民用建筑中供配电系统若干问题的再思考

摘  要：时代前进的步伐不断加快，能源成为不可或缺的资源，但很多能源都是不可再生的，中国能源紧缺日趋严重，电源供应也更加紧张，所以，我们在使用能源的时候，要提高电能利用率，避免浪费。要提高供电的安全可靠性，且满足用户的需求，就要对供电系统的一些问题进行深入研究。该文着重于研究民用建筑中供配电系统若干问题。

关键词：民用建筑  供配电系统  若干问题

中图分类号：TU852    文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2020）04（a）-0024-02

当前，中国经济发展逐渐加快，人们的生活频率高，对生活质量要求也越来越高，电能需求量增加，对民用建筑供配电系统是一种挑战。现在越来越多的人对供电系统的设计问题以及安全质量问题非常关注，要求供电系统不仅要具备电能传输能力，还要有一定的安全保障。下面针对相关的问题进行研究。

1  供配电系统的常见形式

供配电系统的常见形式主要包括两种：第一种为箱变供电;第二种为自备电源。这两种供电方式中，箱变供电为市政正常供电的时候使用的市政供电系统，发电机供电则是在停电或者没有市政供电的区域使用这种供电方式。

1.1 箱变供电

箱式变电站得到广泛应用，特别是在小区比较常用。箱式变电站的优势在于，其占地面积小，看起来美观，不会影响视觉效果，而且经济实用，所以，箱式变电站受到关注。目前，箱式变压器有两种，即美式箱式变压器和欧式箱式变压器。美国箱式变压器的结构紧凑，成本低，外露，如果需要技术维修非常不方便。相比较而言，欧式箱变的布局比较合理，从设计结构上来看更为清晰一些，技术维护方便，但是成本比较高。箱式变电站在不同的领域中应用，对配置也有不同的要求，但是本质上没有太大的差异。

民用建筑使用箱变供电方法，要考虑到建筑用户的用电水平，建筑面积以及共用负荷。通常经济发达的地区，每户的用电负荷可以按照11kW考虑，如果是经济水平一般的地区，可以按照8kW计算。用电水平较低的地区则可以按照5kW考虑。按照建筑面积衡量用电负荷的大小，如果建筑面积超过110m2，可以按照11kW考虑;如果建筑面积介于80～110m2之间，可以按照10kW考虑;如果建筑面积不超过90m2，可以按照8kW考虑。对于有门面房的建筑，可以按照100W/m2考虑计。住宅小区中还需要将景观灯的负荷和路灯的负荷记入在内。

居民建筑3～5年中的用电负荷与计算负荷相差较大，变压器损耗非常大。因此，居住区箱式变压器一般采用多单元多点布置，高低压侧要求并联运行。因此，单箱变容量最好是400kVA左右。如果将运输成本计算在内，不可以超过800kVA。负荷比较小的时候，可以先运行一台。当负荷有所增加，根据需要再投入箱变，高压侧采用并列运行方式，低压侧才有用分列运行方式。

1.2 自备电源

自备电源是备用电源，当供电系统由于故障停电时候启动的电源。市电供电中断之后，自备电源启动。自备电源可以根据负荷的使用性质以及容量的不同选择直流蓄电池组或者发电机组。如果是对事故现场照明可以使用镉镍电池的灯具，如果需要运行消防电梯、消防泵就需要运行柴油发电机组。即便运行了自启动的柴油发电机组，一些特别关键的负荷依然需要设置直流备用电源，确保其持续运行。

在操作备用电源的时候，如果外输电力停电，就需要在5min内自动启动自备电源。停电之后，将外输电力切断，立刻启动柴油机。当供电正常之后，正常供电后，将自备电源电路合上。

2  民用建筑的供配电系统

2.1 双电源各自独立系统

双电源独立系统在高层建筑中的应用要求外部两个电源都是各自独立的，以满足高层建筑消防负荷的需求。带自动启动装置的正常独立供电专用线主要发挥的作用是中断供电时间超过电源切换时间。系统采用关闭开关的方式分开非消防负荷与消防负荷，非消防负荷和消防负荷都有各自的总线，可以分段供电。当有消防事故发生的时候，非消防电源就会自动切断，确保消防负荷供电正常。

2.2 高低压配电系统

动力变压器和照明变压器都是分开设置。在功率容量非常小的情况下，可以单独安装电力变压器。放射状系统是一种用于低压干线和高压系统配电的系统，在高层建筑中较为常用的是混合系统。现代民用高层建筑的竖井多数为插入式母线槽。由于水平干线难度大，采用竖井母线或全塑料电缆连接效果会好一些。对于层数非常多且负荷过大的问题，就需要按照层数分区供电，如果是在地下设置变压器或者在、中层或者顶层设置变压器。低压配电系统中所使用的开关中以自动空气开关为主。在保护装置的整定中，应有延时，可以保护电路，防止出现步进跳闸的问题。高层建筑内都安装有电梯，可以使用不同的变压器将电缆进线引出，还需要在电梯机房端部配电箱中设置两路电源，运行的过程中自动切换。

3  超高建筑的供配电系统

按照《供配电系统设计规范》中的有关规定，民用建筑中安装的备用系统要和应急系统不能放在一起，要分开设置，主要是由于这两类系统的性质不同，就需要各自独立，安装在不同的位置以有所区别。当备用电源需要发挥应急作用的时候，需要其符合應急电源条件，才能在特殊情况下作为应急电源使用。各种发电机组不能重复设置，特别是柴油发电机组，主要是作为应急电源存在的。

当民用建筑出现停电之后，柴油发电机组就会自动启动，启动信号有多重设置方式，可以根据需要选择，可以是高压侧，也可以是低压侧，应急信号要有识别性。采用失压信号是比较好的方法，是市电发电机转换中使用的ATSE市电侧，是对应急母线段的电能传输情况进行判断。当重要负荷与应急母线段连接之后，如果应急母线段上不带电，启动柴油发电机此时很有可能启动，在规定的时间内进行负荷供电[4]。如果此时的实际电压没有超过50%Ue，就可以判定为失压。

柴油发电机组在启动的过程中还需要有延时，这样设置的目的是让更多的电路有转换的时间。当一个线路电源停电之后，相应的母联就会闭合，另一个线路电源就会供电，只有当第二个线路的电源停电之后，启动柴油发电机才会自动启动。采用这种延时的方式可以防机组出现误启动得到问题，如果频繁误启动就会影响柴油发电机组的正常运行[5]。

4  结语

通过上面的研究可以明确，现在的社会要持续稳定地发展，就要发挥能源的基础性作用。民用建筑的供配电系统发挥着能源传输的作用，要发挥其良好的功效效应，就要优化配置，对供电系统的若干问题深入思考是非常必要的。

参考文献

[1] 魏中磊，顾飞，倪宇军，等.数据中心供配电系统规划设计中的若干关注事项（二）[J].通信电源技术，2019，36（3）：138-142，144.

[2] 邱慧萍.高层建筑电气设计中低压供配电系统安全性分析探讨[J].中国战略新兴产业，2017（12X）：176.

[3] 周洪涛，姚小春.浅谈供配电系统在实际工程中的节能设计[J].科学技术创新，2017（8）：73.

[4] 唐梦中.电气自动化技术在供配电系统中的应用分析[J].数码世界，2019（2）：164.

[5] 潘耀.ETAP电力软件在烧结厂中压供配电系统继电保护整定和保护配合中的应用[J].工程建设，2018（5）：87-88.

[6] 陈宝莹.低压供配电系统在高层建筑电气设计中的可靠性探讨[J].通讯世界，2017（13）：47-48.

作者简介：付立明（1984，5—），男，汉族，山东潍坊人，本科，工程师，研究方向：民用建筑电气强弱电设计。