電線路設(shè)計(jì)進(jìn)行了研究，具有重要的參考意義。

關(guān)鍵詞：建筑；電氣；供配電線路；設(shè)計(jì)

一、建筑電氣配電線路設(shè)計(jì)應(yīng)遵循的原則

1、滿足建筑物的功能要求

滿足建筑物的功能要求主要有：滿足建筑物不同場(chǎng)所的色溫、顯色指數(shù)以及照度的要求；滿足舒適性空調(diào)對(duì)溫度及新風(fēng)量的要求； 滿足醫(yī)療建筑、酒店、體育場(chǎng)館以及餐飲娛樂(lè)場(chǎng)所等電氣設(shè)施用電的要求以及多功能廳、 展廳等照明用電的要求。

2、考慮實(shí)際經(jīng)濟(jì)效益

不能因?yàn)樽非蠊?jié)能而不考慮所消耗的投資，隨意增加運(yùn)行的費(fèi)用。 節(jié)能要充分結(jié)合實(shí)際情況，對(duì)經(jīng)濟(jì)效益進(jìn)行評(píng)估，經(jīng)過(guò)比較分析，選用合理的節(jié)能材料和設(shè)備，盡量保證在較短的時(shí)間內(nèi)能夠收回在節(jié)能方面增加的投資。

3、節(jié)省無(wú)謂消耗的能量

減少能量的無(wú)謂消耗是節(jié)能的關(guān)鍵。在進(jìn)行建筑電氣設(shè)計(jì)時(shí)，首先應(yīng)明確哪些能量的消耗是沒(méi)有必要的無(wú)謂消耗，再結(jié)合實(shí)際情況選擇合適的節(jié)能措施。 如消耗在電能傳輸線路上能量、變壓器的功率耗能等都是無(wú)用的能量損耗；又如量大面廣的照明容量，應(yīng)通過(guò)先進(jìn)的控制技術(shù)和調(diào)光技術(shù)降低其能量的損耗。 總之，節(jié)能設(shè)計(jì)一定要在滿足功能要求、技術(shù)先進(jìn)以及經(jīng)濟(jì)合理的原則下進(jìn)行。

二、配電線路設(shè)計(jì)

本設(shè)計(jì)以實(shí)驗(yàn)樓為例，實(shí)驗(yàn)樓用電器一般有二類： 一類為照明電器， 一類為實(shí)驗(yàn)儀器。隨著科技的發(fā)展， 實(shí)驗(yàn)儀器也在不斷進(jìn)步， 其中高、精、尖儀器比例不斷增加， 這類儀器對(duì)電能質(zhì)量要求較高， 如何才能滿足不同電器的用電要求呢， 供配電線路的設(shè)計(jì)相當(dāng)重要， 在設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)注意以下幾點(diǎn)。

1、區(qū)分負(fù)載性質(zhì)， 采用分路供電及控制

實(shí)驗(yàn)樓供電母線一般采用埋地電纜進(jìn)入， 樓負(fù)載較小時(shí)，可直接采用 380V/220V 低壓母線供電； 負(fù)載較大， 則采用3000V-10000V 高壓母線供電， 再通過(guò)變壓器變壓后配電。實(shí)驗(yàn)樓內(nèi)負(fù)載種類多， 且各種負(fù)載對(duì)電源及接地要求各不相同，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮分路供電。比如電子計(jì)算機(jī)等一些精密電子儀器， 對(duì)電源電壓波動(dòng)及高次諧波很敏感， 電源電壓波動(dòng)大或正弦性差， 都會(huì)造成電子設(shè)備不能運(yùn)行或運(yùn)行效能降低， 使實(shí)驗(yàn)不能進(jìn)行或結(jié)果出現(xiàn)偏差。

2、合理計(jì)算負(fù)載， 保證三相負(fù)載平衡

三相負(fù)載不平衡， 會(huì)造成中性線電位偏移， 使單相電壓出現(xiàn)較大偏差， 其上用電器不能正常工作， 這個(gè)問(wèn)題也是電氣設(shè)計(jì)過(guò)程中必須考慮的問(wèn)題。在實(shí)驗(yàn)樓內(nèi)， 由于單相用電設(shè)備較多， 設(shè)計(jì)時(shí)不注意， 往往會(huì)造成三相的不平衡。

3、布線合理， 避免相互干擾

實(shí)驗(yàn)樓內(nèi)有多種布線系統(tǒng)， 包括有供電線路布線系統(tǒng)、通信自動(dòng)化系統(tǒng)、火災(zāi)報(bào)警及消防聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)、保安監(jiān)控系統(tǒng)、辦公自動(dòng)化系統(tǒng)、閉路電視系統(tǒng)等。在其中， 有些是強(qiáng)電系統(tǒng)， 有些是弱電系統(tǒng)， 而弱電線路易受強(qiáng)電線路的電磁干擾， 造成信號(hào)模糊、噪聲大， 甚至不能正確使用。因此， 在布線過(guò)程中應(yīng)注意將信號(hào)線與電源線分開(kāi)布設(shè)， 弱電線路采用屏蔽措施， 并與強(qiáng)電線路隔開(kāi)一定距離布置。

4、導(dǎo)線的選用

導(dǎo)線的選用參數(shù)主要是材質(zhì)與截面積二項(xiàng)。材質(zhì)一般有銅和鋁二種， 室內(nèi)布線一般采用銅導(dǎo)線， 因?yàn)殂~導(dǎo)線具有較高的過(guò)載余量， 雖然其價(jià)格比鋁導(dǎo)線高， 但在安全用電方面， 銅導(dǎo)線具有絕對(duì)的優(yōu)勢(shì)。

5、保護(hù)元件的選用

因樓內(nèi)各室負(fù)荷大小不一， 儀器設(shè)備過(guò)載能力不一， 所需的保護(hù)要求不一， 為了起可靠的保護(hù)， 應(yīng)采用上下級(jí)的電氣保護(hù)系統(tǒng)， 即在配電室、 各樓層、各室均裝設(shè)保護(hù)元件。為了便于維護(hù)，在各室只要裝設(shè)帶漏電保護(hù)的微型斷路器即可， 發(fā)生脫扣時(shí)， 一般人員就可恢復(fù)， 如采用熔斷器， 燒毀時(shí)要由專業(yè)電工進(jìn)行更換； 但在各樓層、配電室及有大功率用電器的實(shí)驗(yàn)室， 因負(fù)載大， 電流大， 當(dāng)發(fā)生大電流短路時(shí)， 微型斷路器分?jǐn)嗄芰ν粔颍?必須采用塑殼斷路器才能可靠分?jǐn)啵?而且選擇斷路器時(shí)應(yīng)注意其分?jǐn)嗄芰?yīng)大于線路的最大短路電流。保護(hù)元件在選用上除額定電壓、額定電流應(yīng)與所保護(hù)電路匹配外， 動(dòng)作時(shí)間也要滿足被保護(hù)電路或設(shè)備的要求。

三、供配電線路節(jié)能要點(diǎn)

1、負(fù)荷計(jì)算必須準(zhǔn)確

電力負(fù)荷是供電設(shè)計(jì)的依據(jù)參數(shù)。計(jì)算準(zhǔn)確與否，對(duì)合理選擇設(shè)備及安全可靠與經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，均起決定性作用。用電負(fù)荷計(jì)算方法選擇得當(dāng)，會(huì)達(dá)到節(jié)約有色金屬、節(jié)約能源的目的，若選擇不當(dāng)，會(huì)給用戶帶來(lái)不必要的投資和能源浪費(fèi)。用電負(fù)荷計(jì)算方法宜按下列原則選取：在方案設(shè)計(jì)階段可采用單位指標(biāo)法；在初步設(shè)計(jì)階段及施工圖設(shè)計(jì)階段，宜采用需要系數(shù)法。

2、合理選擇供電電壓

同等情況下，電壓越高，損耗越小。民用建筑用電設(shè)備電壓等級(jí)大部分為220/380 V，但一些大型或特大型的民用建筑的空調(diào)主機(jī)為了達(dá)到節(jié)能目的，經(jīng)方案比較，可以選擇10（6）kV的制冷設(shè)備。

3、合理選擇線路路徑以減小導(dǎo)線長(zhǎng)度

變配電室及配電箱應(yīng)盡量靠近負(fù)荷中心，以縮短線路供電距離，減少線路損失。低壓線路的供電半徑一般不超過(guò)250m，當(dāng)建筑物每層面積不少于10000 m2時(shí)，至少要設(shè)2個(gè)變配電所，以減少干線的長(zhǎng)度。在高層建筑中，低壓配電室應(yīng)靠近強(qiáng)電豎井，而且由低壓配電室提供給每個(gè)豎井的干線，不應(yīng)產(chǎn)生“支線沿著干線倒送電能”的現(xiàn)象，線路盡可能走直線，少走彎路，以減少導(dǎo)線長(zhǎng)度。

4、均衡三相負(fù)荷

采用三相四線制配電線路，在各相負(fù)荷均衡的情況下，中性線的電流為零，當(dāng)然，中性線上就沒(méi)有能耗，也沒(méi)有電壓降，所以，中性線上電流越小，能耗就越少。三相配電系統(tǒng)的住宅或辦公樓，其同類負(fù)荷應(yīng)均勻地分配于各相上，避免如L1相均為照明負(fù)荷，L2相均為插座負(fù)荷，L3相均為電熱負(fù)荷的情況出現(xiàn)。

5、選用電阻率較小的材質(zhì)作導(dǎo)線

銅芯最佳，但又要貫徹節(jié)約用銅的原則。因此，在負(fù)荷較大的一類、二類建筑中采用銅導(dǎo)線，在三類或負(fù)荷量較小的建筑中，可采用鋁芯導(dǎo)線。

6、合理地提高供配電系統(tǒng)的功率因數(shù)

若系統(tǒng)自然功率因數(shù)達(dá)不到接入電網(wǎng)要求時(shí)，應(yīng)進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償，提高功率因數(shù)，減少能量損耗。具體方法如下。

（1）在設(shè)計(jì)中，盡可能采用功率因數(shù)高的用電設(shè)備，減少用電設(shè)備無(wú)功損耗，提高用電設(shè)備的自然功率因數(shù)。

（2）安裝無(wú)功補(bǔ)償裝置。目前，民用建筑設(shè)計(jì)中，絕大部分采用變壓器低壓側(cè)集中補(bǔ)償，這種作法僅減少了區(qū)域變電站至用戶處的高壓線路上的無(wú)功傳輸，提高了用戶處的功率因數(shù)，可以不受或少受電業(yè)局的罰款。而對(duì)用戶，無(wú)功仍由變壓器低壓母線經(jīng)傳輸線路輸送到各用戶點(diǎn)，低壓線路上的無(wú)功傳輸并沒(méi)有減少，那么，無(wú)功補(bǔ)償也就達(dá)不到節(jié)能的目的。

五、結(jié)束語(yǔ)

隨著經(jīng)濟(jì)和科技的快速發(fā)展，建筑行業(yè)在不斷更新和發(fā)展。現(xiàn)代建筑電氣的供配電線路已不單單是照明工程和動(dòng)力工程，還能夠火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警和聯(lián)系消防系統(tǒng)、綜合布線、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)等電氣設(shè)備。所以在我們要大力發(fā)展建筑電氣業(yè)的同時(shí)要時(shí)刻對(duì)供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)的更新和發(fā)展，給人民生活提供更好的生存壞境，使人民生活更加美好、更加舒適。

參考文獻(xiàn)

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