建筑电气工程供配电技术的探究

马永辉

（甘肃一安建设科技集团有限公司，甘肃 兰州 730060）

1 建筑电气工程供配电系统概述

1.1 现状

建筑电气工程供配电系统是为建筑物提供电力供应和分配电能的系统，是建筑物正常运行所必需的基础设施，是将电力从变配电室配送到建筑物内各用电设备，保证电力的可靠供应、合理分配。建筑供配电系统包括供电侧和用电侧，供电侧引入电能，用电侧将电能分配给各用电设备。供电侧由变配电站、配电线路和配电室组成，用电侧由开关设备和用电设备组成。目前，供配电系统面临一些问题和挑战。首先是可靠性和稳定性，任何故障都会给建筑物带来重大影响。其次是能效问题，随着双碳目标和环境保护的要求，系统更需注重能源的合理利用和节能减排。此外，科技发展也带来了新的机遇和挑战。

1.2 分类

根据建筑物的重要程度，中断供电造成的损失或影响，对负荷进行了等级划分。符合下列情况之一时，应为一级负荷：①中断供电将造成人身伤亡；②中断供电将造成重大影响或重大损失；③中断供电将破坏有重大影响的用电单位的正常工作或造成公共场所秩序严重混乱。例如：重要通信枢纽、重要交通枢纽、重要的经济信息中心、符合下列情况之一时，应为二级负荷：①中断供电将造成较大影响或损失；②中断供电将影响重要用电单位的正常工作或造成公共场所秩序混乱。例如：高层普通建筑、甲等电影院、中型百货商店、大型冷库等为二级负荷用户。其中对于这些二级负荷用户中的客梯电力、主要通道照明等用电设备为二级负荷设备。不属于一级和二级的用电负荷应为三级负荷。针对不同等级的负荷为保证供电可靠性又提出了后备电源系统、双回路系统、双电源系统等。

1.3 发展

（1）ATSE 技术的应用：自动转换开关电器；是由一个（或几个）转换开关电器和其他必需的电器组成，用于监测电源电路（失压、过压、欠压、断相、频率偏差等），并将一个或几个负载电路从一个电源自动转换到另一个电源的电器。如市电与发电的转换，两路市电的转换；主要适用于低压供电系统，即额定电压交流不超过1 000 V 或直流不超过1 500 V，在转换电源期间中断向负载供电。在建筑供电设计中，有一些重要负荷，如高层建筑中的消防用电设备、应急照明、通讯设备、电脑管理系统等，这些负荷如果突然中断供电，将造成不同程度的损失和影响。所以，为了减少经济上的不必要损失，应当合理设置和使用电源自动切换装置来确保重要负荷的可靠供电。

（2）智能化技术的应用：随着物联网技术的快速发展，智能化技术在建筑电气工程供配电系统中的应用越来越广泛。智能化技术通过传感器、控制器和网络等设备的互联互通，实现对供配电系统各个部分的监测、控制和管理。其中对于电力设备的监控技术，智能照明系统技术的应用，今后将会慢慢实现数字化和智慧化，满足人们对于电力系统的需求。例如楼宇自动化系统，对建筑物内的电力、照明、空调等设备进行集中监控和自动化管理的一种系统。它可以实现设备的远程监控、控制和操作，提高设备的运行效率和管理水平，同时也可以降低能源消耗和人工成本。

2 电气工程供配电系统的安装

2.1 施工前的准备

首先，做好技术准备工作。熟悉图纸完成自审工作，在充分理解设计意图的情况下，对于有疑问或设计不合理的地方提出合理化的建议，根据施工组织设计、施工方案制定针对性的措施，明确建造标准；其次，严格控制材料设备的质量，进场材料设备严格审查质量证明文件，对于进口设备，要求提供充分的质量证明文件，对于有疑问的可寻求第三方机构进行鉴定，验收不合格的材料设备不允许进场，材料进场后做好堆放与管理，并结合实际情况采取必要的防火防潮措施，确保材料设备质量；另外，施工作业人员的配备。根据建筑电气工程技术复杂程度的不同，配备专业知识过硬的技术人员和施工经验丰富的作业人员；最后，就是施工机械和检测计量器具的配置，充分结合工程施工的现场环境以及施工进度情况，为技术人员配置检测计量器具，为作业人员配备施工工具与机械，确保施工机械的使用效率。

2.2 配电设备安装

设备安装是指将电气设备按照设计要求和安装规范进行安装和连接，以保证设备的正常运行和使用寿命。在设备安装过程中，首先根据设备技术要求，做好场地及设备基础的复核验收工作，如清理垃圾、除尘和防止水泥渗入设备，基础验收严格控制标高、尺寸、位置等。然后，根据设备安装流程按照设备布置图和相关规范进行设备的安装和固定，确保设备的安装精度和稳定性。配电设备安装包括设备的机械安装和电气安装两部分，最关键的是电气安装的正确性。例如用电负荷等级较高存在封闭母线槽安装，则需要根据现场情况对母线槽与电缆桥架等进行空间布置，必须保证母线槽与开关柜内母排连接的正确性，避免不必要的损失。电气设备在安装过程中需考虑到抗震的应对措施，如变压器在进出线处做软连接、柴油发电机等设备则考虑在基础与设备之间安装弹簧减震垫，转动型设备安装橡胶垫等。

2.3 电气系统布线

电气系统布线是指将配电设备和用电设备之间通过导线连接起来，形成电气回路，实现电能的输送和分配。例如在变配电室进行电缆敷设时，需按照设备布置图、电气原理图及端子接线图进行电气原理的校验，尤其是控制回路电路，以保证电源和负载的一致性。还需注意在敷设电线电缆前进行绝缘电阻的测试，以防止由于电缆自身绝缘问题导致返工。还需要保证线路的安全性、可靠性、美观性及后期的维修方便。在布线过程中，需要注意线缆的走向、接地及与其他专业管道的碰撞等问题。线路的走向应尽量避免与其他设备或管道相交，以减少干扰和发生事故的可能性。线缆的敷设应保持整齐、紧凑和牢固，以减少电阻和电磁干扰。同时，还需合理设置接地装置，以确保系统的安全运行。

2.4 电气照明安装

做好工具与材料的准备，绝缘导线的规格、型号必须符合设计要求并有产品合格证；安装时，严格按照布置图和施工图进行作业。检查灯具是否正常，灯具的型号、规格是否与图纸相符，灯具在安装前均经过送电测试；保护管内穿线之前先把穿引线通过，目的是检查管路是否通畅，管路的走向及盒、箱的位置是否符合设计及施工图的要求。导线根数较少时可将导线前端的绝缘层削去，然后将导线芯直接插入带线的盘圈内绑扎牢固，使绑扎接头处形成一个平滑的锥形过渡部位；灯架安装时，必须根据设计要求和灯具的型号、规格进行安装。

3 电气工程供配电系统的调试

3.1 一次设备检查试验

首先是设备接线检查。一般在接线后进行，目的是检查设备接线是否正确、接触是否良好、电源连接方式是否正确等。其次，检查这些设备的保护外壳是否接地，是否进行了有效的绝缘处理；最后是绝缘电阻测试，建筑电气设备绝缘电阻是重要的电气参数，在电气设备调试之前，需要先进行绝缘电阻测试。

常见高压交接试验主要内容：绝缘电阻测试：以确定其是否符合规定的标准。耐压试验：以确定其是否能够承受规定的电压和电流。泄漏电流测试：以确定其是否符合规定的标准。接地电阻测试：以确定其是否符合规定的标准。变压器进行变比测试、容量测试、绝缘测试、直流电阻测试、联结组别测试、以确定其是否符合规定的标准。高压电动机进行绝缘电阻测试、耐压试验、直流电阻测量等，以确定其是否符合规定的标准。

继电保护和低压电器试验内容：接线正确性检查：检查低压电器接线是否正确；绝缘电阻测试：低压电器的绝缘电阻，确定其是否符合规定的标准。耐压试验：低压电器回路耐压试验，确定其是否能够承受规定的电压和电流。继电保护装置参数整定值的设置及模拟测试。动作测试：确定其是否能够正确地响应故障信号。

3.2 二次回路调整试验

通断测试：测试电路的通断状态，确保电路的连接良好；绝缘电阻测试：确定其是否符合规定的标准；耐压试验：确定其是否能够承受规定的电压和电流；接地电阻测试：确定其是否符合规定的标准；保护测试：是否能够正确响应故障信号，以保护电路的安全；测量测试：是否能够准确测量电压、电流、电阻等电气参数；调节信号回路测试：是否能够正常工作，确保其能够准确调节电气系统的运行状态。通过这些测试，可以全面评估电气系统的性能和可靠性，及时发现并排除潜在的故障，以确保电气系统的安全、稳定运行。

3.3 照明装置系统调试

检查相线、零线、地线连接是否牢固，绝缘性能是否良好；检查灯具的开关是否灵活，避免存在接触不良的情况；检查灯具安装与接线安装是否牢固，若灯具质量大于10 kg，固定装置及悬吊装置应按灯具重量的5 倍恒定均布载荷强度试验，且持续时间不得少于15 min；检查灯具的控制器是否安装牢固，控制器与灯具的连接是否正确，接触是否良好；检查照明设备的保护接地（接零线）是否牢固，与保护接地（接零线）干线连接是否完好；照明设备的导线绝缘是否良好，导线连接是否牢固，是否能够承受照明设备的负荷；照明设备的导线是否有热效应，是否有机械损伤，是否有过载等异常情况；照明设备的安装位置是否合适，是否符合设计要求，最后对各区域照度进行测试、回路绝缘测试、照明系统全负荷试验。

3.4 系统调试

（1）调试流程：首先，进行系统检查，包括电气设备的完整性、接线的正确性和系统的接地情况等。此外，检查系统电源和电路保护装置是否正常工作。其次，根据电气系统设计原理图，上下级开关柜的机械连锁、电气联锁和逻辑连锁的电气调校，确保电气设备之间的连接符合设计要求。最后，针对开关保护装置进行整定参数。如电压电流表的变比、启动电流值，过电流保护值、低电压保护值、限时电流速断保护值、过流时间、过负荷保护、变压器高温、超温保护、变压器门锁保护等，这些参数直接影响系统的正常运行。然后，进行功能测试。验证供配电系统的各项功能是否正常，例如，检查电气设备的启动、停止、运行、保护等功能，断路器、熔断器、接触器、热继电器等是否灵活可靠。最后，进行性能测试。主要是测试供配电系统在设计负载下的工作情况，通过对系统的负荷试验，检测系统的稳定性、过载能力、短路能力等，确保系统在实际工作条件下的可靠性。

（2）调试与检验方法：通过绝缘电阻测试仪、万用表、直流电阻测试仪、继电保护测试仪、接地电阻测试仪和成套的耐压设备，变压器测试仪等实测各项指标，检测过程中观察记录各指示灯、开关位置是否与实际点位一致，检查规范对照实验数据能否达到送电运行的条件。系统调试可分为无负荷单机测试、无负荷联动测试、负荷联动测试，这是电气工程中常见的测试方法，主要用于检查和评估电气设备的运行状态和性能。①无负荷单机测试。这种测试方法是在没有连接到任何其他设备或系统的情况下，对单个电气设备进行测试。主要是为了检查设备的电源、控制和保护系统是否正常工作。例如，在安装新的电机时，可以使用这种测试方法来检查电机是否能够正常运行。②无负荷联动测试。这种测试方法是在多个设备或系统之间进行相互连接，但在并不加载任何负荷的情况下进行的测试。这种测试的目的是检查各个设备或系统之间的连接是否正常，以及它们是否能够协同工作。③负荷联动测试。这种测试方法是在多个设备或系统之间进行相互连接，并在加载实际负荷的情况下进行的测试。这种测试的目的是检查各个设备或系统在真实工作条件下的性能和可靠性。

4 结语

电气工程供配电系统的安装调试是一项复杂的工作，涉及供配电系统设计原理、安装、调试、运行和维护等多个方面。通过合理的系统设计、安装、调整与试验，以及合理运行与维护，可以建立稳定、安全、高效的供配电系统，为电力设备正常运行提供可靠的保障。同时，有效的供配电系统安装与调试工作还能够提高电力系统的可靠性和经济性，为社会经济的发展提供可靠的电力保障。