二级负荷配电方式的探讨

建筑供配电系统的主要内容之一是确定各用电负荷的配电方式，而负荷分级是确定配电方式的依据。所以为了更好的分析二级负荷的配电方式，首先来了解建筑供配电系统中负荷在是怎样分级的。根据JGJ-2008《民用建筑电气设计规范》及GB50045-95《高层民用建筑设计防火规范》所描述:(1)高层建筑内与消防防火相关的设备，如消防控制室、消防水泵、消防电梯、防排烟设施、火灾自动报警、自动灭火系统、应急照明等处的负荷属于一级;(2)如客梯，生活水泵、主要电梯间通道照明列为二级;(3)其余的均可以按三级考虑。在负荷分级之后，依据负荷分级即可确定配电方式。一级负荷应由两个电源供电，当一个电源发生故障时，另一个电源不应同时受到损坏。二级负荷的供电系统，宜由两回线路供，也即是要求在变压器故障或线路常见故障时不致中断供电或中断后能迅速恢复，三级负荷对供电无特殊要求。

附图(1)所示是一个常见的一级负荷双电源切换供电的结线方式:

由附图(1)所示，当变压器或线路出现故障而失去常用电源供电时，柴油发电机作为备用电源启动，保证了用电负荷的供电。双电源未端切换供电方式是一级负荷配电主要特点，两个独立电源须取自两个变电站，如果不能由两个变电站引来电源时，则需设置应急电源。以上也符合了规范所述的一级用电负荷需由双电源供电，当一个电源发生故障时，另一个电源应不致同时受到损坏。

对于二级负荷，规范并无要求独立双电源供电。附图(2)所示的两种二级负荷的配电方式在电气设计中应用相当广泛。附图(2)所示两种配电方式都由两个变压器互为备用供电，如果两台变压器的电源进线引自同一所变电站，则不能作为两个独立电源。比较附图(2)中所示的a，b两种配电方式，后者供电可靠性显然高于前者。

在工程设计实践中，针对高层建筑中柴油发电机作为应急电源的使用特点，笔者推荐如附图(3)所示的二级负荷配电方式;

由附图(3)所示的配电方式可以看出:客梯等二级负荷的供电可靠性得到显著提升，它的配电方式的供电原则为:当常用电源(变压器)出现了检修或故障时，可手动或自动切换到备用电源(发电机)供电;当出现消防联动信号，即使二级负荷用电设备已运行在备用电源(发电机)供电情况，也应从备用电源自动跳闸。这样，此种配电方式既最大限度的保障二级负荷如客梯、生活水泵的正常供电;同时也保证消防应急负荷用电。也就是说消防紧急情况下二级负荷不能占据消防备用电源的容量。

由笔者负责跟进的某住宅楼，客梯和生活水泵的配电方式即如附图(3)所示，客梯、生活水泵等二级负荷均以柴油发电机作备用电源。但选择发电机容量时可以根据消防应急用电负荷来选择，不需要统计生活水泵和客用电梯等二级负荷的容量。当变压器事故停电或检修时，柴油发电机作为备用电源可供电给生活水泵、客用电梯等二级负荷。一旦此时发生消防报警，切换箱消防联动跳闸，生活水泵、客用电梯断电，保证消防应急用电。所以生活水泵、客用电梯等二级负荷与消防泵、防排烟及火灾自动报警系统等一级负荷不会出现抢电现象。

另外，利用柴油发电机作为二级负荷作备用电源的另一个方案，如附图(4)所示:

附图(4)所示的方式为设置一段二级负荷供电母排，专门供部分二级负荷用电。图中DL1、DL2两断路器的闭开原则是:当变压器带电时，DL1闭合，一旦变压器停电，DL1断开，DL2闭合，二级负荷供电母排由柴油发电机供电;同时DL2也受消防信号联动控制，这样柴油发电机作为备用电源既可供一级负荷又可供二级负荷。当然，备用电源首要任务仍然保证消防负荷的用电。

高层建筑内生活工作的人员众多，客用电梯、生活水泵的影响面大，所以在电气设计中，有必要加强客用电梯、生活水泵等二级负荷的供电可靠性。众所周知，应急电源柴油发电机的主要作用是满足特别情况下(如变压器停电)消防应急的用电，实际中发生火灾的情况相当少，发电机形同摆设，利用发电机作为二级负荷的备用电源，使柴油发电机的潜力得到开发，更好的发挥了柴油发电机效益。

结束语:高层建筑是近代科技发展的标志之一，同时也是节约用地、美化市容、改善居住条件的重要途径。如何做好高层建筑的电气设计，使楼宇的供配电设备能安全、可靠、经济的运行是大家不断探索和实践的过程。本文就二级负荷的配电方式的几种方案作了探讨，在现实工程中可以根据实际情况选择合适的配电方式来提高二级负荷设备的经济、可靠运行。上述探讨可能仍有纰漏之处，期待读者的批评指正。

[1]陈一才编著.《高层建筑电气设计手册》—北京:中国建筑工业出版社，1990年.

[2]GB50045-95.《高层民用建筑设计防火规范》—北京:国家技术监督局/中华人发共和国建设部，2005.

[3]JGJ16-2008.《民用建筑电气设计规范》.—北京:中国建筑工业出版社，2008.