关于民用建筑供配电设计的探析

路占伟

[摘 要] 民用建筑进行供配电设计时，不仅要考虑到居民的基础生活用电，同时还要保证在特殊情况下的用电需求，所以在设计时，应该按照极限允许的最大值范围来考虑，为居民提供安全稳定的用电环境。本文阐述了电力负荷以及供电电压，探讨分析了变配电所的设计以及高低压配电系统的设计，以供参考。

[关键词] 民用建筑；供配电；设计

在民用建筑进行供配电设计时，为了保证配电设计的合理性，建筑设计师应该向电气设计部门提供详细的基础设计图，然后电气设计师在结合建筑结构特点和用电需求进行合理化设计。在进行设计的过程中，不仅要考虑到电力使用的方便，同时还要充分的考虑到对其进行检修时的方便，不会与其他设施发生冲突。

一、电力负荷

1、电力负荷的分级与分类。（1）电力负荷的分级。根据电力负荷因事故中断供电后，在政治上造成影响或在经济上造成损失的程度，可将负荷分为一、二、三级。造成的影响、损失程度越大，对供电可靠的要求就越高。不同行业因使用的设备不同，有不同的分级规定，见《民用建筑电气设计规范》。（2）电力负荷的分类。根据国内电价制度，对于民用建筑的用电采用照明电价和非工业动力电价两种电价计收电费的办法，设计中必须把不同电价的负荷严格分开，保证分别计费的可能。

2、电力负荷的供电要求。一级负荷应由两个独立电源供电，保证有一个电源持续供电。（1）一级负荷中的特别重要负荷，需要考虑一个电源系统在检修或故障的同时，另一电源系统也发生故障的严重情况，所以除上述两个电源外，还必须增设应急电源。应急电源系统可根据电网的具体条件和负荷本身允许中断供电的时间，采取独立发电机组，电网中的第三路独立电源、蓄电池或其组成的交流不间断电源装置。（2）二级负荷的供电系统应在变压器或线路常见故障时不中断供电或中断供电后能迅速恢复供电。（3）三级负荷对供电无特殊要求，仅保证其正常情况下的用电。

3、电力负荷的计算方法。负荷计算的目的在于尽量准确地求出建筑所需的总负荷和负荷等级、类别，算出各支部的分负荷，以作为向供电部门申请电源和拟定供配电系统、选择设备、电器、导体、计算电压损失、功率损失、电能损失、无功率补偿的依据。（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。

二、供电电压

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/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。

三、变配电所的设计

变配电所是民用建筑的供电中枢，其设计的主要内容包括以下几方面：

1、根据变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。由区域变电站不同母线引两路10kV电源进行供电。由于供电要求不高，所以不必设置应急备用发电机组。

2、进行变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、变配电所选址。为了节约电能与减少有色金属消耗量，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，应该将配变电所设置在电力负荷较为集中的部位。一般都会将其设置在地下一层或者是首层，但是不可以设置在卫生间或者是淋浴间的下方以及经常积水区域的附近，防止漏水或者是周围积水的淹没对其造成损害。但在建筑高度甚高和大容量负荷相当分散的情况下，也可分散布置多处变配电所，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，最好将变配电所安排在地下一层。

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。

四、高低压配电系统的设计

1、高压配电系统的设计。高压配电系统设计多采用放射式系统，以增强其供电可靠性与控制的灵活性。对于有多处变压器分散设置的大型民用建筑，高压配电网络也可采用环网结构。主要设计任务：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。低压配电系统是民用建筑供配电系统的基本组成部分，无论就其重要性或工程量而言，都有举足轻重的地位。主要设计任务：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；八是节能设计，节能降耗已经成为了现代社会发展的主要潮流，在建筑的配电设计方面，更要体现出节约用电的设计理念，这对国民经济的发展有重要的影响。在对民用建筑进行配电设计时，在考慮到供电稳定可靠的前提下，要最大程度的降低能源的损耗，采用经济合理的方式进行配电设计，实现节能的思想理念。

结束语

在进行民用建筑供配电系统设计时，应当同时注意其经济性与技术性，以保证建筑供电的整体可靠性与安全性为目的，并为建筑中各设备、线路的安装、配置与运行提供一定的途径，确保此供配电系统能满足本建筑中的各用电设备的各用电需求，以便保证民用建筑电气系统设计的合理性与可行性。

参考文献

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