建筑电气设计中低压供配电系统的可靠性

李王乾

（山西园区建设发展集团有限公司，山西太原 030032）

低压供配电系统作为电气系统中的重要组成部分，是开展电能供应的关键媒介，如果不能对其加以科学把控，就会降低系统运行可靠性，威胁人们的生命财产安全。本文就对低压供配电系统展开分析，对存在的安全隐患提出合理的解决措施，以促进建筑电气系统的高效运行。

1 低压供配电系统在建筑中的重要性

低压供配电系统作为电能传输、分配的重要系统，在建筑尤其是高层建筑内占有非常重要的地位。在了解低压供配电系统过程中，可将其看作是汽车的加油站，用以进行燃料输送，维持建筑内部电气设备正常运转，使人们生活有足够电能供应。电能作为如今生活和工业发展的重要能源，一旦出现问题，会导致生活生产停滞不前，很多工作无法开展。低压供配电系统是电能传输的关键，可按照计划要求，将电能从发电厂输出，流经变压器后的电能传输到任何地点，以满足大众生活和生产需求，减少人力资源的损耗，提高生产水平，满足人们生活需求。为此，有必要加大对低压供配电系统的重视力度，以确保系统运行的可靠性。

2 影响低压配电系统可靠性的因素

2.1 过载、短路

过载指的是电气设备运行中产生的电流超过设备可能承受的能力范围；短路则是说明电流流经区域存在局部或全部超负荷现象。不管是哪种情况，都会导致低压供配电系统运行中出现故障，进而威胁系统的可靠性和安全性。为此，在建筑电气设计中，应对上述两种情况加以综合考量，找出问题产生原因，并设置合理的保护隔离措施，在超负荷发生状况下，快速切断电流，避免危险的发生。

2.2 接地

低压供配电系统的接地处理复杂性强，在未做好前期调查分析的情况下，容易出现接地混乱等情况，导致系统在运行中，受到外界干扰出现电流短时间迅速增大的可能，进而影响系统可靠性。再加上施工部门对接地工作重视度不高，难以按照规定流程完成接地设计和检查，接地质量不理想，削弱低压供配电系统的可靠性，增加安全事故的出现概率。

2.3 保护装置安装

保护装置安装中存在的问题一直都未得到解决，具体体现在实时监控不到位方面。保护装置在安装过程中会因为缺少监控装置，而无法准确掌握安装具体情况，这样就没办法及时发现安装中存在的问题，并加以解决，问题不断堆积，在后续使用中无法发挥装置功效，进而增加短路、断路等故障发生率，严重时还会造成火灾，对人们的生命财产安全构成威胁。

2.4 漏电保护

漏电保护是存在电流泄露问题时，能及时切断电源，减少对人员和设备的损害。但目前低压供配电系统中，漏电保护装置的功效不完善，性能得不到有效发挥，危险系数增加，并导致低压供配电系统稳定性的下降。

3 提高建筑电气设计低压供配电系统可靠性的方案

3.1 照明系统

照明系统是建筑电气设计的重要组成部分。为维护系统运行的可靠性，设计中应遵循节能减排、绿色环保的原则，从经济性、适应性等多方面综合考量，合理规划设计方案、调配结构体系、推动系统可靠运转。同时在设计中，应引进智能化技术，实现系统的自动化、智能化管理，以减少电能损耗，达到低负荷运转目标。在设计实践中，需结合光照的明暗度，有针对性地选用相应功率的照明设备，尤其是在公共场所中，要合理安装智能化照明装置，这里以声控、光控和震动较为常见，做到合理设计。针对为普通照明与应急照明供电的配电系统，应分开布设，保持相互间的独立性。

3.2 备用电源

为使电源顺利传输到高低压配电室内，一般会采用单母线接线方式，确保变压器的正常运转。但在目前高层建筑中，变压器数量在两台及以上，为保证系统运行稳定性，做到电能同步供应，可将其中一台变压器设计成备用设备，若一条线路运行过程中出现故障，则另一条电路能提供电气系统所需的所有负荷，以维持电力系统正常运行，不影响用户的正常生活与工作。

在备用电源设计中，需注意的内容有：在单台机组电源试用下，要求额定容量控制在1500kVA 以下；大型商业建筑中，发电机组的设计要充分考虑应急供电的可能，在出现故障或停电情况下，仍能维持电能正常供应，防止突然断电引起设备损坏；发电机组在达到额定电压后，需将低压母线起动电圧下降至低水平线；故障排除恢复供电时，仍要让备用电源运行1min 左右再恢复正常供电。

3.3 接地保护

低压供配电系统能否正常运转，与接地保护的好坏有密切联系，因此务必加大接地保护设计重视力度，根据建筑特征、电气系统要求，对低压供配电系统开展保护处理，维护系统可靠性，提高运转效率（见图1）。以某高层商用建筑为例，在分析现有资料数据后，将低压供配电系统的接地保护划分为三部分：TN-S系统、TT 系统以及IT 系统。TN-S 系统以共用接地方式为主，利用强弱电缆搭配使用，接地电阻控制在1Ω 以下；TT 系统则是在隔绝保护线的基础上，采用设备对应接地及直接接地的方式，确保保护线的正常使用，避开传统连接方式存在的问题；IT 系统采用直接接地，在外壳上设置接地装置，进行多余电流导出。相对于其他设计方法而言，这种直接接地处理形式，可更好地保障IT系统接地保护功能的发挥。

图1 低压供配电系统接地保护

3.4 保护装置安装设计

鉴于保护装置安装中存在的弊端，为发挥保护装置作用和功效，在设计过程中，应安装科学有效的监控设备，对整个安装过程实行全面管控，以规避安装问题的产生，维护低压供配电系统可靠性（见图2）。

具体来说，首先，引入故障监测装置。增加安装过程中故障问题识别率，指出故障所在，降低故障危险系数。对此，可在建筑电气设计中，根据低压供配电系统的配置状况，于系统适宜位置增设故障检测装置，通过对局部线路、设备运行电流、电压等参数的检测，预先确定过载、短路等常见问题，增强低压供配电系统的可靠性。其次，科学选择保护设备。保护装置中的设备及零部件要严格按照规范要求科学选择，且做好设备及其零部件的性能检查，合格后方可应用，以减少保护装置使用中问题的产生，提高供配电系统的可靠性、运行的安全性。

图2 保护装置安装

3.5 变压器处理

变压器是进行电流、电压调整的重要设备，这也是避免低压供配电系统超负荷运行的关键。在设计中，先要做好变压器的科学选择，在满足规范要求的基础上，考虑其节能效果，使各项参数与电气工程节能要求相匹配。同时变压器选型的合理性与否，这也会影响到建筑供电设备运行负荷的高低，决定供电要求能否满足设计要求。

通常情况下，10V 以上的节能型变压器，材料应以非晶含金材料为主，一方面是为满足节能环保要求，优化变压器使用性能，另一方面也可减少运行中噪声污染。再者，要结合建筑需求及结构特征，对变压器数量加以控制，降低成本、能源上的消耗。变压器检修维护也是需要重视的内容之一，使用时间较长的变压器，难免会受到外界因素影响而出现一些故障问题，如参数偏差等，需要定期展开变压器检查维护，以保障低压供配电系统的可靠性。

4 结语

综上所述，在建筑电气设计中，低压供配电系统设计需要考虑诸多内容，如影响因素、设备质量、性能参数等，从而给出合理的设计方案，加强低压供配电系统的可靠性，以促进建筑内电能的正常供应，提高大众生活质量。