智能建筑群中电气供配电系统设计的问题及解决方法

杜文澜

（中国航空规划设计研究总院有限公司）

1 引言

在电能传输的过程当中，其主要是高压输电、低压配电、用电设备等几个部分构成。当前的情况是，国内较大型建筑或远程的输配电工作都是由10kV设备来进行的。特别是在社会的发展过程中，建筑群越来越多，智能建筑群的概念也被提出，在智能建筑群中电力传输过程中，首先由高压转变为10kV电压，之后再由电线网络传输至各终端。然后，会再次转变为低压电，由日常设备所使用，即供给广大电力客户。所以说，供配电系统十分重要，不仅可维持人们的正常生活，更会对其生活质量产生很大的影响。在科技不断进步的前提下，各种新技术不断涌现，信息技术也逐渐被广泛应用于电力系统内，电气自动化技术对智能建筑群中供配电系统中某些问题也起到一定的改善作用，提升了输电质量。

2 智能建筑群中配电供电系统设计的重要意义

在目前的现状下，供配电系统设计日益受到了较多的关注。对于智能建筑群中的建筑设计来说，供配电系统设计占据了其中很关键的部分。从系统构成的角度讲，供配电系统设计总体上应当包含配电供电、系统接地、火灾报警与其他部分。因此可以得知，智能建筑群中配电供电系统设有多层次的分系统，配电供电运行也直接关乎整个系统的安全。作为设计人员来讲，应当将设计的关注点集中于供电与配电设计，因地制宜选择与之相适应的供电与配电设计模式。供配电系统的设计涉及到多种多样的系统运行故障，如果要着眼于消除各类故障，那么核心措施就应当在于实现全方位的供配电系统优化设计。通常来讲，关于配电供电系统有必要紧密结合该系统具备的核心性，并进行相应的设计，从而确保其能够真正符合配电供电的实效性以及安全性[1]。与此同时，针对智能建筑群中配电供电的整个运行流程都要保证安全性，从而全面杜绝某些潜在性的系统运行威胁。

3 智能建筑群中电气供配电系统设计中的常见问题

3.1 缺乏有效的监测手段

在智能建筑群中电气供配电系统进行电能的输送配置过程中，配电工作一定要严格按照标准来进行。在大型的建筑中，耗电量通常很大，因此，在进行配电时，要经过严格的监测试用才能进行实际操作。电气运维人员必须要对变压器及相关的电气设备进行定期的严格检修维护，将事故隐患及时发现并消除，保证整个系统的安全、稳定运行。

3.2 配电设备配置不足

在智能建筑群的建设过程中，施工方为获取最大利益，就会想方设法节约资金。配电设备使用的机型等就相对落后。落后的设备虽然节约了建设资金，但在将来运行过程中，由于技术的落后，线损高，往往会产生更多的电能损耗，还会增加安全隐患。在用电负荷日益增加的情况下，甚至会烧毁电能表。距离较远的地方也无法保证正常供电，若供电区域内没有智能开关的设置，也会使得电能的使用率降低。

3.3 用电量标准不一致

因为在各地的用电计量方式并没有统一的标准，所以无法用标准来衡量各区域。用电量的标准在各场所也不尽相同。因此，在实际情况中，务必要结合当地情况来进行供电方案设计。一般情况下，诸如医院、工厂等地，耗电量速度快、总量大，大型供电设备应用在此较为适宜；在一般居民楼等区域，采用普通供电计量方式即可。在不同的用电需求情况下，针对性采取供电计量方式，可节约电能成本，提升供电质量。

4 智能建筑群中电气供配电系统设计的常见问题及解决方法

4.1 配电设备应严格按标准配备

在智能建筑群中进行配电变压器的选择时，其安装容量不应随意设置，而是要根据实际情况，按照相关标准，根据负荷配置系数进行选择。配电变压器的容量不应过大，其供电半径也应控制在合理的范围之内。

在安装配电变压器之前，应对建筑面积、所在位置等进行详细调查，并将用电负荷类别进行清晰区分界定；

整体的供电方案要统一确定，且根据不同的情况，可以将分期开发的规模、区域等具体再进行划分；

提升配电设备的质量与运行可靠性，还应规范配电设备，采用统一标准。对于户外设备，应全部采用绝缘材料、全封闭型材，才能从根本上杜绝安全隐患。确保变压器的合理选择和配置的方法如下：变压器功率损耗是影响供配电系统能耗的重要因素，在实践设计中可通过降低有功损耗、提高负载率以及选择容量较大的变压器这三种方式实现变压器节能目标。如变压器选择时以SCB13及以上系列为首选，负载率以75%～85%为宜，同时注意运行方式的合理优化。

4.2 应对监测手段进行升级与改善

1）应将配变电实时监测装置进行推广安装，因为此举可帮助实现长期的实时负荷监测分析，还有助于掌握配备电压异常情况，另外还能实时掌握配备过载、负荷曲线等情况；

2）电力监控系统可帮助实现整体配电系统的安全可靠性，主要靠其所控制的硬件系统模块化来进行；

3）对小区采取总线方式来进行负荷的统计与分析工作，可将工程费用、线缆成本降低。总线方式可对小区的开关量进行监控，还能监控动力的电流模拟量，此外照明、空调状态等也可监控，层照明配电箱、层空调都在监控范围之下。进行了供配电系统监测手段的升级与改善之后，不仅可减轻相关管理部门的工作量，还能将供电等级进行提升，供电可靠性进行提升，节能效益增加。

4.3 应将低压配电系统的设计进一步的优化

在进行智能建筑群中低压配电系统的设计时，还应从下面两方进行重点优化：

1）做好设计方案与用户之间的协调工作

从设计人员进行初步设计时，就应把主管人员、管理部门之间的关系处理好，并且设计方案与用户之间的关系也要处理好。这些都要求设计人员除了能够将相关工程技术标准规范掌握运用好之外，还应对外界因素有良好的应变能力，可将各类矛盾、冲突化解，只有如此，才能将设计工作顺利进行下去，并实现最优设计方案的实施[2]。

2）处理好计费问题

在各类计费的问题面前，应将各类负荷的实际情况进行充分的考虑。在收费标准不同的情况下，应对各类数据进行认真的分析、整理，并存档。工程要求作为主要的参考依据，来进行同类负荷的归并。集中收费方式是一种不错的处理方案，可大力推广。设计人员应与业主及供电部门进行充分的沟通与交流，最终将优化之后的方案设计出来。此举既能保证双方经济利益，又能发现问题及不足并及时进行整改，保证设计的最优。

3）确保无功补偿策略选择的合理性

无功功率占有供配电设备的很大一部分容量，因此采用无功补偿技术提升供配电系统的功率因数，是常用的电气节能技术。实践设计中应按照“分级补偿，就地平衡”的原则合理配置无功补偿，具体配置原则概括如下：

①总体平衡与局部平衡相结合，以局部为主；

②电力部门补偿与用户补偿相结合；

③分散补偿与集中补偿相结合，以分散为主；④降损与调压相结合，以降损为主。

故笔者在某智能建筑群的设计实例中，就变压器节能进行重点探讨。该工程包括智能住宅小区、大型综合智能办公楼等，总建筑面积约15.52万m2，原设计因经验不足将整体装机容量确定为14000kVA，后发现该装机容量与实际运行负荷间存在较大差异，增加设备前期投资。经重新核定后将装机容量调整至9000kVA。根据相关规范，按照变配电室相关技术要求建设1座10kV总开关站和2座10kV/0.4kV变配电所（住宅用电设1座共用变配电所，办公及公共用电设1座专用变配电所），每个变配电所根据实际用电情况合理设置若干台干式变压器。为达到节能降耗目的，变压器选用SCB13系列产品，并选用满足现行国家标准《三相配电变压器能效限定值及能效等级》GB20052中的节能评价值要求的产品。根据用电负荷的情况，合理选定变压器的技术参数和台数，确定变压器运行方案，从而有效保证所选变压器处于经济运行状态，最终实现供配电系统的最大效益。

5 结语

电气设计人员须在设计过程中仔细认真，熟练掌握供配电系统的基本设计方案、设计要求。我国经济腾飞，科技发展，电力系统已产生了巨大的进步。本文通过对智能建筑群中电气供配电系统设计中常见问题的分析与研究，得出了一些有实用性的解决方法，在节约能源的同时，为我国的健康可持续发展提供了有利保障。