高層民用建筑供配電系統(tǒng)火災(zāi)安全研究

劉皓馳 遼寧錦州渤海大學(xué)工學(xué)院

高層民用建筑供配電系統(tǒng)火災(zāi)安全研究

劉皓馳 遼寧錦州渤海大學(xué)工學(xué)院

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們生活水平的日益提高，日常生活中的用電量也逐漸的增加，在人們的生活中，電無(wú)處不在，電給人們的生活帶來(lái)了極大的方便，但是同時(shí)如果用電不當(dāng)將會(huì)引發(fā)電力火災(zāi)的發(fā)生，這將會(huì)直接給人們的生命帶來(lái)極大的威脅。尤其在那些經(jīng)濟(jì)條件繁榮的地方，電氣火災(zāi)帶來(lái)的破壞尤為突出。

高層建筑 民用建筑 供配電系統(tǒng) 電力火災(zāi)

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，人們生活水平的提高，土地資源逐漸地變得更加地珍貴，所以，高層民用建筑就出現(xiàn)了飛速發(fā)展的趨勢(shì)。評(píng)價(jià)一個(gè)高層建筑的好壞，依據(jù)是供電系統(tǒng)，該供電系統(tǒng)需要是安全的，完善的同時(shí)也是可靠的，本文主要是圍繞這個(gè)高層建筑供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)進(jìn)行研究與展開(kāi)的。

1 論文題目提出的背景

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，城市的人口數(shù)量的大量增多，使得我國(guó)高層建筑數(shù)量的逐年增多。進(jìn)入80年代后，我國(guó)電氣火災(zāi)發(fā)生的概率逐年上漲。電氣火災(zāi)和工農(nóng)業(yè)之間存在著一定的聯(lián)系，電氣火災(zāi)所帶來(lái)的損失是間接的。隨著我國(guó)高層建筑數(shù)量的不斷增多，電子以及電氣系統(tǒng)的使用越發(fā)的復(fù)雜，電力線路的分布十分繁瑣，從而火災(zāi)的發(fā)生概率也日益增大。電氣火災(zāi)的源頭來(lái)自于電氣線路和電設(shè)備。引發(fā)電氣火災(zāi)的原因有很多，但是直接導(dǎo)致的主要有接觸不良、漏電、短路以及靜電、電弧火花等。照明配電箱如圖1所示。射燈電源線烙痕如圖2所示。

2 供配電系統(tǒng)

供配電系統(tǒng)在確定以前，需要結(jié)合外部的供電電源，并且對(duì)當(dāng)?shù)氐墓╇姴块T(mén)進(jìn)行足夠的了解，另外要將性質(zhì)、大小以及負(fù)荷性質(zhì)都考慮全面。

2.1 高壓配電

圖1 照明配電箱

圖2 射燈電源線烙痕

通常情況下一類(lèi)建筑選擇的設(shè)備是兩回10kV電源進(jìn)線。當(dāng)選擇的是10kV出線回路少的時(shí)候，就是單母線不分段結(jié)線。通常情況下二類(lèi)建筑選擇的是一回10kV電源進(jìn)線，如果選擇的用電量是比較大的時(shí)候，需要設(shè)置成兩回的10kV電源進(jìn)線。最近以來(lái)，在高層民用建筑中環(huán)網(wǎng)柜的使用極其廣泛，而且由于該設(shè)備的結(jié)線比較簡(jiǎn)單，同時(shí)具有很高的可靠性，所投入的資金也比較少，所以應(yīng)用比較廣。

2.2 低壓配電

2.2.1 低壓配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則

①應(yīng)該把照明和動(dòng)力拆為不同的配電系統(tǒng)，為消防報(bào)警與照明應(yīng)急系統(tǒng)。

②確保可以供電給保安負(fù)荷，同時(shí)還可以按照火災(zāi)具體情況，切除掉部分或者是所有的非保安負(fù)荷。

③確保可以自動(dòng)切換消防用電設(shè)備里面的電源。

④當(dāng)中斷工作電源的時(shí)候，應(yīng)該可以馬上將柴油發(fā)電機(jī)組啟動(dòng)，同時(shí)確保給保安負(fù)荷供電。恢復(fù)了工作電源的供電以后，進(jìn)行切換到工作電源。

2.2.2 低壓配電系統(tǒng)的結(jié)線

針對(duì)低壓配電系統(tǒng)的結(jié)線方式有很多種，將其中比較典型的兩種在工程應(yīng)用中比較廣泛地舉例說(shuō)明。

①低壓配電系統(tǒng)A

配電系統(tǒng)A的使用場(chǎng)合主要是針對(duì)一類(lèi)高層民用建筑。另外還可以用在二類(lèi)高層民用建筑中，該類(lèi)建筑物的電量比較大。在低壓配電系統(tǒng)A中變壓器就設(shè)置為4臺(tái)，其中的1B，2B主要是用來(lái)除去除了空調(diào)負(fù)荷之外的所有的負(fù)荷，而3B以及4B是用來(lái)承擔(dān)空調(diào)的負(fù)荷。如果當(dāng)建筑物是局部的中央空調(diào)時(shí)候，同時(shí)空調(diào)所承受的負(fù)荷比較少時(shí)，那么能夠在該建筑物中設(shè)置一臺(tái)空調(diào)變壓器，這個(gè)時(shí)候應(yīng)該將聯(lián)絡(luò)線設(shè)置在一般動(dòng)力負(fù)荷母線和空調(diào)負(fù)荷母線之間，從而方便對(duì)空調(diào)的變壓器進(jìn)行檢修與故障檢查，如果遇到由于季節(jié)的變化，而導(dǎo)致了部分空調(diào)的運(yùn)行故障，那么這些空調(diào)就需要退出運(yùn)行，當(dāng)空調(diào)負(fù)荷少同時(shí)空調(diào)變壓器退出的時(shí)候，供電的設(shè)備能夠是一般動(dòng)力負(fù)荷母線，在一定程度上可以加強(qiáng)空調(diào)的負(fù)荷用電的穩(wěn)定性以及運(yùn)行費(fèi)用的減少。

如果當(dāng)工作電源是保持正常供電的情況，但是出現(xiàn)了火災(zāi)，那么可以通過(guò)火災(zāi)的情況，讓消防控制中心將其中部分的非保安負(fù)荷進(jìn)行切除，當(dāng)工作電源出現(xiàn)停電的時(shí)候，供電的任務(wù)主要是交給了柴油發(fā)電機(jī)。如果火災(zāi)發(fā)生了，那么在收到柴油發(fā)電機(jī)運(yùn)行信號(hào)以及火災(zāi)信號(hào)的時(shí)候，將所有的保證負(fù)荷進(jìn)行切除，從而保證保安負(fù)荷可以正常用電，以防由于柴油發(fā)電機(jī)的問(wèn)題而導(dǎo)致熄火。

②低壓配電系統(tǒng)B

低壓配電系統(tǒng)B的使用場(chǎng)合主要是二類(lèi)高層民用建筑。假如外部電源供電是比較靠譜的話，同時(shí)用電量也不會(huì)很大，那么可以將低壓配電系統(tǒng)B應(yīng)用于一類(lèi)高層民用建筑中，低壓配電系統(tǒng)B結(jié)構(gòu)圖如圖3所示。

圖3 低壓配電系統(tǒng)B

將電氣聯(lián)鎖設(shè)置在1K與2K之間，而且如果條件允許的情況下能夠?qū)C(jī)械聯(lián)鎖設(shè)置進(jìn)去。一般情況下，合上1K以及3K，斷開(kāi)2K，從B處進(jìn)行全部負(fù)荷的供電。如果變壓器出現(xiàn)了停電、檢修或者故障的時(shí)候，自動(dòng)將柴油發(fā)電機(jī)組發(fā)起，斷開(kāi)1K以及3K，合上2K，負(fù)荷供電主要是來(lái)自柴油發(fā)電機(jī)組。當(dāng)發(fā)生火災(zāi)的時(shí)候，工作狀態(tài)上配電系統(tǒng)和低壓配電系統(tǒng)A是一樣的。

表1 民用建筑供配電設(shè)備需要的系數(shù)

3 供配電系統(tǒng)電氣設(shè)計(jì)分析

高層民用建筑供配電系統(tǒng)在設(shè)計(jì)過(guò)程中采取負(fù)荷計(jì)算方法，計(jì)算公式如下：

其中公式Pjs代表的是有功計(jì)算負(fù)荷，A代表的是建筑的面積，Ks代表的是負(fù)荷的密度。民用建筑供配電設(shè)備需要的系數(shù)如表1所示。

結(jié)語(yǔ)：基于高層建筑電氣的相應(yīng)原則，本文介紹了高層民用建筑供電配電系統(tǒng)火災(zāi)安全研究，該研究對(duì)設(shè)計(jì)高層建筑電氣有著重要的參考作用。得出的總結(jié)具體包括了：目前高層民用建筑供電配電系統(tǒng)存在著火災(zāi)的安全隱患，其次火災(zāi)發(fā)生的原因主要包括了科技技術(shù)的落后等因素。本文主要是介紹了供配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)分析以及供配電系統(tǒng)的原則等方面。

[1]Andreas Bachmaier,Sattaya Narmsara,Jan-Bleicke Eggers,Sebastian Herkel. Spatial Distribution of Thermal Energy Storage Systems in Urban Areas Connected to District Heating for Grid Balancing - A Techno-Economical Optimization based on a Case Study[J]. Journal of Energy Storage,2016

[2]Anonymous. Emerson Network Power: Emerson Network Power Introduces Rack Power Distribution Units to Help IT Managers Improve of Efficiency of Datacenters; Liebert MPX and Liebert MPH provide servers and IT equipment with flexible power supply distribution and accurate monitoring of the energy consumption of connected loads.[J]. M2 Presswire,2014

[3]張菁,章文俊,單鴻濤.高層民用建筑中的供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].上海工程技術(shù)大學(xué)教育研究,2016,02:36-38+52

[4]楊寶泉,王會(huì)芳.淺談高層民用建筑供配電系統(tǒng)電氣防火措施與技術(shù)[J].價(jià)值工程,2010,35:65-66