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時(shí)間：2023-02-06 11:53:36
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目前，隨著我國(guó)社會(huì)主義市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展與人民生活水平的不斷提高，民用建筑中居民用電量越來(lái)越高，我國(guó)目前的狀況還無(wú)法與國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家相比，因此，供配電設(shè)計(jì)人員應(yīng)該意識(shí)到其中的差距，有責(zé)任將設(shè)計(jì)做到更加經(jīng)濟(jì)、合理、實(shí)用，讓有限的資金充分發(fā)揮出其應(yīng)有的作用。多年來(lái)，由于在民用建筑小區(qū)供配電設(shè)計(jì)中存在的不合理性，導(dǎo)致國(guó)家電能出現(xiàn)大量的消耗與浪費(fèi)現(xiàn)象，同時(shí)更使得居民的電器設(shè)備使用年限縮短。當(dāng)然，困擾我國(guó)民用建筑用電問(wèn)題的還包括由于我國(guó)工業(yè)水平的提升與國(guó)民經(jīng)濟(jì)水平的增長(zhǎng)而導(dǎo)致的能源匱乏。在民用建筑供配電設(shè)計(jì)中還應(yīng)注意節(jié)能策略的研究。
1 民用建筑供配電設(shè)計(jì)中常見(jiàn)的問(wèn)題
近年來(lái)，由于很多很多民用建筑供配電的設(shè)計(jì)者缺乏對(duì)設(shè)計(jì)原則的理解，以及在一些規(guī)范條文理解上存在的差異，導(dǎo)致設(shè)計(jì)非常不合理，最終出現(xiàn)過(guò)分浪費(fèi)、投資消耗過(guò)高、給居民帶來(lái)安全隱患、使用不方便等問(wèn)題。在民用建筑供配電設(shè)計(jì)中主要會(huì)遇到如下問(wèn)題。
1）缺乏對(duì)相關(guān)規(guī)范的了解。我國(guó)《10kV及以下變電所涉及規(guī)范》中明確做出規(guī)定：變配電房不能設(shè)置在浴室、經(jīng)常積水的地下室、廁所等地方，并且也不能與這些場(chǎng)所相毗鄰。一般而言，民用建筑小區(qū)住宅樓在設(shè)計(jì)時(shí)通常將電配電房設(shè)計(jì)在一層，樓上的衛(wèi)生間位置設(shè)置局部夾層。但是這種設(shè)計(jì)通常會(huì)由于屏蔽性能差、降噪處理措施不到位等原因而導(dǎo)致樓上住戶的頻繁投訴。我國(guó)于2011年最新頒布并實(shí)施的《住宅建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》中明確規(guī)定：當(dāng)配變電所設(shè)在住宅建筑內(nèi)時(shí)，配變電所不應(yīng)設(shè)在住戶的正上方、正下方、貼鄰和住宅建筑疏散出口的兩側(cè)，不應(yīng)該設(shè)置在住宅建筑低下的最底層。這些規(guī)定都比較明確的要求住宅樓下不能設(shè)置變配電房。
2）供電設(shè)備的設(shè)置不符合規(guī)范。根據(jù)我國(guó)《民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》中規(guī)定：當(dāng)消防用電負(fù)荷為二級(jí)并采用交流電源供電時(shí)，宜采用雙回路樹(shù)干式供電，并按防火分區(qū)設(shè)置自動(dòng)切換應(yīng)急照明配電箱。當(dāng)采用集中蓄電池或燈具內(nèi)附電池組時(shí)，可由單回線路樹(shù)干式供電，并按防火分區(qū)設(shè)置應(yīng)急照明配電箱。但是，在實(shí)際設(shè)計(jì)中，由存在著在理解上的偏差，民用建筑供配電設(shè)計(jì)人員、民用建筑的審查人員、校對(duì)人員經(jīng)常會(huì)要求在住宅樓消防電梯前室的一兩個(gè)應(yīng)急燈也要求單獨(dú)設(shè)置雙電源切換箱。從設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)性考慮，這樣做很明顯比較浪費(fèi)。如果在民用建筑的每一層的每個(gè)防火分區(qū)都設(shè)置應(yīng)急照明配電箱，那就更不合理了。
3）選擇電纜及導(dǎo)體截面時(shí)考慮欠周全。在民用建筑供配電設(shè)計(jì)中，很多設(shè)計(jì)人員在對(duì)電纜及導(dǎo)體的截面積選擇進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，通常只對(duì)負(fù)荷計(jì)算出的電流滿足要求即可，根本不考慮用電設(shè)備的端電壓，遠(yuǎn)距離供電。例如：在高層民用建筑中的電梯、建筑屋頂?shù)男★L(fēng)機(jī)等設(shè)備。由于電能在傳輸過(guò)程中存在線路的電壓損失問(wèn)題，當(dāng)電能傳輸?shù)接秒娫O(shè)備端時(shí)，此時(shí)的電壓已經(jīng)無(wú)法滿足電壓的偏差與電機(jī)啟動(dòng)的要求。我國(guó)《供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》中明確規(guī)定：對(duì)用電設(shè)備端電壓的偏差允許值的要求為：電動(dòng)機(jī)為±5%，一般工作場(chǎng)所的照明為±5%，而對(duì)于那些遠(yuǎn)離變電所的小面積一般工作場(chǎng)所的照明、應(yīng)急照明、道路照明、警衛(wèi)照明等為+5%、-10%。而對(duì)于其他用電設(shè)備而言，如果沒(méi)有特殊的規(guī)定，則應(yīng)為±5%。
2供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的疑難問(wèn)題
2.1防雷與接地
防雷與接地問(wèn)題是供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的一大重點(diǎn)，也是難點(diǎn)。當(dāng)下，主要的防雷設(shè)備有：接閃器和避雷器，其中，前者直接接受雷擊，避雷針是接閃器上接受雷擊的金屬，如果是金屬線接受雷擊，則被稱(chēng)之為避雷線；如果是金屬帶接受雷擊，則被稱(chēng)之為避雷帶。后者在實(shí)現(xiàn)防雷功能時(shí)需要與相應(yīng)的被保護(hù)設(shè)備并聯(lián)，裝設(shè)在設(shè)備的電源側(cè)。在雷雨天氣，線路上出現(xiàn)雷擊過(guò)電壓時(shí)，避雷器的火花間隙將會(huì)被擊穿，過(guò)電壓通過(guò)避雷器對(duì)大地進(jìn)行放電，有效的保護(hù)了各種電氣設(shè)備，閥式和排氣式是兩種主要的避雷器型式。架設(shè)避雷線是主要的防雷措施之一，但存在造價(jià)高的缺點(diǎn)，對(duì)于35kV的架空線路來(lái)說(shuō)，通常只在變配電所的進(jìn)出段架設(shè)避雷線。而對(duì)于10kV及以下的線路來(lái)說(shuō)，裝設(shè)避雷線的成本太高，通常不予架設(shè)。室外配電裝置的防雷一般都是通過(guò)裝設(shè)避雷針來(lái)實(shí)現(xiàn)的。另外，如果變配電所所處位置附近存在較高的建筑物，建筑物上的防雷設(shè)施能夠?qū)ψ兣潆娝鶎?shí)施保護(hù)，就無(wú)需再單獨(dú)為變配電所設(shè)置防雷保護(hù)。在高壓側(cè)裝設(shè)必要的避雷器，其主要目的是為了保護(hù)主變壓器，防止雷電沖擊波入侵到變配電所中。對(duì)于接地來(lái)說(shuō)，當(dāng)設(shè)備和裝置正常運(yùn)行時(shí)，接地線中是沒(méi)有電流流過(guò)的。當(dāng)設(shè)備發(fā)生故障時(shí)，接地線中會(huì)流過(guò)接地故障電流。接地線與接地體一起構(gòu)成了接地裝置。
2.2供配電系統(tǒng)的抗干擾設(shè)計(jì)
工業(yè)工程中供配電系統(tǒng)不斷實(shí)施自動(dòng)化，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、PLC系統(tǒng)等的使用會(huì)對(duì)電力系統(tǒng)造成了干擾，其中的電氣功能模塊有可能無(wú)法正常工作，最終導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)的故障。另外，這些干擾信號(hào)還會(huì)通過(guò)感應(yīng)、傳導(dǎo)等方式進(jìn)入到二次設(shè)備中，一旦干擾水平超過(guò)了電子設(shè)備的耐受能力，這些設(shè)備將會(huì)出現(xiàn)不正常動(dòng)作。由于干擾信號(hào)的產(chǎn)生和對(duì)系統(tǒng)造成的干擾都十分復(fù)雜，因此解決起來(lái)也十分困難。
首先，對(duì)于變配電所系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，在干擾作用下，各類(lèi)開(kāi)關(guān)設(shè)備和測(cè)量系統(tǒng)的安全可靠性都會(huì)受到影響。變配電所系統(tǒng)中的常見(jiàn)干擾有：電源干擾、線路干擾以及電磁干擾等。頻率和電壓的干擾是電源引入產(chǎn)生的干擾，解決電源干擾的主要措施有：變壓和穩(wěn)壓，整流和濾波等，這樣不僅能夠降低集中供電的危險(xiǎn)，公共阻抗與公共電源間的耦合也會(huì)得到緩解，有利于電源的散熱。
同時(shí)，對(duì)于交流電的引入線，應(yīng)該采用通導(dǎo)率較大的粗導(dǎo)線，采用雙絞線作為直流輸出線，合理設(shè)置配線的長(zhǎng)度。需要對(duì)電源設(shè)置相應(yīng)的監(jiān)視電路，其功能是對(duì)電源電壓的瞬時(shí)短路和瞬間壓降以及各種干擾進(jìn)行監(jiān)視。在變壓器的進(jìn)線側(cè)需要安裝避雷器，另外還需要利用避雷針和避雷線形成避雷網(wǎng)。對(duì)傳輸線路的干擾來(lái)說(shuō)，在長(zhǎng)線傳輸過(guò)程中發(fā)生單相接地故障、或是外界干擾線號(hào)的侵入、不合理的中性點(diǎn)設(shè)置等都會(huì)產(chǎn)生干擾信號(hào)。對(duì)傳輸過(guò)程中出現(xiàn)的干擾進(jìn)行抑制，首先是選擇合適的傳輸線，一般選擇同軸電纜及雙絞線，其中，前者的組成
包括一根空心的圓柱導(dǎo)體以及內(nèi)導(dǎo)線，并且兩者與外界之間需要通過(guò)絕緣材料隔離開(kāi)來(lái)。這種電纜的優(yōu)點(diǎn)在于具有較強(qiáng)的抗干擾能力和穩(wěn)定的數(shù)據(jù)傳輸特性，并且價(jià)格較便宜。后者被封裝于絕緣外套中，形成一種傳輸介質(zhì)，其構(gòu)成的環(huán)路改變了電磁感應(yīng)的方向，能夠抵抗電磁干擾。其次是采用在線監(jiān)測(cè)技術(shù)抗干擾。將各種保護(hù)，如：過(guò)電流保護(hù)、零序電流保護(hù)等裝設(shè)在檢測(cè)設(shè)備上，對(duì)線路的絕緣狀況進(jìn)行檢測(cè)。在抑制電磁干擾上，可以采用屏蔽和接地抗干擾兩種措施。良好的接地保護(hù)能夠?qū)崿F(xiàn)電流經(jīng)過(guò)地線阻抗時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電壓的消除，防止磁場(chǎng)和電位差造成的影響。對(duì)于干擾的抑制來(lái)說(shuō)，接地是最為重要的方法，另外，與屏蔽相結(jié)合能夠抵抗大部分的電磁干擾問(wèn)題。
3 總結(jié)
總之，隨著民用建筑的不斷完善與發(fā)展，供配電設(shè)計(jì)作為其中的一項(xiàng)重要內(nèi)容必須引起設(shè)計(jì)人員的高度重視，設(shè)計(jì)必須規(guī)范，考慮電氣未來(lái)飛速發(fā)展的趨勢(shì)，努力實(shí)現(xiàn)民用建筑供配電設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)性、穩(wěn)定性、可靠性、安全性。
中圖分類(lèi)號(hào)： N945.23 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)：
一.前言
近些年來(lái)，我國(guó)的科學(xué)技術(shù)水平有了長(zhǎng)足的進(jìn)步，經(jīng)濟(jì)得到繁榮，經(jīng)濟(jì)實(shí)力的支撐，和各種核心技術(shù)的突破，為我國(guó)醫(yī)療衛(wèi)生事業(yè)的迅速發(fā)展提供了強(qiáng)有力的經(jīng)濟(jì)動(dòng)力和技術(shù)支撐，人們生活質(zhì)量得到改善的同時(shí)，也對(duì)我國(guó)的醫(yī)療衛(wèi)生條件和服務(wù)水平有了更多的關(guān)注和重視。這些年來(lái)，雖然我國(guó)的醫(yī)療衛(wèi)生條件有了很大的發(fā)展和進(jìn)步，但是，從總體而言，我國(guó)醫(yī)療建筑設(shè)施的老化情況嚴(yán)重，比如供配電系統(tǒng)陳舊，不完善，安全隱患多等，同時(shí)，醫(yī)療建筑設(shè)施的老齡化要遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于我國(guó)醫(yī)療設(shè)備和醫(yī)療技術(shù)的突破，隨著醫(yī)療設(shè)施的專(zhuān)業(yè)化和特性要求，對(duì)整個(gè)醫(yī)院的設(shè)施系統(tǒng)都有了更高的要求，大型綜合型醫(yī)院的供配電系統(tǒng)是整個(gè)醫(yī)院正常運(yùn)轉(zhuǎn)的基礎(chǔ)環(huán)節(jié)，做好供配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，不僅僅有助于提高醫(yī)療服務(wù)水平，提保證醫(yī)療質(zhì)量，同時(shí)，有助于節(jié)約各種能耗，有助于維護(hù)系統(tǒng)的安全。
二.大型綜合醫(yī)院供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析
1.供配電形式設(shè)計(jì)和選擇
（一）重要手術(shù)室、重癥監(jiān)護(hù)等涉及患者生命安全的設(shè)備及照明用電是一級(jí)負(fù)荷特別重要負(fù)荷，采用兩路電源再加應(yīng)急電源供電，并且嚴(yán)禁其他負(fù)荷接入應(yīng)急供電系統(tǒng)。
（二）急診部、監(jiān)護(hù)室、手術(shù)部、分娩室、嬰兒室、血液病房的凈化室、血液透析室、病例切片分析、磁共振、介入治療用CT及X光機(jī)掃描室、血庫(kù)、治療室及配血室的電力照明用電，培養(yǎng)箱、恒溫冰箱，走道照明用電，百級(jí)潔凈度手術(shù)室空調(diào)系統(tǒng)用電、重癥呼吸感染區(qū)的通風(fēng)系統(tǒng)用電，是一級(jí)負(fù)荷，采用兩路電源供電（一路電源發(fā)生故障，另一路電源自動(dòng)切換保障供電連續(xù)）。
（三）一般診斷用CT及X光機(jī)用電，客梯用電、一般手術(shù)室、病房、照明用電，是二級(jí)負(fù)荷，采用兩回路供電。
（四）大型重要醫(yī)療設(shè)備的供電應(yīng)由變電所單獨(dú)的回路供電，其供電系統(tǒng)應(yīng)滿足設(shè)備對(duì)電源內(nèi)阻的要求。大型醫(yī)療設(shè)備瞬時(shí)的沖擊電流大，產(chǎn)生的瞬時(shí)壓降大，給大型醫(yī)療設(shè)備供電，由變電所引出單獨(dú)回路供電，可以保證線路的壓降控制在一定范圍，而且減少對(duì)其他設(shè)備的影響。醫(yī)療設(shè)備對(duì)電源壓降有具體要求，體現(xiàn)在為電源壓降指標(biāo)和電源內(nèi)阻指標(biāo)，需要全面考慮供電回路的電阻和阻抗，滿足大型醫(yī)療設(shè)備對(duì)內(nèi)阻的要求。
（五）醫(yī)院消防負(fù)荷，根據(jù)醫(yī)院建筑分類(lèi)而定，醫(yī)院建筑要是一類(lèi)高層消防負(fù)荷為一類(lèi)負(fù)荷，其余醫(yī)院消防負(fù)荷是二級(jí)負(fù)荷。消防設(shè)備兩路電源供電，均在末端自動(dòng)切，換疏散誘導(dǎo)照明采用雙回路末端互投并自帶蓄電池供電。
2.照明設(shè)計(jì)和照度選擇
設(shè)計(jì)中應(yīng)注意醫(yī)療功能性用房照明的特殊要求。診室、病房、急診觀察室、治療室等處采用高顯色熒光燈，以便于觀察病人的情況。色溫在3500K左右，病房、急診觀察室、治療室等處的頂燈采用漫反射型燈具，以減少眩光。在病房建議用間接照明，手術(shù)室、手術(shù)部清潔走廊、傳染科、污物、污洗等處與業(yè)主結(jié)合確定是否設(shè)置紫外線燈。對(duì)特殊場(chǎng)所的照明應(yīng)采取不同方式：磁共振掃描室、理療室、腦血流圖室等需要電磁屏蔽的地方，燈具采用了直流電源；測(cè)聽(tīng)室的照明采用白熾燈；眼科暗室用可調(diào)光的白熾燈。
3.接地保護(hù)設(shè)計(jì)
（一）大型綜合醫(yī)院接地系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，醫(yī)療設(shè)備發(fā)生漏電會(huì)危及人們的生命，因此，對(duì)醫(yī)院的電氣安全提出了更高的要求，TN-C系統(tǒng)嚴(yán)禁用于醫(yī)療場(chǎng)所的供電系統(tǒng)中，一般采用TN—C—S系統(tǒng)，但是對(duì)于任何一個(gè)建筑單體在電源進(jìn)戶后，電源中性線和接地保護(hù)PE線嚴(yán)格分開(kāi)，不再重合。醫(yī)院接地系統(tǒng)在做好每個(gè)建筑物的總等電位聯(lián)結(jié)后，對(duì)醫(yī)院的一些特殊場(chǎng)所，如手術(shù)室、重癥監(jiān)護(hù)病房、血液透析室、病房帶淋浴的衛(wèi)生問(wèn)等做好局部輔助等電位連接，這是醫(yī)院接地系統(tǒng)的一個(gè)特點(diǎn)，不能疏忽。用于維持生命、外科手術(shù)和其他位于“患者區(qū)域”內(nèi)的醫(yī)院用電氣設(shè)備和系統(tǒng)供電回路均應(yīng)采用醫(yī)療IT系統(tǒng)，例如進(jìn)行心臟手術(shù)的設(shè)備其正常泄露電流不得大于10mA,發(fā)生第一個(gè)接地故障時(shí)其泄露電流不得大于50 mA,因通過(guò)病人心臟的電流如超過(guò)50 mA可導(dǎo)致病人心室纖顫而死亡，為此需要嚴(yán)格限制第一次故障電流。主要措施是在手術(shù)室或其鄰近處安裝一臺(tái)1：1的隔離變壓器，其二次回路不接地，以IT系統(tǒng)供電，保障人生命安全。
（二）在整個(gè)大型綜合醫(yī)院的供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，筆者發(fā)現(xiàn)，在這些醫(yī)院的診療設(shè)備中，都帶有很多的計(jì)算機(jī)和微處理器，因而也對(duì)整個(gè)供配電系統(tǒng)中的基準(zhǔn)電位的穩(wěn)定性有著更為嚴(yán)格的要求。在供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)候，對(duì)這個(gè)基準(zhǔn)電位既可以設(shè)計(jì)為懸浮，也可以設(shè)計(jì)為接地，但是為了防止發(fā)生漂移，一般在設(shè)計(jì)過(guò)程中，會(huì)將基準(zhǔn)電位設(shè)計(jì)選擇為大地。同時(shí)將接地值嚴(yán)格控制在1 Q以下，如此，就要在設(shè)計(jì)過(guò)程中，將電氣設(shè)備附近設(shè)計(jì)專(zhuān)用的電子信號(hào)接線盒，一般而言，多采用16—25mm2多股銅芯線穿絕緣管由建筑物的接地體直接引來(lái)。在大型綜合醫(yī)院中，病房里，病床的上方都會(huì)設(shè)計(jì)一個(gè)供氧吸引和電源插座的綜合線槽，并在線槽的板面上設(shè)計(jì)專(zhuān)門(mén)的接地端子，也就是信號(hào)接地的端子，有著十分有效的接地保護(hù)效果，但是，在醫(yī)院供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)際操作過(guò)程中，由于信號(hào)地使用具有一定的隨機(jī)性，固定性較差，因而，一般可以采取樹(shù)干式垂直連接醫(yī)院系統(tǒng)中的信號(hào)接地端。
4.節(jié)電設(shè)計(jì)
大型綜合醫(yī)院能耗較大，因此，要做好整個(gè)醫(yī)院的節(jié)電設(shè)計(jì)，這不僅僅是進(jìn)一步優(yōu)化整個(gè)大型綜合醫(yī)院供配電系統(tǒng)的必要舉措，也是我國(guó)醫(yī)療衛(wèi)生行業(yè)發(fā)展的必然要求。同時(shí)，在我國(guó)面臨嚴(yán)重的資源能源危機(jī)的情況下，加強(qiáng)對(duì)醫(yī)院的節(jié)電設(shè)計(jì)，可以有效降低醫(yī)院運(yùn)行的成本，減輕患者的醫(yī)療負(fù)擔(dān)，有助于推進(jìn)我國(guó)和諧社會(huì)的進(jìn)程。
在醫(yī)院建設(shè)期間，在進(jìn)行整個(gè)醫(yī)院的供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)候，要從我國(guó)節(jié)能等各個(gè)方面的相關(guān)法律規(guī)范和政策方面進(jìn)行考慮，比如可以實(shí)施綠色照明，如此，有助于節(jié)約照明用電，減少各種能耗，降低污染，提高醫(yī)院照明的優(yōu)質(zhì)高效。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，可以使用新型的，節(jié)能效果很好的電子鎮(zhèn)流器，三基色熒光燈等，在進(jìn)行供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)候，可以選擇一些直管式高功率的燈具，同時(shí)，選擇的燈具敞開(kāi)覆蓋面積要盡可能的寬泛，要具有很強(qiáng)的反射率。
在整個(gè)供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)候，要選擇好各種節(jié)能電器產(chǎn)品，比如節(jié)能型變壓器，高低壓電氣開(kāi)關(guān)，繼電器、接觸器等。并根據(jù)功率的不同，實(shí)施分級(jí)補(bǔ)償措施，就地實(shí)施補(bǔ)償。在電能的計(jì)量上，可以據(jù)實(shí)際情況，實(shí)施分級(jí)計(jì)量，并結(jié)合成本的有效核算，加強(qiáng)對(duì)整個(gè)供配電系統(tǒng)中電能的控制和使用。
三.結(jié)束語(yǔ)
雖然我國(guó)的大型綜合醫(yī)院在供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)中依然存在著一些問(wèn)題和缺陷，但是，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)實(shí)力和科學(xué)技術(shù)實(shí)力的進(jìn)一步增強(qiáng)，將會(huì)為我國(guó)的醫(yī)療衛(wèi)生事業(yè)的發(fā)展奠定更為堅(jiān)實(shí)的發(fā)展基礎(chǔ)，為了保證大型綜合醫(yī)院的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，提高醫(yī)院服務(wù)水平和服務(wù)質(zhì)量，可以實(shí)施獨(dú)立的供配電系統(tǒng)，同時(shí)，要進(jìn)一步完善各種應(yīng)急措施，比如設(shè)置應(yīng)急的電源，如此，可以在發(fā)生一些突發(fā)事件時(shí)候，保證醫(yī)院的供配電能夠正常進(jìn)行，對(duì)人們的生命形成更強(qiáng)有力的保證。在進(jìn)行醫(yī)院的供配電設(shè)計(jì)時(shí)候，要充分考慮到醫(yī)院建筑供電要求高，供電負(fù)荷復(fù)雜的特點(diǎn)，要在綜合考慮整個(gè)醫(yī)院的器械設(shè)備和功能的基礎(chǔ)上，采取有效的設(shè)計(jì)工藝，嚴(yán)格設(shè)計(jì)流程，在醫(yī)院相關(guān)各個(gè)部門(mén)共同的配合下，加強(qiáng)雙方的溝通，保證供配電設(shè)計(jì)能夠充分滿足醫(yī)院各方面的需求，同時(shí)，要在實(shí)踐中，不斷促進(jìn)整個(gè)醫(yī)院供配電系統(tǒng)的優(yōu)化。
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1 引言
隨著電力系統(tǒng)自動(dòng)化程度的不斷提高，建筑物供配電的自動(dòng)化程度也逐漸得到加強(qiáng)。建筑物供配電作為電力系統(tǒng)的一部分，是負(fù)責(zé)終端用戶的最近部分，因而建筑物供配電服務(wù)質(zhì)量的高低直接影響著電網(wǎng)服務(wù)質(zhì)量的高低。建筑物配電網(wǎng)的監(jiān)控系統(tǒng)能夠?qū)⒔ㄖ锞€路參數(shù)遠(yuǎn)傳到監(jiān)控中心，有效監(jiān)視供配電情況與電能使用情況。在出現(xiàn)故障后，監(jiān)控中心能夠及時(shí)做出決策，遠(yuǎn)動(dòng)某些現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備，減少事故影響的面積。可見(jiàn)，線路參數(shù)的準(zhǔn)確獲取，開(kāi)關(guān)控制量的準(zhǔn)確交互是監(jiān)控系統(tǒng)正常、有效運(yùn)行的基礎(chǔ)與關(guān)鍵。
本論文主要針對(duì)建筑物變配電特點(diǎn)對(duì)其智能化變配電工程進(jìn)行設(shè)計(jì)與應(yīng)用方面的探討，以期從中能夠找到合理有效可靠的變配電設(shè)計(jì)方法與模式，并以此和廣大同行分享。
2 智能變配電系統(tǒng)概述
提高供電可靠性、檢測(cè)和改善電能質(zhì)量、提高配電系統(tǒng)的運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性、減少和縮短設(shè)備檢修和停電時(shí)間和范圍、優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和無(wú)功分配、提高整個(gè)配網(wǎng)的管理水平和計(jì)算機(jī)應(yīng)用水平，提高工作效率，用技術(shù)手段改善用戶服務(wù)水平，提高服務(wù)質(zhì)量，提高企業(yè)的現(xiàn)代化管理水平，為領(lǐng)導(dǎo)的科學(xué)決策服務(wù)。
根據(jù)高低壓供配電系統(tǒng)的特點(diǎn)，提供多種風(fēng)格系統(tǒng)操作界面及符合行業(yè)規(guī)范的軟件功能模塊；具有實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集、一次接線圖顯示與操作、參數(shù)設(shè)置、事件報(bào)警/記錄遙控閉鎖操作、曲線/棒圖、統(tǒng)計(jì)分析、報(bào)表打印等。針對(duì)低壓配電系統(tǒng)回路多、柜型復(fù)雜的特點(diǎn)，提供模塊化的多級(jí)樹(shù)裝圖形菜單及形象化的各種抽屜柜/固定柜一次系統(tǒng)圖界面；同時(shí)提供電能分類(lèi)管理、故障智能分析設(shè)備維護(hù)計(jì)劃、負(fù)荷分析、設(shè)備檔案等功能模塊。
現(xiàn)場(chǎng)總線是近年來(lái)自動(dòng)化領(lǐng)域中發(fā)展很快的互連通信網(wǎng)絡(luò)，具有協(xié)議簡(jiǎn)單開(kāi)放、容錯(cuò)能力強(qiáng)、實(shí)時(shí)性高、安全性好、成本低、適于頻繁交換等特點(diǎn)。目前，國(guó)際上各種各樣的現(xiàn)場(chǎng)總線有幾百種之多，統(tǒng)一的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)尚未建立。較著名的有基金會(huì)現(xiàn)場(chǎng)總線(FF)、HART現(xiàn)場(chǎng)總線、CAN現(xiàn)場(chǎng)總線、LONWORKS現(xiàn)場(chǎng)總線、PROFIBUS現(xiàn)場(chǎng)總線、MODBUS、PHENOIX公司的INTERBUS、AS-INTERFACE總線等。
智能化配電系統(tǒng)就是通信網(wǎng)絡(luò)把眾多的帶有通信接口的中、低壓開(kāi)關(guān)和控制設(shè)備與主計(jì)算機(jī)連接起來(lái)，由計(jì)算機(jī)進(jìn)行智能化管理，實(shí)現(xiàn)集中數(shù)據(jù)處理、集中監(jiān)控、集中分析和集中調(diào)度的新型配電系統(tǒng)。智能化配電系統(tǒng)一般由主計(jì)算機(jī)、通信網(wǎng)絡(luò)、智能化開(kāi)關(guān)和控制設(shè)備三部分組成。
3 建筑物智能變配電工程智能設(shè)計(jì)
3.1 智能變配電系統(tǒng)總體架構(gòu)
系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思想：整個(gè)系統(tǒng)采用分布式控制，分為上、下兩層：上位控制機(jī)(上位機(jī))和下位控制單元(下位機(jī))。下位控制單元，即以MSP430為核心的電表單元，它對(duì)各種信息進(jìn)行實(shí)時(shí)采集。上位機(jī)可以主動(dòng)地向下位控制單元請(qǐng)求數(shù)據(jù)和發(fā)送命令，并完成對(duì)系統(tǒng)參數(shù)的記錄、各儀表信息的記錄、報(bào)警信息的記錄、報(bào)表的生成打印等數(shù)據(jù)庫(kù)的管理。上位機(jī)和下位控制單元之間是通過(guò)PROFIBUS總線相連。
由于智能從站節(jié)點(diǎn)是PROFIBUS-DP網(wǎng)絡(luò)的一部分，因此，總線系統(tǒng)軟件分為主站軟件、智能從站軟件和監(jiān)控軟件三個(gè)部分。PROFIBUS-DP網(wǎng)絡(luò)是引進(jìn)Siemens公司的成套設(shè)備，一類(lèi)主站S7-300和S7-400使用Siemens公司提供的創(chuàng)建可編程邏輯控制程序的標(biāo)準(zhǔn)軟件STEP7，使用梯形邏輯圖進(jìn)行軟件編制。監(jiān)控軟件使用Siemens公司的支持分布式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的監(jiān)控軟件SIMATIC WinCC。智能從站節(jié)點(diǎn)的中央處理器是INTEL系統(tǒng)的單片機(jī)MSP430，采用單片機(jī)C++高級(jí)語(yǔ)言。
3.2 智能變配電系統(tǒng)電氣硬件的選擇
3.2.1 變壓器的選擇
（1）變壓器臺(tái)數(shù)的確定
變配電工程中，變壓器臺(tái)數(shù)的選擇與供電范圍內(nèi)用電負(fù)荷大小、性質(zhì)及重要程度有關(guān)。
①有大量的一、二級(jí)負(fù)荷，負(fù)荷達(dá)到200kw以上，選擇兩臺(tái)變壓器；
②三級(jí)負(fù)荷一般選擇一臺(tái)變壓器，負(fù)荷較大達(dá)到100kw以上時(shí)，選擇兩臺(tái)；
③季節(jié)性負(fù)荷或晝夜負(fù)荷變動(dòng)較大，依據(jù)最大負(fù)荷，按以上方式確定變壓器臺(tái)數(shù)；
④有較大的沖擊負(fù)荷，可單獨(dú)設(shè)變壓器為其供電。
（2）變壓器容量的確定
①單臺(tái)變壓器時(shí)，其額定容量SN應(yīng)能滿足全部用電設(shè)備的計(jì)算容量SC，并考慮負(fù)菏發(fā)展保留一定的冗余，應(yīng)滿足SN≥(l.15-1.4) SC；
②兩臺(tái)變壓器且任一臺(tái)變壓器單獨(dú)運(yùn)行時(shí)，其容量應(yīng)滿足SN=(0.6-0.7) SC；同時(shí)應(yīng)滿足全部一、二級(jí)負(fù)荷SC(I+II)的需要SN≥SC(I+II)；
③單臺(tái)變壓器容量一般不大于1250kVA-2000kVA。
3.2.2 開(kāi)關(guān)電器的選擇
開(kāi)關(guān)電器主要包括斷路器、熔斷器、隔離開(kāi)關(guān)和負(fù)荷開(kāi)關(guān)，其選擇即要保證開(kāi)關(guān)電器正常時(shí)的可靠工作，還應(yīng)保證系統(tǒng)故障時(shí)能承受短時(shí)的故障電流，同時(shí)應(yīng)滿足不同的開(kāi)關(guān)電器對(duì)電路分段能力的要求。具體選擇原則如下：
（1）正常條件下，開(kāi)關(guān)電器額定電壓UN及其裝設(shè)處額定電壓UWN應(yīng)滿足UN≥UWN；
（2）正常條件下，開(kāi)關(guān)電器的額定電流IN及其裝設(shè)處的計(jì)算電流IC應(yīng)滿足： IN≥IC；
（3）動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)，開(kāi)關(guān)電器極限通過(guò)電流峰值Imax及安裝處三相短路沖擊電流Ish滿足：
Imax≥Ish；
3.2.3 導(dǎo)線的截面選擇
導(dǎo)線截面選擇過(guò)大不僅會(huì)增加有色金屬的消耗量，還會(huì)增加投資；截面選擇過(guò)小，則導(dǎo)線中的電壓和電能損耗加大，使電能傳輸質(zhì)量和運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性變差。其選擇應(yīng)符合如下條件：線纜應(yīng)滿足正常負(fù)荷下的長(zhǎng)期運(yùn)行條件；應(yīng)能承受故障時(shí)故障電流，尤其是短路電流；應(yīng)滿足線路電壓損失的要求；應(yīng)滿足機(jī)械強(qiáng)度的要求；應(yīng)考慮線路的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。
通常導(dǎo)線截面可以按導(dǎo)線載流量、電壓損失、短路熱穩(wěn)定校驗(yàn)及經(jīng)濟(jì)電流密度進(jìn)行選擇。對(duì)于中壓線纜，由于距系統(tǒng)較近，其主要問(wèn)題是熱穩(wěn)定問(wèn)題，因此一般用熱穩(wěn)定條件來(lái)確定導(dǎo)線的截面；對(duì)于低壓線纜，其負(fù)荷電流相對(duì)較大，線路的主要問(wèn)題是能否長(zhǎng)期承受工電流，故一般按導(dǎo)線載流量條件選擇截面；對(duì)于負(fù)荷電流小，但傳輸距離長(zhǎng)的線纜，通常按電壓損失作為選擇導(dǎo)線截面的條件。
4 結(jié)語(yǔ)
建筑物變配電系統(tǒng)目前已經(jīng)成為了建筑電氣工程系統(tǒng)設(shè)計(jì)與施工的主要內(nèi)容，隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，智能變配電系統(tǒng)已經(jīng)成為了建筑物變配電工程設(shè)計(jì)的主流，本論文針對(duì)當(dāng)前智能變配電工程的發(fā)展趨勢(shì)，詳細(xì)分析探討了智能變配電工程的體系架構(gòu)及其硬件系統(tǒng)的選型設(shè)計(jì)，對(duì)于進(jìn)一步提高建筑物變配電系統(tǒng)的智能設(shè)計(jì)與應(yīng)用水平具有一定借鑒意義。
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建筑供配電系統(tǒng)的可靠性對(duì)于建筑物中所安裝的各種電氣設(shè)備的安全運(yùn)行具有直接的影響力。作為電力系統(tǒng)為建筑物用戶提供電能的重要環(huán)節(jié)，其是與用戶的電氣設(shè)備直接連接的，主要處于電力系統(tǒng)的末端，其運(yùn)行的可靠性除了來(lái)自于供配電系統(tǒng)本身之外，還與外接電源存在著直接的關(guān)聯(lián)。因此，要確保建筑電氣供電系統(tǒng)的安全運(yùn)行，對(duì)于相關(guān)的特征量要多重角度考慮，實(shí)現(xiàn)電氣供配電系統(tǒng)的優(yōu)化運(yùn)營(yíng)。
一、建筑電氣供配電系統(tǒng)的可靠性
在電氣設(shè)計(jì)中，供配電系統(tǒng)的可靠性是確保系統(tǒng)安全運(yùn)行的重要環(huán)節(jié)。其是對(duì)于建筑物中的配電模式進(jìn)行評(píng)估，根據(jù)評(píng)估指數(shù)以及運(yùn)行中的常用供電模式來(lái)檢測(cè)運(yùn)行中所存在的問(wèn)題，并按照供電運(yùn)行的需求提出新的設(shè)計(jì)方案。對(duì)于供電可靠性的要求，可以根據(jù)建筑供電需要將電力負(fù)荷分別為三個(gè)級(jí)別，即一級(jí)負(fù)荷、二級(jí)負(fù)荷和三級(jí)負(fù)荷。建筑消防設(shè)備一般會(huì)采用一級(jí)負(fù)荷，比如建筑物中的消防控制室、自動(dòng)報(bào)警裝置以及應(yīng)急照明系統(tǒng)，包括消防電梯和消防水泵等等，都要采用一級(jí)負(fù)荷。在建筑電氣供配電系統(tǒng)中所采用的一級(jí)負(fù)荷是非常重要的負(fù)荷，其主要用于建筑物中的各種安全設(shè)施。比如送風(fēng)機(jī)和排風(fēng)機(jī)以及污水泵等等，都要采用一級(jí)負(fù)荷，在電源的設(shè)置上，還要增設(shè)應(yīng)急電源。通常情況下，應(yīng)急供電系統(tǒng)屬于是重要的負(fù)荷供電，在設(shè)計(jì)中往往會(huì)采用柴油發(fā)電機(jī)組供電或者使用緊急電力供給（Emergency Power Supply，簡(jiǎn)稱(chēng)“EPS”）
二、建筑電氣供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案
（一）供電電源
在一些建筑物中，有大量的一級(jí)負(fù)荷、二級(jí)負(fù)荷存在，其作用都是為了提高建筑物的安全使用率。以高層建筑物為例，為了能夠維持建筑物持續(xù)用電，往往會(huì)安裝兩臺(tái)以上的變壓器，還有一臺(tái)柴油發(fā)電機(jī)組。在發(fā)電啟動(dòng)要求上，當(dāng)兩臺(tái)發(fā)電機(jī)的進(jìn)線回路都無(wú)法供電的時(shí)候，就要啟動(dòng)柴油發(fā)電機(jī)以為建筑物提供應(yīng)急電源。當(dāng)兩臺(tái)變壓器和一臺(tái)應(yīng)急柴油發(fā)電機(jī)處于不并列運(yùn)行狀態(tài)的時(shí)候，為了提高用電設(shè)備的使用率，兩個(gè)電源采用統(tǒng)同級(jí)電壓供電，相互備用。但是，由于各地區(qū)的用電需求不同，所以適當(dāng)?shù)卣{(diào)整電壓供電。這兩種電源可以是各自獨(dú)立供電，但是多數(shù)情況下都是搭配供電的。這就決定了電網(wǎng)的電源進(jìn)線也都是非獨(dú)立的。當(dāng)二級(jí)負(fù)荷容量較大的時(shí)候，就需要由兩回線路持續(xù)供電。這種發(fā)電機(jī)組合也存在著運(yùn)行上的弊端。為了提高建筑供配電系統(tǒng)的供電可靠率，可以在建筑施工中，就對(duì)于該系統(tǒng)的設(shè)計(jì)加以完善，以實(shí)現(xiàn)供配電優(yōu)化。
（二）供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)
按照民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范，為了使供電系統(tǒng)能夠滿足一級(jí)負(fù)荷供電要求或者二級(jí)負(fù)荷供電要求，通常情況下要求采用兩路同時(shí)供電的方式，即當(dāng)其中的一路供電因故障終端之后，就需要其他的線路滿足繼續(xù)供電要求。如果是10千伏供配電系統(tǒng)，最好是選取放射式接線方式，配電的級(jí)數(shù)不可以超過(guò)兩級(jí)當(dāng)然根據(jù)地理環(huán)境以及特殊需要，也可以選擇使用環(huán)式或者是樹(shù)干式的配電系統(tǒng)接線設(shè)計(jì)。回路放射式主接線見(jiàn)圖1。
回路放射式供配電系統(tǒng)由專(zhuān)用的三級(jí)負(fù)荷設(shè)備配電，當(dāng)由于故障而中斷供電的時(shí)候，會(huì)很長(zhǎng)之間以內(nèi)都無(wú)法供電。如果此時(shí)備用電源也無(wú)法正常工作，可以選擇采用二級(jí)負(fù)荷供電，其優(yōu)點(diǎn)在于，斷電時(shí)間由備用電源的切換時(shí)間來(lái)確定。如果電源是獨(dú)立使用的，最宜采用一級(jí)負(fù)荷供電方式，供電的中斷時(shí)間由獨(dú)立備用電源的切換時(shí)間來(lái)確定。
三、電氣供配電系統(tǒng)的可靠性計(jì)算方法
確定供配電負(fù)荷等級(jí)，用電負(fù)荷的可靠性是非常重要的因素。根據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)范針對(duì)不同的用電負(fù)荷需要采用不同的設(shè)計(jì)方案，并進(jìn)行可靠性計(jì)算。
在可靠性計(jì)算中，年平均故障時(shí)間為年故障率與年平均修復(fù)時(shí)間的乘積，用公式表示為：
成功運(yùn)行概率與每年的平均故障時(shí)間相對(duì)應(yīng)，因此，固有可用度可以通過(guò)以下的公式直接反應(yīng)出來(lái)，即：
供配電系統(tǒng)元件組合包括串聯(lián)和并聯(lián)兩種，在對(duì)供配電系統(tǒng)的可靠性指標(biāo)進(jìn)行計(jì)算的時(shí)候，元件的故障率被設(shè)定為常數(shù)，即其不可以隨著時(shí)間的變化而有所改變。故障發(fā)生后，并不會(huì)影響到其他的元件正常工作，所修復(fù)的時(shí)間呈現(xiàn)出指數(shù)分布的趨勢(shì)，而且元件的運(yùn)行時(shí)間要長(zhǎng)于因故障而停止工作的時(shí)間。
元件的串聯(lián)見(jiàn)圖2。
元件選擇使用串聯(lián)接的方式，會(huì)提高供配電系統(tǒng)的故障率，年平均故障時(shí)間也會(huì)相對(duì)延長(zhǎng)，從而使系統(tǒng)的可靠性降低。
元件的并聯(lián)見(jiàn)圖3。
相比較于元件的串聯(lián)而言，并聯(lián)元件的供配電系統(tǒng)可靠性相對(duì)較高，其不但可以降低故障率，而且縮短了每年所發(fā)生故障的時(shí)間，
計(jì)算使用的可靠性數(shù)據(jù)見(jiàn)下表。
四、建筑供配電系統(tǒng)可靠性分析實(shí)例
（一）備用發(fā)電機(jī)低壓母線處切換的供配電系統(tǒng)
圖 5 低壓母線處切換計(jì)算模型
變壓器器供電并聯(lián)于發(fā)電機(jī)供電，在單回路電源的進(jìn)線供電以及備用發(fā)電機(jī)的運(yùn)行可靠性并不是很穩(wěn)定，但是實(shí)施兩個(gè)電源的切換，大大地提高了可靠性，使年平均故障率下降了0.00356小時(shí)。大于600安培的低壓雙電源切換為0.051123小時(shí)，低壓母線雙電源切換為0.037954小時(shí)，包括電纜和接頭在內(nèi)的配電線路電源切換為0.006232小時(shí)。
（二）在用電負(fù)荷末端切換的變壓器和備用發(fā)電機(jī)構(gòu)成的供配電系統(tǒng)
通常而言，處于供配電系統(tǒng)末端的雙電源切換電流小于600安培。本實(shí)例為變壓器供電與發(fā)電機(jī)供電并聯(lián)，實(shí)現(xiàn)了年平均故障率下降，故障時(shí)間也相應(yīng)地縮短很多，從原有的2.668854小時(shí)下降到0.004544小時(shí)。所縮短的故障時(shí)間已經(jīng)大大地低于雙電源切換的年平均故障時(shí)間。供配電系系統(tǒng)的年平均故障時(shí)間也有所下降，從2.669673小時(shí)下降到0.497023小時(shí)?？梢?jiàn)，建筑電氣供配電系統(tǒng)末端的可靠性有所提高。
對(duì)于電力系統(tǒng)的某個(gè)線路連接采用并聯(lián)冗余的方式，可以使用低壓雙電源切換開(kāi)關(guān)，冗余后即便年平均故障為0，在計(jì)入低壓雙電源切換開(kāi)關(guān)的同時(shí)，也要將低壓雙電源切換開(kāi)關(guān)的年平均故障時(shí)間降到低于冗余前的時(shí)間，以提高系統(tǒng)的可用度。
值得一提的是，在國(guó)外的一些建筑電氣供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)上，一般不會(huì)選擇使用對(duì)電纜以及斷路器的并聯(lián)冗余以實(shí)現(xiàn)供配電系統(tǒng)的末端切換，因?yàn)榘凑沼嘘P(guān)參考數(shù)據(jù)，并實(shí)施技術(shù)評(píng)估方法進(jìn)行計(jì)算，實(shí)施這種末端切換的方式并無(wú)法有效地提高供配電系統(tǒng)的可靠性。
結(jié)語(yǔ)：
綜上所述，電氣設(shè)計(jì)的目的是要滿足供配電系統(tǒng)的安全可靠性。為了使建筑電氣符合滿足建筑用電需求，就要根據(jù)實(shí)際需求開(kāi)展供配電電路設(shè)計(jì)工作，以提高電氣設(shè)備的技術(shù)可靠性。
參考文獻(xiàn)：
[1]段俊城.供配電系統(tǒng)的可靠性和連續(xù)性[J].建筑電氣，2008（08）.
[2]葉充.建筑供配電系統(tǒng)可靠性評(píng)估與思考[J].建筑電氣，2011（06）.
關(guān)鍵詞：供配電；負(fù)荷；火災(zāi)；設(shè)計(jì)
一、電力負(fù)荷等級(jí)劃分及供電要求
（一）負(fù)荷分級(jí)
由于不可能對(duì)所有的用電單位和用電設(shè)備都采取相同的供電措施，所以供配電設(shè)計(jì)應(yīng)首先對(duì)用電單位和用電設(shè)備進(jìn)行負(fù)荷分級(jí)。負(fù)荷分級(jí)應(yīng)根據(jù)用電單位（即電能用戶）和用電設(shè)備的規(guī)模、功能、性質(zhì)及其在政治、經(jīng)濟(jì)上的重要性進(jìn)行確定。國(guó)際上普遍的做法是將負(fù)荷按應(yīng)急電源自動(dòng)切換的允許中斷供電時(shí)間劃分為0s、小于0.15s、0.5s、15s和大于15s五個(gè)級(jí)別，而我國(guó)則是沿用前蘇聯(lián)的做法，按用電單位或用電設(shè)備突然中斷供電所導(dǎo)致后果的危險(xiǎn)性和嚴(yán)重程度分為一、二、三級(jí)。另外人防工程負(fù)荷分級(jí)中用電負(fù)荷應(yīng)分別按平時(shí)和戰(zhàn)時(shí)用電負(fù)荷的重要性、供電連續(xù)性及中斷供電后可能造成的損失或影響程度分為一級(jí)負(fù)荷、二級(jí)負(fù)荷和三級(jí)負(fù)荷。平時(shí)用電負(fù)荷分級(jí)，應(yīng)同時(shí)滿足《人民防空地下室設(shè)計(jì)規(guī)范》和地面同類(lèi)建筑國(guó)家現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)之規(guī)定。由于各行業(yè)的各類(lèi)負(fù)荷很多，通用性規(guī)范只能對(duì)負(fù)荷分級(jí)作原則性規(guī)定，具體行業(yè)中負(fù)荷等級(jí)詳細(xì)的劃分需在相應(yīng)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定。常用的重要用電負(fù)荷分級(jí)（含人防戰(zhàn)時(shí)負(fù)荷分級(jí)）。
（二）供電要求
1.供配電系統(tǒng)力求簡(jiǎn)單可靠，操作安全，運(yùn)行靈活，檢修方便。正常工作電源與柴油發(fā)電機(jī)組的應(yīng)急電源應(yīng)自成系統(tǒng)、獨(dú)立配電，事故時(shí)應(yīng)能自動(dòng)切換。消防用電等一類(lèi)負(fù)荷在火災(zāi)情況下，由應(yīng)急電源保證連續(xù)供電，二類(lèi)負(fù)荷應(yīng)保證兩回路切換供電.低壓配電級(jí)數(shù)不宜過(guò)多。如從變電所的低壓配電裝置算起，則配電級(jí)數(shù)一般不多于四級(jí)，重要負(fù)荷不超過(guò)一級(jí)?？偱潆婇L(zhǎng)度一般不宜超過(guò)200m，每路干線的負(fù)荷計(jì)算電流一般不宜大于200A.
2.變配電設(shè)備的布置應(yīng)便于安裝和維護(hù)。高層民用建筑的地下層通常有兩層，宜將總配電室（變電所）設(shè)在地下一層。柴油發(fā)電機(jī)宜用風(fēng)冷式機(jī)組，且機(jī)房最好設(shè)置在地下一層；一是便于通風(fēng)冷卻；二是可與變配電室中的設(shè)備共用運(yùn)輸通道。為防火的需要，不宜設(shè)置可燃油浸的電力變壓器、高壓電容器和多油開(kāi)關(guān)，而應(yīng)采用干式變壓器與高壓真空開(kāi)關(guān).各樓層配電室宜設(shè)在電氣豎井內(nèi)，一般情況下配電箱與電纜分裝在豎井內(nèi)的不同側(cè)面.
3.供配電系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)應(yīng)合理。民用建筑中的低壓配電網(wǎng)絡(luò)多采用混合式配電系統(tǒng)。其中地下室與裙樓部分采用放射式配電，主體部分采用樹(shù)干式配電。根據(jù)負(fù)荷大小和樓層層數(shù)的多少，決定選用分區(qū)樹(shù)干式還是母線樹(shù)干式配電系統(tǒng)。樹(shù)千式的配電形式一般為電纜或插接式絕緣母線槽沿垂直的電氣豎井內(nèi)敷設(shè).
4.要適應(yīng)建筑的發(fā)展。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，新設(shè)備、新材料、新功能等不斷增多，因此供配電系統(tǒng)應(yīng)適應(yīng)高層民用建筑不斷發(fā)展的需要。供配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，是建筑電氣設(shè)計(jì)的重要組成部分，合理與否會(huì)影響整個(gè)建筑使用功能及安全。
二、合理選擇供電設(shè)備
（一）高、低壓設(shè)備的選擇
高壓設(shè)備選擇的一般要求必須滿足一次電路正常條件下和短路故障條件下的工作要求，同時(shí)設(shè)備應(yīng)工作安全可靠，運(yùn)行方便，投資經(jīng)濟(jì)合理。高壓刀開(kāi)關(guān)柜的選擇要滿足變電所一次電路圖的要求，并各方案經(jīng)濟(jì)比較優(yōu)選出開(kāi)關(guān)柜型號(hào)及一次結(jié)線方案編號(hào)。同時(shí)確定其中所有一次設(shè)備的型號(hào)規(guī)格。
（二）導(dǎo)線、電纜的選擇
為了保證供電系統(tǒng)安全、可靠、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)地運(yùn)行，進(jìn)行導(dǎo)線和電纜截面選擇時(shí)必須滿足供電所需的發(fā)熱條件、電壓損耗條件、經(jīng)濟(jì)電流密度和導(dǎo)線電纜的機(jī)械強(qiáng)度等各方面的要求，對(duì)于絕緣導(dǎo)線和電纜，還應(yīng)滿足工作電壓的要求。根據(jù)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，一般10KV及以下高壓線路及低壓動(dòng)力線路，通常先按發(fā)熱條件來(lái)選擇截面.再校驗(yàn)電壓損耗和機(jī)械強(qiáng)度。低壓照明線路，因其對(duì)電壓水平要求較高，因此通常先按允許電壓損耗進(jìn)行選擇，再校驗(yàn)發(fā)熱條件和機(jī)械強(qiáng)度。對(duì)長(zhǎng)距離大電流及35KV以上的高壓線路。則可先按經(jīng)濟(jì)電流密度確定經(jīng)濟(jì)截面，再校驗(yàn)其它條件。
（三）配電所高壓開(kāi)關(guān)柜的選擇
高壓開(kāi)關(guān)柜是按一定的線路方案將有關(guān)一、二次設(shè)備組裝而成的一種高壓成套配電裝置，在發(fā)電廠和變配電所中作為控制和保護(hù)發(fā)電機(jī)、變壓器和高壓線路之用，也可作為大型高壓開(kāi)關(guān)設(shè)備、保護(hù)電器、監(jiān)視儀表和母線、絕緣子等。
三、電氣照明設(shè)計(jì)
人眼對(duì)外界環(huán)境明亮差異的知覺(jué)，取決于外界景物的亮度。但是，規(guī)定適當(dāng)?shù)牧炼人较喈?dāng)復(fù)雜，因?yàn)樗婕案鞣N物體不同的反射特性。所以，在實(shí)踐中是以照度水平作為照明的數(shù)量指標(biāo)。設(shè)計(jì)中應(yīng)根據(jù)不同場(chǎng)所的特點(diǎn)和作業(yè)對(duì)視覺(jué)的要求確定照度，并應(yīng)按照GB50034-2004《建筑照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》的相關(guān)規(guī)定執(zhí)行。
照度標(biāo)準(zhǔn)值分級(jí)應(yīng)為0.5、1、3、5、10、15、20、30、50、75、100、150、200、300、500、750、1000、1500、2000、3000、5000lx。標(biāo)準(zhǔn)值是以維持平均照度作為照度標(biāo)準(zhǔn)值。
四、火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警及聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)
按國(guó)標(biāo)GB50116-98《火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》要求，建筑物火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的保護(hù)共分三級(jí)，即特級(jí)、一級(jí)、二級(jí)。
建筑高度為24米及以下的建筑物消防系統(tǒng)設(shè)計(jì)按國(guó)標(biāo)《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》執(zhí)行，24～100米高的建筑物按國(guó)標(biāo)《高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》執(zhí)行。國(guó)標(biāo)是約束業(yè)主、設(shè)計(jì)單位、施工單位和驗(yàn)收單位強(qiáng)制性技術(shù)規(guī)定。超高層建筑尚無(wú)相應(yīng)國(guó)標(biāo)，在實(shí)際設(shè)計(jì)中可參照有關(guān)國(guó)標(biāo)及國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，并依據(jù)當(dāng)?shù)叵乐鞴懿块T(mén)意見(jiàn)，本著安全第一的精神，仔細(xì)周詳?shù)耐瓿稍O(shè)計(jì)工作。
民用建筑的火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警及聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)包括：火災(zāi)探測(cè)器、消防報(bào)警控制器、消防通風(fēng)系統(tǒng)和自動(dòng)灑水滅火系統(tǒng)等四個(gè)部分，實(shí)現(xiàn)報(bào)警滅火自動(dòng)化。
（一）關(guān)于消防自動(dòng)報(bào)警和自動(dòng)滅火系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)從以下幾個(gè)方面入手：
報(bào)警探測(cè)器安裝、報(bào)警手段、自動(dòng)滅火方面、手動(dòng)滅火方面、通訊設(shè)備、擋煙垂壁的設(shè)置以及避難層的消防安排等。
（二）其他重要的防火手段，在高層建筑中包括：
防火閥：為了防止煙火沿風(fēng)管蔓延而設(shè)置，因而一般在通風(fēng)機(jī)房外側(cè)裝設(shè)。通風(fēng)風(fēng)管穿越電氣設(shè)備間時(shí)在電氣設(shè)備間過(guò)墻處的風(fēng)管上的墻內(nèi)、墻外要各設(shè)一個(gè)防火閥，使設(shè)備間的煙火不能外傳，也避免外面的煙火導(dǎo)入設(shè)備間。
平時(shí)防火閥處于開(kāi)啟狀態(tài)，火災(zāi)時(shí)當(dāng)風(fēng)管中溫度達(dá)到70℃，防火閥中的易熔片熔斷，防火閥在彈簧的作用下迅速關(guān)閉，阻斷管道。滅火結(jié)束后，防火閥可手動(dòng)復(fù)位。
排煙閥：設(shè)于排煙風(fēng)機(jī)的排煙管道上，多位于出戶風(fēng)口附近。排煙閥平時(shí)關(guān)閉。火災(zāi)之初打開(kāi)，隨之排煙風(fēng)機(jī)聯(lián)動(dòng)啟動(dòng)排煙，當(dāng)煙氣溫度達(dá)到280℃時(shí)，排煙閥自動(dòng)關(guān)閉。
正壓送風(fēng)系統(tǒng)：正壓風(fēng)機(jī)一般處于屋頂，與各層的電動(dòng)風(fēng)口聯(lián)動(dòng)?；馂?zāi)初期打開(kāi)送風(fēng)口，啟動(dòng)正壓送風(fēng)機(jī)，使樓梯間、電梯廳等疏散區(qū)域處于較高的風(fēng)壓狀態(tài)。阻止煙氣進(jìn)入。
火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)的有效起作用有賴(lài)于噴淋系統(tǒng)的可靠工作。當(dāng)室溫升到68℃時(shí)，噴淋頭的玻璃球會(huì)爆破噴灑，此為滅火直接有力的措施，為了監(jiān)測(cè)該系統(tǒng)的正常工作，噴淋系統(tǒng)設(shè)水流指示器，濕式報(bào)警閥、噴淋閥等探測(cè)信號(hào)裝置，以及時(shí)反映水噴淋系統(tǒng)的工作狀態(tài)。
火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警及聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)不僅要深刻理解消防規(guī)范的相關(guān)規(guī)定、條文，更要與水暖專(zhuān)業(yè)密切配合，了解各專(zhuān)業(yè)消防對(duì)電氣的要求，使設(shè)計(jì)做到合理、經(jīng)濟(jì)、適用。
五、結(jié)語(yǔ)
以上論文介紹的概括，結(jié)合部分規(guī)范闡述一下該系統(tǒng)。就電負(fù)荷、消防方面，合理性，安全性作了闡述。建筑工程的電氣設(shè)計(jì)中，需要講究設(shè)計(jì)的可操作性、延續(xù)性、系統(tǒng)性和整體協(xié)調(diào)性。所以在建筑工程中尤為重要。
參考文獻(xiàn)：
照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)部分包括：光源選擇、燈具選擇、照度選擇、照明方式選擇，一般照明與應(yīng)急照明，相關(guān)計(jì)算等。
【關(guān)鍵詞】負(fù)荷；照度
1. 基本情況
（1）隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和人民生活水平的不斷提高，人們對(duì)有關(guān)供配電、照明、防雷接地及弱電等系統(tǒng)的要求越來(lái)越高，使得建筑開(kāi)始走向高品質(zhì)、多功能領(lǐng)域，并進(jìn)一步向多功能的縱深方向和綜合應(yīng)用方向發(fā)展。
（2）建筑電氣設(shè)計(jì)是在認(rèn)真執(zhí)行有關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范的前提下，進(jìn)行工業(yè)與民用建筑建筑電氣的設(shè)計(jì)，并滿足保障人身、設(shè)備及建筑物安全、供電可靠、電能節(jié)約、技術(shù)先進(jìn)和經(jīng)濟(jì)合理。
（3）本工程概況：體育交流中心，高52.5米，地上十三層，第一層為商場(chǎng)，二到十三層為辦公用房，頂層為機(jī)房層。按“高規(guī)”劃分，屬一類(lèi)高層建筑。
2. 要解決的問(wèn)題
（1）低壓配電系統(tǒng)中負(fù)荷等級(jí)的劃分及對(duì)應(yīng)的供電要求，項(xiàng)目負(fù)荷計(jì)算以及配電方式，項(xiàng)目中負(fù)荷的分類(lèi)。
（2）照明系統(tǒng)光源、燈具選擇，照度計(jì)算，一般照明及應(yīng)急照明等。
3. 解決方案
3.1配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)。
3.1.1負(fù)荷等級(jí)及供電要求。
電力負(fù)荷應(yīng)根據(jù)供電可靠性及中斷供電在政治、經(jīng)濟(jì)上所造成的損失或影響的程度，分為一級(jí)負(fù)荷、二級(jí)負(fù)荷及三級(jí)負(fù)荷。
（1）一級(jí)負(fù)荷的供電可以采用一路高壓電源加一路備用電源——應(yīng)急柴油發(fā)電機(jī)組供電，當(dāng)一級(jí)負(fù)荷容量較大時(shí)，應(yīng)采用兩路高壓供電。
（2）二級(jí)負(fù)荷的供電要求“宜由兩回線路供電”，設(shè)計(jì)中常采用一用一備兩路高壓電源供電或一路高壓，另一路備用電源（柴油發(fā)電機(jī)組）。
（3）三級(jí)負(fù)荷對(duì)供電無(wú)特殊要求。
對(duì)于一類(lèi)高層建筑的消防用電按一級(jí)負(fù)荷要求供電并且采用專(zhuān)用的供電回路?；馂?zāi)事故照明和疏散指示標(biāo)志可采用蓄電池作備用電源，其配電設(shè)備應(yīng)明顯標(biāo)志。
本工程為一類(lèi)高層建筑，消防相關(guān)、電梯相關(guān)按一級(jí)負(fù)荷，采用雙電源供電。其它動(dòng)力設(shè)備、照明用電為三級(jí)負(fù)荷。
3.1.2負(fù)荷計(jì)算原理。
負(fù)荷計(jì)算一般采用需要系數(shù)法。
3.1.3導(dǎo)線選擇的原則。
（1）根據(jù)計(jì)算負(fù)荷電流選斷路器整定值。
（2）根據(jù)斷路器整定值選電纜。
（3）導(dǎo)線及斷路器選擇時(shí)要前后級(jí)之間相互配合，前一級(jí)斷路器整定值至少比下一級(jí)斷路器整定值高一級(jí)。
（4）動(dòng)力設(shè)備考慮自啟動(dòng)影響，斷路器整定時(shí)要選高一級(jí)數(shù)值。
3.1.4配電方式。
高層建筑低壓配電系統(tǒng)的確定，應(yīng)滿足計(jì)量、維護(hù)管理、供電安全及可靠性的要求。應(yīng)將照明與電力負(fù)荷分成不同的配電系統(tǒng)；消防及其他防災(zāi)用電設(shè)施的配電宜自成體系。
3.1.5負(fù)荷計(jì)算及導(dǎo)線選擇結(jié)果。
3.2照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)。
3.2.1照明系統(tǒng)光源的選擇。
電氣照明設(shè)計(jì)的基本原則主要是安全、適用、經(jīng)濟(jì)、美觀。環(huán)境條件對(duì)照明設(shè)施有很大影響。要使照明設(shè)計(jì)與環(huán)境空間相協(xié)調(diào)，就要正確選擇照明方式、光源種類(lèi)、燈泡功率、照明器數(shù)量、形式與光色、使照明在改善空間立體感、形成環(huán)境氣氛等方面發(fā)揮積極的作用。
3.2.2照明燈具、照度及照明方式選擇
燈具的主要功能是合理分配光源輻射的光通量，滿足環(huán)境和作業(yè)的配光要求，選擇燈具時(shí)，除考慮環(huán)境光分布和限制眩目的要求外，還應(yīng)考慮燈具的效率，選擇高光效燈具。
根據(jù)選擇原則，本建筑主要照度標(biāo)準(zhǔn)及光源、燈型選擇如下：
（1）配電室、辦公室、消防控制室、值班室、商場(chǎng)、門(mén)庭：300lx三管格柵熒光燈。
（2）機(jī)房、庫(kù)房：50lx單管熒光燈。
（3）走廊：50lx白熾燈。
（4）廁所：75lx白熾燈。
3.2.3應(yīng)急照明設(shè)計(jì)。
3.2.3.1應(yīng)急照明設(shè)計(jì)考慮的因素。
應(yīng)急照明按照用途可分為三類(lèi)：疏散照明、安全照明、備用照明。
（1）疏散應(yīng)急照明：為保證人員在發(fā)生事故時(shí)能快速而安全地離開(kāi)建筑物所設(shè)立的照明。在疏散通道地面上提供的照度最低不得小于0.2lx。安全出口的明顯位置還要設(shè)有標(biāo)志指示燈。
（2）安全應(yīng)急照明：在正常照明突然熄滅時(shí)，為保證潛在危險(xiǎn)場(chǎng)所的人員人身安全而設(shè)置的照明。安全照明照度不應(yīng)小于正常照明系統(tǒng)提供照度的5%。
（3）備用應(yīng)急照明：備用照明往往由一部分或全部由正常照明燈具提供，其應(yīng)急電源主要應(yīng)來(lái)自兩個(gè)級(jí)別的電源：電網(wǎng)電源和自備電源（發(fā)電機(jī)或集中蓄電池），照度一般為正常照度的10%。
3.2.3.2應(yīng)急照明燈具選擇、布置及控制方式。
應(yīng)急照明必須選用能瞬時(shí)啟動(dòng)的光源，否則，當(dāng)其不在正常照明運(yùn)作中一同使用，一旦發(fā)生事故，因其啟動(dòng)時(shí)間長(zhǎng)而不能起到事故照明的作用。
3.2.3.3應(yīng)急照明的設(shè)計(jì)。
充分考慮相關(guān)因素后，本建筑采用應(yīng)急照明與正常照明相結(jié)合，走廊、樓梯等場(chǎng)所按一級(jí)負(fù)荷供電，采用雙電源，已滿足應(yīng)急照明要求，辦公室等場(chǎng)所應(yīng)急照明采用蓄電池作備用電源，且連續(xù)供電時(shí)間不少于20min，走道疏散標(biāo)志燈的間距在20m內(nèi)，安裝高度及其它要求均滿足相關(guān)規(guī)范。
4. 結(jié)論
本次設(shè)計(jì)論文完成了對(duì)某辦公樓的部分電氣設(shè)計(jì)，通過(guò)對(duì)該辦公樓配電系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、防雷接地系統(tǒng)四個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，綜合了電氣理論與設(shè)計(jì)規(guī)范及從業(yè)多年的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。
建筑電氣所涉及的內(nèi)容繁多，本人目前所掌握的只是其中的一部分，日后當(dāng)在努力工作的同時(shí)，勤奮地學(xué)習(xí)專(zhuān)業(yè)知識(shí)，進(jìn)一步提高自己的專(zhuān)業(yè)技能，以期寫(xiě)出更專(zhuān)業(yè)的論文。
參考文獻(xiàn)
[1]王曉東主編 電氣照明技術(shù) 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2003.
[2]胡乃定主編 現(xiàn)代民用建筑電氣工程設(shè)計(jì)與施工 北京：中國(guó)電力出版社.
[3]朱銀根主編 21世紀(jì)建筑電氣設(shè)計(jì)手冊(cè) 中國(guó)建筑工業(yè)出版社.
[4]建筑照明設(shè)計(jì)規(guī)范（DBJ133-90）.
[5]高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范（2001版） （GB50045-95）.
[6]建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范（2001版）（GBJ16-87）.
根據(jù)我國(guó)《實(shí)用供配電技術(shù)手冊(cè)》中的介紹，電力負(fù)荷根據(jù)其重要級(jí)別以及中斷造成影響的惡劣程度分為三級(jí)，分別為一級(jí)負(fù)荷、二級(jí)負(fù)荷和三級(jí)負(fù)荷。電力負(fù)荷的計(jì)算可以為電力系統(tǒng)設(shè)備的選擇以及線路的布置提供依據(jù)，能夠確保電力系統(tǒng)設(shè)備安全運(yùn)行，保證電力供應(yīng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，服務(wù)人民生活以及國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)。通常對(duì)10KV供配電系統(tǒng)進(jìn)行負(fù)荷計(jì)算時(shí)，都要涉及對(duì)供配電線路上電氣設(shè)備的用電負(fù)荷計(jì)算以及包含電氣設(shè)備的用戶組的負(fù)荷計(jì)算。
1 電力負(fù)荷的分級(jí)
通常依據(jù)電力負(fù)荷對(duì)人民生活以及工廠生產(chǎn)的重要性來(lái)將電力負(fù)荷分為三個(gè)級(jí)別，具體如下：
一級(jí)負(fù)荷：最高級(jí)別負(fù)荷，定義依據(jù)為該負(fù)荷的中斷將造成人員傷亡，另外還會(huì)對(duì)國(guó)家的政治、經(jīng)濟(jì)造成重大損失，影響具有重要政治意義與經(jīng)濟(jì)意義的關(guān)鍵性單位的正常工作，例如交通樞紐、通信樞紐等。在供電要求中強(qiáng)調(diào)保持持續(xù)不間斷供電的負(fù)荷，假如中斷將發(fā)生中毒、爆炸等嚴(yán)重事故時(shí)。二級(jí)負(fù)荷：次一級(jí)別負(fù)荷，定義依據(jù)為該負(fù)荷的中斷將造成較大的經(jīng)濟(jì)、政治損失，比如產(chǎn)品報(bào)廢、影響較重要單位的連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，或者引起人員較多的場(chǎng)所秩序混亂的情況。三級(jí)負(fù)荷：其余不包含在一級(jí)負(fù)荷以及二級(jí)負(fù)荷情況之內(nèi)的負(fù)荷種類(lèi)。
電力負(fù)荷的分級(jí)有利于供配電管理單位針對(duì)不同級(jí)別負(fù)荷確定不同的供配電方案以及電氣設(shè)備保護(hù)方案，確保重點(diǎn)場(chǎng)所、重點(diǎn)設(shè)備以及重點(diǎn)科研、外交、經(jīng)濟(jì)等單位的順利運(yùn)行。
2 10KV供配電系統(tǒng)電力負(fù)荷計(jì)算方法
10KV供配電系統(tǒng)電力負(fù)荷的計(jì)算單元為系統(tǒng)內(nèi)電氣設(shè)備的電力負(fù)荷計(jì)算，然后依次上升為電氣設(shè)備組負(fù)荷計(jì)算、整體系統(tǒng)負(fù)荷計(jì)算，對(duì)于三相電氣設(shè)備組的電力負(fù)荷計(jì)算通常有需要系數(shù)法、二項(xiàng)式法，系統(tǒng)整體負(fù)荷計(jì)算的方法有逐級(jí)計(jì)算法、需要系數(shù)法、單位產(chǎn)品耗電量法、負(fù)荷密度法、單位用電指標(biāo)法等方法。
2.1 三相電氣設(shè)備組電力負(fù)荷計(jì)算方法
三相電氣設(shè)備組電力負(fù)荷計(jì)算方法主要是用來(lái)確定一組特定的三相設(shè)備工作負(fù)荷的方法，通常計(jì)算對(duì)象為半小時(shí)最大負(fù)荷，也就是在全年出現(xiàn)的工作負(fù)荷最大的班內(nèi)平均功率最高的半個(gè)小時(shí)，主要計(jì)算方法包括需要系數(shù)法和二項(xiàng)式法兩種，具體如下。
2.1.1 需要系數(shù)法
該方法主要利用設(shè)備容量和與之對(duì)應(yīng)的一個(gè)確定的需要系數(shù)之間的乘積計(jì)算有功功率的方法。該方法簡(jiǎn)便易行，目前應(yīng)用最為廣泛，適用對(duì)象為電氣組中設(shè)備臺(tái)數(shù)較多同時(shí)設(shè)備之間容量差距較小的情況。
有功負(fù)荷計(jì)算如下：
（1）
上式中：為有功計(jì)算負(fù)荷，kW；為該設(shè)備組需要系數(shù)，通常查表取得；為該設(shè)備組中所有用電設(shè)備的總?cè)萘看笮?，kW。
無(wú)功負(fù)荷計(jì)算如下：
（2）
上式中，為無(wú)功計(jì)算負(fù)荷，kvar；為電氣組用電設(shè)備的平均功率因數(shù)角。
視在負(fù)荷計(jì)算如下：
（3）
上式中，為視在計(jì)算負(fù)荷。
計(jì)算電流如下：
（4）
上式中，為設(shè)備額定電壓值。
以上各式為確定一組三相電氣設(shè)備電力負(fù)荷的需要系數(shù)法，當(dāng)系統(tǒng)內(nèi)存在多組三相用電設(shè)備時(shí)，應(yīng)將各組的三相電氣設(shè)備的電力負(fù)荷相加并進(jìn)行有功負(fù)荷系數(shù)處理，具體如下：
有功負(fù)荷計(jì)算如下：
（5）
無(wú)功負(fù)荷計(jì)算如下：
（6）
視在負(fù)荷計(jì)算如下：
（7）
電流計(jì)算如下：
（8）
以上各式中，和分別為所有用電設(shè)備的有功負(fù)荷同時(shí)系數(shù)以及無(wú)功負(fù)荷同時(shí)系數(shù)，視各用電設(shè)備運(yùn)行的具體情況而定，一般分別取為0.85-0.95以及0.9-0.97之間，其余各符號(hào)參照單個(gè)用電設(shè)備組的負(fù)荷計(jì)算方法確定。
2.1.2 二項(xiàng)式法
需要系數(shù)法考慮的情況是系統(tǒng)內(nèi)所有用電設(shè)備的臺(tái)數(shù)較多且容量相差不大的情況，針對(duì)系統(tǒng)中存在容量差距較大設(shè)備的情況，處理能力較差，因此二項(xiàng)式法的應(yīng)用由此而來(lái)。二項(xiàng)式法考慮了整個(gè)系統(tǒng)的用電設(shè)備中與平均容量差距最大的幾臺(tái)設(shè)備對(duì)整個(gè)設(shè)備組負(fù)荷計(jì)算的影響，適用于臺(tái)數(shù)較少的電氣設(shè)備組計(jì)算負(fù)荷，計(jì)算干線、直線以及配電箱等的負(fù)荷計(jì)算。
二項(xiàng)式法用于計(jì)算設(shè)備組負(fù)荷計(jì)算同樣也分為針對(duì)一組用電設(shè)備以及多組設(shè)備的情況。具體計(jì)算方法如下。有功負(fù)荷的計(jì)算：
（9）
無(wú)功負(fù)荷的計(jì)算：
（10）
視在負(fù)荷的計(jì)算：
（11）
電流的計(jì)算：
（12）
針對(duì)多組用電設(shè)備的負(fù)荷計(jì)算，具體方法如下：
有功負(fù)荷的計(jì)算：
（13）
無(wú)功負(fù)荷的計(jì)算：
（14）
視在負(fù)荷的計(jì)算：
（15）
電流的計(jì)算：
（16）
以上各式中，Pe為系統(tǒng)中用電設(shè)備的容量，為該系統(tǒng)中容量最大的x臺(tái)設(shè)備的容量，其中x值和各系數(shù)可查表得出；為各組中的最大值，相對(duì)應(yīng)的，為該最大值對(duì)應(yīng)的平均功率因數(shù)角的正切值。在以上計(jì)算中，需重點(diǎn)注意，對(duì)于系統(tǒng)中存在的非標(biāo)準(zhǔn)負(fù)荷持續(xù)率的設(shè)備，應(yīng)將其換算到規(guī)定的負(fù)荷持續(xù)率下方可進(jìn)行計(jì)算，具體方法本文不做贅述，可參考《實(shí)用供電手冊(cè)》。
2.2 10KV供配電整體系統(tǒng)用電負(fù)荷計(jì)算
以上所介紹方法均為10KV供配電系統(tǒng)內(nèi)用電設(shè)備的負(fù)荷計(jì)算方法，對(duì)于不同設(shè)備容量以及設(shè)備臺(tái)數(shù)的情況給出了不同的解決方法，根據(jù)實(shí)際計(jì)算的結(jié)果來(lái)看，兩種方法均能很好的適應(yīng)各自所解決的問(wèn)題領(lǐng)域。針對(duì)整體供配電系統(tǒng)，本文將給出以下計(jì)算方法。
2.2.1 逐級(jí)計(jì)算方法
逐級(jí)計(jì)算方法的基本原理是從單組用電設(shè)備組的負(fù)荷開(kāi)始計(jì)算，并依次計(jì)算多個(gè)用電設(shè)備組總的用電負(fù)荷，當(dāng)計(jì)算中涉及變壓器或者較長(zhǎng)線路時(shí)，應(yīng)當(dāng)對(duì)其中電能的消耗進(jìn)行考慮，線路較短時(shí)，可以忽略電能損耗，略去不計(jì)，多個(gè)并列線路的計(jì)算中，同時(shí)系數(shù)均應(yīng)小于1方可。涉及到系統(tǒng)內(nèi)部增設(shè)的無(wú)功補(bǔ)償裝置時(shí)，應(yīng)當(dāng)在其之前計(jì)算所得的計(jì)算負(fù)荷中減去補(bǔ)償容量。
2.2.2 需要系數(shù)法
整體系統(tǒng)的用電負(fù)荷計(jì)算中，利用需要系數(shù)法對(duì)有功計(jì)算負(fù)荷進(jìn)行計(jì)算時(shí)，計(jì)算公式如下：
（17）
上式中，Pe為系統(tǒng)中設(shè)備的總?cè)萘浚撊萘恐胁话瑐溆玫脑O(shè)備容量，Kd為系統(tǒng)的需要系數(shù)，針對(duì)不同的系統(tǒng)設(shè)計(jì)，該值一般不同，可查相關(guān)手冊(cè)得到。采用需要系數(shù)法計(jì)算系統(tǒng)總的用電負(fù)荷，除有用負(fù)荷計(jì)算公式參照（2.3.1）外，其他負(fù)荷計(jì)算方法均與本文2.2小節(jié)中的相關(guān)計(jì)算公式一致。
2.2.3 單位產(chǎn)品/用戶耗電量法
10KV供配電系統(tǒng)中，設(shè)計(jì)對(duì)象可能包括企業(yè)也可能包括不同的用戶，再利用單位產(chǎn)品/用戶耗電量法進(jìn)行負(fù)荷計(jì)算時(shí)，應(yīng)當(dāng)以單位產(chǎn)品或者單位用戶的耗電量進(jìn)行計(jì)算，系統(tǒng)用電負(fù)荷計(jì)算方法為用戶/產(chǎn)品耗電量與企業(yè)產(chǎn)品產(chǎn)量或用戶數(shù)量的乘積作為總的系統(tǒng)耗電量，有功負(fù)荷的計(jì)算則是以總的耗電量與單位產(chǎn)品或者用戶的最大負(fù)荷工作小時(shí)數(shù)之間的比值作為有功負(fù)荷。其他計(jì)算負(fù)荷的計(jì)算公式與方法參照本文2.2中的相關(guān)部分。
2.2.4 負(fù)荷密度法
該方法亦可稱(chēng)作單位面積耗電量法，以設(shè)計(jì)中單位面積的設(shè)備用電功率作為負(fù)荷密度，與相應(yīng)的計(jì)算區(qū)域面積的乘積作為總的有功負(fù)荷，該種方法一般用于估算用電負(fù)荷較為平均的小區(qū)居民用電或照明用電，對(duì)于負(fù)荷區(qū)域變化較大的設(shè)計(jì)區(qū)域一般使用較少。具體計(jì)算公式如下：
（18）
上式中為負(fù)荷密度，A為區(qū)域面積。除上式用來(lái)計(jì)算有功負(fù)荷以外，其余包括無(wú)功負(fù)荷、電流計(jì)算、視在負(fù)荷計(jì)算等的方法與公式均參照2.2節(jié)方法進(jìn)行。
2.2.5 單位用電指標(biāo)法
該方法與負(fù)荷密度法的主要區(qū)別在于給定目標(biāo)區(qū)域企業(yè)或小區(qū)內(nèi)，單位產(chǎn)品或用戶的用電指標(biāo)，以最大用電指標(biāo)來(lái)進(jìn)行相關(guān)的負(fù)荷計(jì)算，從而達(dá)到有效的保護(hù)供配電系統(tǒng)的目的。主要方法為以單位用電指標(biāo)乘以單位總數(shù)，作為總的有功計(jì)算負(fù)荷，具體計(jì)算公式如下：
（19）
上式中，為單位用電指標(biāo)，N為系統(tǒng)內(nèi)單位數(shù)。除此有功計(jì)算負(fù)荷以外，其余負(fù)荷的計(jì)算都參照2.2小節(jié)中方法進(jìn)行。
3 結(jié)語(yǔ)
供配電系統(tǒng)的安全運(yùn)行關(guān)系著人民生活以及國(guó)家重要職能部門(mén)和生產(chǎn)部門(mén)的運(yùn)行，對(duì)于國(guó)家政治建設(shè)和經(jīng)濟(jì)建設(shè)有著重要的作用，科學(xué)合理的對(duì)供配電系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)十分必要。本文主要介紹了10KV供配電系統(tǒng)中負(fù)荷計(jì)算的重要性以及相應(yīng)的計(jì)算方法，針對(duì)不同的設(shè)計(jì)對(duì)象，本文給出了幾種適用性較為廣泛并經(jīng)過(guò)實(shí)際計(jì)算設(shè)計(jì)驗(yàn)證的方法，有助于進(jìn)行合理科學(xué)的設(shè)計(jì)，保證供配電系統(tǒng)的安全運(yùn)行。
參考文獻(xiàn)：
自改革開(kāi)放以后，我國(guó)電力事業(yè)的發(fā)展腳步明顯加快，現(xiàn)在絕大部分地區(qū)人們的生活和工作都已經(jīng)離不開(kāi)電力能源的支持，人們對(duì)電力能源的需求量不斷增加，對(duì)安全用電的要求也越來(lái)越高。電力能源的應(yīng)用不但可以提高工業(yè)生產(chǎn)的效率，同時(shí)還可以提高人們的生活質(zhì)量。建筑工程作為人們?nèi)粘Ｉ畈豢扇鄙俚幕A(chǔ)設(shè)施，其電氣供配電的安裝質(zhì)量直接影響著建筑物使用的安全度、舒適度以及方便程度。而且，隨著人們生活質(zhì)量的提高，人們對(duì)建筑電氣供配電的要求更為嚴(yán)格。但是，目前在建筑電氣供配電的安裝管理中還存在很多問(wèn)題，比如技術(shù)人員能力不足、設(shè)備質(zhì)量和材料質(zhì)量不合格、線路敷設(shè)不合格、電氣防雷接地不足等，這些問(wèn)題都是當(dāng)前建筑電氣供配電安裝管理中需注意的重點(diǎn)工作，施工單位必須高度重視。本文首先對(duì)建筑電氣供配電系統(tǒng)進(jìn)行了簡(jiǎn)要的闡述，然后分析了建筑電氣供配電安裝管理中需注意的重點(diǎn)問(wèn)題，最后針對(duì)如何改進(jìn)建筑電氣供配電的安裝管理工作進(jìn)行了分析。
一、建筑電氣供配電系統(tǒng)
對(duì)于建筑電氣來(lái)說(shuō)，供配電系統(tǒng)是其最為基本的系統(tǒng)之一。供配電系統(tǒng)的主要作用在于接收電能，變換電能以及對(duì)電能進(jìn)行分配，并將電能輸送給各種用電設(shè)備。供配電系統(tǒng)的安裝主要涉及到五個(gè)方面的內(nèi)容：
（1）電力負(fù)荷分級(jí)。電力負(fù)荷是指電網(wǎng)上用電設(shè)備所消耗的功率。關(guān)于電力負(fù)荷分級(jí)，其主要依據(jù)是用電負(fù)荷的性質(zhì)以及建筑類(lèi)別。一般來(lái)說(shuō)，電力負(fù)荷可分為三級(jí)，即一級(jí)負(fù)荷、二級(jí)負(fù)荷以及三級(jí)負(fù)荷。在選擇電力負(fù)荷分級(jí)時(shí)，必須要根據(jù)具體的情況而定，切忌隨意而為，不以具體情況為基準(zhǔn)。
（2）供電電源。供電電源的大小是根據(jù)建筑物用電設(shè)備的額定電壓以及用電負(fù)荷量而定的。目前，建筑電氣供配電安裝中主要會(huì)涉及到單相220V電源、三相220/380V電源以及10KV高壓供電電源。具體選擇何種電源，也需要對(duì)實(shí)地情況進(jìn)行具體分析而定。
（3）供電可靠性。供電可靠性通常是指電力系統(tǒng)能夠持續(xù)供電的能力，它是考核供配電系統(tǒng)工作質(zhì)量的主要指標(biāo)之一。衡量供配電系統(tǒng)的供電可靠性是否符合要求，主要需注意以下一些指標(biāo)，比如用戶平均停電時(shí)間、系統(tǒng)停電等效小時(shí)數(shù)、供電可靠率等。
（4）供配電設(shè)備。供配電設(shè)備是供配電系統(tǒng)中不可或缺的基礎(chǔ)部件，通常包括變壓器、高壓配電裝置、低壓配電裝置等。根據(jù)建筑物的類(lèi)別以及用電需求的不同，合理選擇供配電設(shè)備的型號(hào)以及種類(lèi)。
（5）供配電系統(tǒng)的接線方式。確定接線方式的主要依據(jù)是用電負(fù)荷量以及用電負(fù)荷的分布情況。目前常用的供配電系統(tǒng)接線方式有放射式、環(huán)式、樹(shù)干式以及其他方式組成的混合式。其中，放射式以及環(huán)式的可靠性較高，但環(huán)式接線方式的操作比放射式更為復(fù)雜。樹(shù)干式的優(yōu)勢(shì)在于投資較少，但可靠性不高。
二、建筑電氣供配電安裝管理中需注意的重點(diǎn)問(wèn)題
目前我國(guó)建筑電氣供配電安裝管理中，存在的重點(diǎn)問(wèn)題有3個(gè)方面，下文就針對(duì)這三個(gè)方面進(jìn)行一一闡述。
（一）材料設(shè)備的質(zhì)量有待提高
對(duì)于任何工程建設(shè)來(lái)說(shuō)，都必須要有相應(yīng)的、合格的施工材料和設(shè)備才能保證工程施工的順利進(jìn)行。建筑電氣供配電安裝亦是如此，目前供配電系統(tǒng)中在材料和設(shè)備方面存在的主要問(wèn)題有以下幾個(gè)方面：
（1）所選用的電纜防腐蝕能力弱，耐壓和耐溫低，絕緣電阻不高。電纜內(nèi)部的接頭多，線芯與絕緣層的嚴(yán)密性不高；
（2）材料的熔點(diǎn)低、絕緣差、阻率過(guò)大、截面積小于了標(biāo)準(zhǔn)值、機(jī)械性能差、溫度系數(shù)過(guò)大等；
（3）動(dòng)力設(shè)備、照明設(shè)備、插座箱等尺寸不合格、外觀差、鋼板厚度不夠，耐腐蝕能力弱等；
（4）所選用的電線管壁太薄，強(qiáng)度達(dá)不到要求，耐折性弱，鍍鋅層的質(zhì)量不合格等。這些問(wèn)題都是建筑電氣供配電安裝管理的重點(diǎn)，必須要在施工過(guò)程中引起高度重視。
（二）室內(nèi)線路負(fù)荷存在不合理
建筑電氣供配電的室內(nèi)線路一般都是敷設(shè)在墻壁之上。目前，室內(nèi)線路敷設(shè)存在的不合理主要可從以下幾點(diǎn)進(jìn)行闡述：
（1）在建筑墻體混凝土上安裝的暗配線管主要存在保護(hù)層不足、折模時(shí)外露、管道不通暢等問(wèn)題。另外，在同一地方出現(xiàn)兩根或是三根以上的導(dǎo)管交叉安裝也屬于不合理安裝；
（2）因?yàn)榫€槽或是所選用的導(dǎo)線穿過(guò)樓板導(dǎo)致供配電系統(tǒng)的上下防火區(qū)存在著空隙；
（3）供配電系統(tǒng)中所選擇的原材料質(zhì)量、規(guī)格達(dá)不到施工要求，比如鋼管太薄、鋼管內(nèi)表面的毛刺過(guò)多、管徑太小或是太大等；
（4）所使用的穿線管，其彎曲半徑過(guò)小，并存在著彎皺、死管、彎癟等現(xiàn)象。管道轉(zhuǎn)彎時(shí)，未設(shè)置相應(yīng)的過(guò)渡盒或是過(guò)渡盒的設(shè)置不合理；
（5）替代材料不合要求，比如利用薄壁管代替厚壁管、PVC管代替金屬管、黑鐵管代替鍍鋅管等；
（6）未對(duì)供配電系統(tǒng)中使用的鋼管進(jìn)行接地設(shè)置，亦或是接地設(shè)置不牢固。在管道通過(guò)建筑物的伸縮縫以及沉降縫時(shí)，不按要求設(shè)置過(guò)路箱，使得管道的安全得不到保證；
（7）在焊接金屬管時(shí)，不對(duì)焊接口的毛刺進(jìn)行處理，存在著“點(diǎn)焊”以及將管道焊穿等現(xiàn)象。什么地方該使用絲扣連接、什么地方該使用焊接，安裝人員不明確。這些問(wèn)題都是建筑電氣供配電安裝管理的重點(diǎn)，必須要在施工過(guò)程中引起高度重視。
（三）防雷接地工作未落實(shí)到位
對(duì)于建筑電氣供配電安裝來(lái)說(shuō)，防雷接地是保證供配電系統(tǒng)安全的關(guān)鍵。因此必須要重視防雷接地的安裝工作。目前，在這方面存在的主要問(wèn)題有：
（1）引下線的截面過(guò)小，不符合引雷要求；未將防雷設(shè)置與高處屋面的金屬體以及構(gòu)筑物進(jìn)行有效的連接；
（2）采用非鍍鋅圓鋼作為避雷帶，致使觀感質(zhì)量過(guò)差，定位不合理；
（3）接地間隔不合理，接地埋深不足，焊接面不夠，防腐處理不當(dāng)，接地電阻過(guò)大等。這些問(wèn)題都是建筑電氣供配電安裝管理的重點(diǎn)，必須要在施工過(guò)程中引起高度重視。
三、如何改進(jìn)建筑電氣供配電的安裝管理工作
（一）嚴(yán)把材料設(shè)備的質(zhì)量關(guān)，保證其質(zhì)量符合要求
在建筑電氣供配電安裝和管理中，必須要重視對(duì)材料、設(shè)備的質(zhì)量檢驗(yàn)，確保其質(zhì)量都符合施工要求。在施工材料、電氣設(shè)備送達(dá)施工現(xiàn)場(chǎng)以后，材料管理人員、工程師、質(zhì)檢人員、材料采購(gòu)員等必須要相互協(xié)作，共同檢查材料和設(shè)備是否符合建筑電氣供配電安裝的要求，對(duì)材料、設(shè)備的型號(hào)以及規(guī)格、性能等進(jìn)行核實(shí)，看其是否與設(shè)計(jì)一致。清點(diǎn)產(chǎn)品合格證書(shū)、質(zhì)量檢驗(yàn)報(bào)告、使用說(shuō)明書(shū)、零部件等是否齊全，同時(shí)還要進(jìn)行外觀檢查，做好開(kāi)箱記錄。在施工過(guò)程中，如果對(duì)材料的質(zhì)量產(chǎn)生質(zhì)疑，應(yīng)該立即進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)封樣，并將其送至相關(guān)部門(mén)進(jìn)行檢驗(yàn)，確定合格以后才能投入使用。
（二）室內(nèi)線路敷設(shè)必須要安排專(zhuān)業(yè)人員負(fù)責(zé)
委派專(zhuān)業(yè)人員負(fù)責(zé)室內(nèi)線路敷設(shè)工作，保證室內(nèi)線路的敷設(shè)質(zhì)量。
（1）要嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)規(guī)范下料配管，凡是不合格的管材不得投入使用；
（2）如果配管的長(zhǎng)度不合要求，可以在適當(dāng)?shù)奈恢迷O(shè)置過(guò)線盒，切忌接線；
（3）若薄壁管的內(nèi)徑≤25mm時(shí)，可以使用規(guī)格不同的手動(dòng)彎管器；內(nèi)徑≥32mm時(shí)，可使用液壓彎管器；鍍鋅管也可按此要求選擇。對(duì)于PVC管，應(yīng)該根據(jù)其具體情況，選擇規(guī)格合適的彈簧彎管。在加工內(nèi)徑≥32mm的PVC彎管時(shí)，可使用專(zhuān)門(mén)的烘箱，保證管皮不會(huì)出現(xiàn)變質(zhì)、裂紋、皺皮等現(xiàn)象。
（4）在對(duì)配管進(jìn)行加工時(shí)，若明配管只有一個(gè)直角（即90°）彎時(shí)，其彎曲半徑應(yīng)比管道外徑大4倍左右；若是存在兩個(gè)或是三個(gè)直角彎時(shí)，其彎曲半徑應(yīng)該比管道外徑大6倍左右。對(duì)于暗配管，一般情況下都是彎曲半徑要比管道外徑大6倍左右。
（5）薄壁管以及鍍鋅管不得使用割管器切割，需要使用鋼鋸進(jìn)行切割。直徑≥40mm的厚壁管應(yīng)該使用焊接方式；直徑≤32mm的管道應(yīng)該使用絲扣連接。
（6）暗配在混凝土上的配線管，其保護(hù)層不得低于15mm，消防管線的保護(hù)層則不得低于30mm。
（三）防雷接地必須要做到位
目前，對(duì)防雷接地的改進(jìn)主要有以下幾個(gè)方面：
（1）在接地設(shè)置中，若是利用建筑供配電基礎(chǔ)鋼筋做接地，則主要使用外部以及內(nèi)部?jī)筛鶎?duì)角主筋。在對(duì)其進(jìn)行焊接時(shí)，不得使用點(diǎn)焊，必須嚴(yán)格按照要求對(duì)各焊接點(diǎn)進(jìn)行雙面焊，且焊接長(zhǎng)度為鋼筋直徑的6倍。
（2）引線的截面必須大于避雷帶的截面，搭接處的焊縫必須要平整且飽滿，切忌出現(xiàn)夾渣、氣孔等不足。如果鍍鋅層被破壞，必須要進(jìn)行二次防腐處理。高出屋面的透氣管、金屬水箱、煙囪、鐵爬梯等都必須要與防雷裝置有效的連接起來(lái)。
（3）避雷腳的位置必須要合理，要進(jìn)行轉(zhuǎn)角對(duì)稱(chēng)布置，接地體的埋深必須大于60cm，各個(gè)接地體的間距不得低于5m。
四、結(jié)束語(yǔ)
總而言之，對(duì)于建筑電氣供配電的安裝管理而言，必須要對(duì)其中的重點(diǎn)問(wèn)題進(jìn)行明確，然后再根據(jù)具體的要求采取有效的措施，對(duì)這些問(wèn)題進(jìn)行處理和改進(jìn)，明確安裝管理中的重點(diǎn)，保證建筑電氣供配電的安裝管理質(zhì)量。
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中圖分類(lèi)號(hào)：F407.6 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：
一、導(dǎo)言
我國(guó)高層樓宇建筑電氣系統(tǒng)節(jié)能方面現(xiàn)存的一些不合理現(xiàn)狀，我們應(yīng)結(jié)合建筑電氣系統(tǒng)節(jié)能基本原則和多年的知識(shí)積累和設(shè)計(jì)工作經(jīng)驗(yàn)，從變壓器技術(shù)經(jīng)濟(jì)性選擇、降低供配電線路損耗、綠色節(jié)能照明、電機(jī)拖拽系統(tǒng)變頻調(diào)速等方面，采取措施做好高層樓宇建筑電氣系統(tǒng)節(jié)能降耗，有效提高電氣系統(tǒng)中電能綜合使用效率，降低建筑電氣綜合能耗，保證高層樓宇建筑中各電氣設(shè)備發(fā)揮出其優(yōu)良的電氣性能。
二、高層樓宇建筑電氣系統(tǒng)中存在的問(wèn)題分析
（一）變壓器存在的節(jié)能問(wèn)題
在通常的情況下，高層樓宇建筑的變壓器以35KV的電壓把電源從城市的變配多當(dāng)中引入，之后，通過(guò)隔層的相應(yīng)設(shè)備以10KV的配電變壓器向各機(jī)電設(shè)備進(jìn)行饋電。而隨著之后配電器的運(yùn)行的時(shí)間的不斷延長(zhǎng)，所以變壓器的損耗所占用的電量逐步增加，其損耗所占高層樓宇的供電系統(tǒng)損耗的電量的10%以上的時(shí)候，應(yīng)該根據(jù)實(shí)際具體情況是否考慮是否將其淘汰的問(wèn)題，因?yàn)槟壳艾F(xiàn)代的高層樓宇的智能化水平已經(jīng)達(dá)到了比較高的層次，大多數(shù)配電變壓器通過(guò)一段時(shí)間運(yùn)行之后就已經(jīng)不再適應(yīng)和滿足高層樓宇建設(shè)和發(fā)展的需求。但是，在我國(guó)的1990年代以前所修建的高層樓宇當(dāng)中，有許多目前正在使用的配電電壓器已經(jīng)超過(guò)了20年的老系列配電變壓器，這些配電變壓器具有高損耗的特點(diǎn)，和目前現(xiàn)代社會(huì)所推廣的新型的節(jié)能配電變壓器相比較來(lái)說(shuō)要多耗出70%以上的電，并且其負(fù)載損耗也要高出大約五成以上。加上這些老的設(shè)備長(zhǎng)期以來(lái)都是不合理地進(jìn)行運(yùn)行的，嚴(yán)重缺乏有效的管理和良好的維護(hù)，所以其老化的現(xiàn)象特別嚴(yán)重，這就大大增加了變壓器進(jìn)行運(yùn)行過(guò)程中的綜合能耗總量。同時(shí)，在進(jìn)行供電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)的時(shí)候，以及在確定配電變壓器的容量的時(shí)候，在一般情況下都認(rèn)為配電便器是具有負(fù)荷能力的，容量應(yīng)該按照高層樓宇建筑所需要的容量來(lái)進(jìn)行計(jì)算符合負(fù)載或者接近滿負(fù)載來(lái)進(jìn)行選擇。但是，這種一種比較錯(cuò)誤的已經(jīng)無(wú)法適應(yīng)時(shí)展的選型設(shè)計(jì)的力量，其錯(cuò)誤之處在于誤認(rèn)為變壓器在較長(zhǎng)的事件之內(nèi)處于“滿負(fù)荷”運(yùn)行工況能夠大大提高運(yùn)行經(jīng)濟(jì)型、節(jié)省建筑電氣設(shè)計(jì)綜合投資成本，但是，實(shí)際上受到的效果恰恰相反，殊不知變壓器是一種能量轉(zhuǎn)換效率超過(guò) 95%以上的電氣設(shè)備，但是其高效率智能在變壓器處于 50%～60%負(fù)載的狀況下才能夠獲得，變壓器能量轉(zhuǎn)換效率和變壓器負(fù)載率之間并不是完全呈現(xiàn)成正比例關(guān)系的，所以我們應(yīng)該從經(jīng)濟(jì)性、技術(shù)性、運(yùn)行高效性等諸多層面，從最大限度發(fā)揮變壓器最高效率等視角來(lái)考慮問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題，合理地進(jìn)行變壓器選型設(shè)計(jì)。與此同時(shí)，在進(jìn)行變壓器選型的過(guò)程中，還應(yīng)當(dāng)充分考慮變壓器運(yùn)行環(huán)境溫度、運(yùn)行方式等其他相關(guān)因素，防止出現(xiàn)變壓器選型容量過(guò)大以及多小等降低變壓器運(yùn)行可靠性，增大供配電系統(tǒng)的電能損耗。
（二）供配電線路的節(jié)能問(wèn)題
在高層樓宇建筑中，使用各型號(hào)的供配電導(dǎo)線電纜不計(jì)其數(shù)。但是因?yàn)楣┡潆娋€線路較多，其在運(yùn)行的過(guò)程中其所消耗的功功率是非常大的，減少供配電線路損耗是建筑電氣系統(tǒng)節(jié)能的主要部分。但是，在一些早期建設(shè)的高層樓宇建筑中通常情況下都普遍存在導(dǎo)線截面選型不合理，布線迂回混亂，絕緣老化嚴(yán)重等許多問(wèn)題，導(dǎo)致高層樓宇建筑電氣系統(tǒng)電能浪費(fèi)特別嚴(yán)重。并且，隨著高層樓宇建筑各機(jī)電設(shè)備系統(tǒng)對(duì)電能需求量的不斷增加，就會(huì)致使原設(shè)計(jì)的供配電線路經(jīng)濟(jì)截面和電氣系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)實(shí)際需求經(jīng)濟(jì)截面間存在嚴(yán)重不匹配情況，造成供配電線路長(zhǎng)期運(yùn)行在低效工況狀態(tài)，線路損耗大大得到了增加，影響了建筑物內(nèi)部各個(gè)機(jī)電設(shè)備系統(tǒng)正常運(yùn)行，并且還較大程度上降低了高層樓宇建筑的綜合服務(wù)能力和水平，同時(shí)，線路上巨大的電能損耗還能夠給住宅用戶增添額外用電負(fù)擔(dān)。
（三）照明系統(tǒng)的節(jié)能問(wèn)題
在很多高層樓宇建筑照明系統(tǒng)中，因?yàn)閭鹘y(tǒng)設(shè)計(jì)理念以及設(shè)計(jì)方案還沒(méi)有較好地和現(xiàn)代高層樓宇建筑發(fā)展有效地進(jìn)行接軌，很多樓宇建筑電氣系統(tǒng)中存在照明系統(tǒng)光源燈具類(lèi)型選擇不合理、匹配性能差、照度設(shè)計(jì)難以達(dá)標(biāo)和智能節(jié)能控制管理水平低、綜合服務(wù)差、能耗較大等等許多問(wèn)題，導(dǎo)致了高層樓宇建筑照明系統(tǒng)無(wú)法發(fā)揮其應(yīng)有的良好燈光效果，這不僅導(dǎo)致了很大的電能資源浪費(fèi)，還嚴(yán)重影響了人們正常工作、學(xué)習(xí)、休息質(zhì)量。早期的高層樓宇建筑中有很多還依然用白熾燈，十分不利于建筑物長(zhǎng)遠(yuǎn)節(jié)能經(jīng)濟(jì) 的發(fā)展。9W 緊湊節(jié)能型熒光燈和 60W 白熾燈是具有大致相同光通量。緊湊型熒光燈和白熾燈特性參數(shù)比較能夠知道，兩種燈具光通量大致是相同的，1 只緊湊型節(jié)能燈具開(kāi)始投資售價(jià)大概是 37 元人民幣，白熾燈為 1 元人民幣，從初始投資來(lái)看，白熾燈綜合投資成本要遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于緊湊型節(jié)能燈具。然而，從一年的運(yùn)行費(fèi)用來(lái)看，緊湊型節(jié)能燈具經(jīng)一年運(yùn)行后，不僅其節(jié)能費(fèi)用收回了燈具前期投資成本，同時(shí)還節(jié)省了 9.2 元人民幣。而在高層樓宇建筑中，照明燈具的數(shù)量是非常巨大的，如果在建筑電氣照明系統(tǒng)中合理選擇節(jié)能燈具，所獲得的經(jīng)濟(jì)效益應(yīng)該是非?？捎^的。
（四）電機(jī)拖拽系統(tǒng)的節(jié)能問(wèn)題
電機(jī)拖拽系統(tǒng)是現(xiàn)代高層樓宇建筑智能人性化服務(wù)水平的重要體現(xiàn)之一，同時(shí)還是建筑電氣系統(tǒng)一個(gè)較大的電能消耗單元。我們?cè)谌粘＿\(yùn)行維護(hù)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，電機(jī)拖拽系統(tǒng)普遍存在著運(yùn)行方案的設(shè)計(jì)不合理、需求調(diào)度智能分配自動(dòng)化水平低、綜合維護(hù)措施不到位等許多情況，導(dǎo)致建筑電氣系統(tǒng)中的電機(jī)拖拽系統(tǒng)長(zhǎng)期運(yùn)行在低效工況區(qū)，不僅造成大量的電能浪費(fèi)，同時(shí)還由于電機(jī)拖拽系統(tǒng)長(zhǎng)期處于不平衡運(yùn)行工況，大量發(fā)熱降低電機(jī)系統(tǒng)綜合使用壽命。
（五）日常運(yùn)行維護(hù)管理措施的節(jié)能問(wèn)題
目前，在許多高層樓宇的建筑中還存在非長(zhǎng)明燈沒(méi)有得到實(shí)時(shí)控制長(zhǎng)期處于運(yùn)行狀態(tài)；辦公室人員的節(jié)能意識(shí)不強(qiáng)，沒(méi)有養(yǎng)成隨手關(guān)燈、關(guān)風(fēng)扇、關(guān)空調(diào)、關(guān)電腦等習(xí)慣，經(jīng)常出現(xiàn)電腦、空調(diào)、甚至燈具等 24 小時(shí)運(yùn)行情況；空調(diào)溫度調(diào)節(jié)過(guò)高或過(guò)低，一方面降低了空調(diào)系統(tǒng)的舒適性能，另一方面增加了額外大量電能損耗，增加了建筑電氣系統(tǒng)能耗。因此，在日常工作中，培養(yǎng)辦公室、工作人員等的節(jié)能降耗意識(shí)，并對(duì)整個(gè)電氣系統(tǒng)實(shí)施合理完善的檢修維護(hù)，在一定程度上可上海交通大學(xué)工程碩士學(xué)位論文 高層樓宇建筑電氣節(jié)能技術(shù)研究以推動(dòng)建筑電氣節(jié)能工作的順利開(kāi)展。
三、高層樓宇建筑電氣系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)應(yīng)遵循的原則
（一）適用原則
就是首先要在滿足建筑物內(nèi)部各機(jī)電系統(tǒng)正常運(yùn)行動(dòng)力需求和營(yíng)造良好人工環(huán)境必要能源要求的基礎(chǔ)上，根據(jù)機(jī)電設(shè)備對(duì)于電力負(fù)荷容量、電能綜合質(zhì)量、以及供電可靠性等方面，來(lái)優(yōu)化高層樓宇建筑供配電系統(tǒng)，促進(jìn)整個(gè)建筑電氣系統(tǒng)中電能資源得到充分合理的利用。
（二）實(shí)際原則
在技術(shù)性滿足高層樓宇建筑電氣系統(tǒng)需求時(shí)，要結(jié)合工程實(shí)際情況充分考慮實(shí)際應(yīng)用經(jīng)濟(jì)效益，并合理選用先進(jìn)的節(jié)能設(shè)備及材料，使在節(jié)能過(guò)程中增加的投資成本能夠在較短的時(shí)間內(nèi)通過(guò)節(jié)約電費(fèi)等手段將其收回，提高整個(gè)建筑電氣系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性能。
（三）優(yōu)化節(jié)能性原則
要充分考慮高層樓宇建筑內(nèi)部的電氣負(fù)荷類(lèi)型、容量、以及用電等級(jí)等因素，并采取相應(yīng)技術(shù)措施減少或消除與發(fā)揮高層樓宇構(gòu)建物功能無(wú)關(guān)的電能消耗，比如：通過(guò)控制系統(tǒng)優(yōu)化降低電氣設(shè)備自身電能浪費(fèi)；通過(guò)綜合布線優(yōu)化方式建設(shè)供配電線路上的電能消耗；通過(guò)變頻調(diào)速提高電機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)綜合運(yùn)行效率等，這些是建筑電氣系統(tǒng)節(jié)能主要切入點(diǎn)。建筑照明系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計(jì)應(yīng)遵循綠色節(jié)能照明要求，即高層樓宇建筑物綠色照明并不只關(guān)心照明節(jié)能方面，還應(yīng)從有益于提高人們實(shí)際生產(chǎn)、工作、學(xué)習(xí)效率、以及生活質(zhì)量等方面進(jìn)行充分考慮。因此，建筑電氣系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)研究應(yīng)始終貫徹以人為本、經(jīng)濟(jì)舒適、科學(xué)合理、技術(shù)經(jīng)濟(jì)、節(jié)能降耗、以及綠色環(huán)保等原則。
四、高層樓宇建筑電氣系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)方案
（一）配電變壓器節(jié)能技術(shù)方案的總體思路
配電變壓器節(jié)能經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式的優(yōu)化分析研究，可以從變壓器運(yùn)行有功功率損耗最小、無(wú)功功率損耗最小、以及綜合運(yùn)行功率損耗最小三種組合進(jìn)行討論。如要求從節(jié)約有功電量為主角度入手進(jìn)行變壓器節(jié)能經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式研究時(shí)，則應(yīng)按變壓器有功功率經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式進(jìn)行優(yōu)化比較分析；如要求從提高變壓器運(yùn)行功率因數(shù)為主角度入手進(jìn)行變壓器節(jié)能經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式研究時(shí)，則應(yīng)按變壓器無(wú)功功率經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式進(jìn)行優(yōu)化比較分析；如需要兼顧兩者或以降低供配電系統(tǒng)網(wǎng)損為主角度入手進(jìn)行變壓器節(jié)能經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式研究時(shí)，則應(yīng)按變壓器綜合功率經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式進(jìn)行優(yōu)化比較分析。高層樓宇建筑電氣系統(tǒng)節(jié)能不僅要考慮有功功率節(jié)能方面，同時(shí)還要考慮無(wú)功功率節(jié)能特性，因此，在進(jìn)行變壓器節(jié)能經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式優(yōu)化分析比較時(shí)，選擇兼顧有功功率和無(wú)功功率兩者的供配電系統(tǒng)網(wǎng)損最小的節(jié)能經(jīng)濟(jì)運(yùn)行模式。
變壓器空載運(yùn)行只能夠和功率損耗的計(jì)算公式為：。
（二）確定變壓器間負(fù)載經(jīng)濟(jì)分配
由于高層樓宇建筑通常是由幾臺(tái)變壓器同時(shí)分列運(yùn)行供電，即在建筑電氣系統(tǒng)中變壓器有功功率和無(wú)功功率總損耗為所有變壓器損耗的總和。從大量文獻(xiàn)資料和實(shí)際設(shè)計(jì)工作經(jīng)驗(yàn)可知，在建筑物內(nèi)部用電負(fù)荷總量不變，且變壓器運(yùn)行方式也處于不變條件下，變壓器間負(fù)載量的分配不同其變壓器系統(tǒng)總有功損耗和無(wú)功損耗也會(huì)有很大差別。因此，在多臺(tái)變壓器單獨(dú)運(yùn)行或并列運(yùn)行模式下，需要對(duì)變壓器間的總負(fù)載進(jìn)行經(jīng)濟(jì)分配，從而使各變壓器均運(yùn)行在最優(yōu)工況條件下，使變壓器總有功功率損耗和無(wú)功功率損耗降到系統(tǒng)最低值，達(dá)到節(jié)能降耗的目。
（三）保持配電變壓器三相負(fù)荷實(shí)時(shí)平衡
當(dāng)配電變壓器三相負(fù)荷處于不平衡狀態(tài)時(shí)，就會(huì)造成變壓器三相壓差過(guò)大，從而產(chǎn)生負(fù)序電壓，導(dǎo)致供配電系統(tǒng)電壓發(fā)生波動(dòng)，影響電壓質(zhì)量和供配電系統(tǒng)安全可靠運(yùn)行。由于變壓器某相繞組中負(fù)荷電流過(guò)大，就會(huì)導(dǎo)致該繞組的銅損增大，增大變壓器損耗；負(fù)荷三相不平衡還會(huì)造成變壓器內(nèi)部磁路發(fā)生不平衡，從而形成大量的漏磁通，且在流經(jīng)銅皮、變壓器鐵心夾件等部件，就會(huì)發(fā)生發(fā)熱現(xiàn)象，增大變壓器內(nèi)部雜散損耗。因此，在高層樓宇建筑電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)、施工、以及后期運(yùn)行維護(hù)過(guò)程中，應(yīng)該對(duì)電力負(fù)荷進(jìn)行充分統(tǒng)計(jì)分析，設(shè)計(jì)出高效經(jīng)濟(jì)合理的供配電系統(tǒng)布線方案，并采取先進(jìn)的技術(shù)手段措施，保持變壓器運(yùn)行時(shí)其三相負(fù)荷長(zhǎng)期處于近似平衡工況；變壓器選擇應(yīng)盡量選在負(fù)荷中心位置。并在后期運(yùn)行維護(hù)過(guò)程中通過(guò)監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)供配電系統(tǒng)電壓水平，并對(duì)不合理運(yùn)行工況進(jìn)行及時(shí)調(diào)整；對(duì)于高層樓宇建筑中的大容量單相電氣設(shè)備，應(yīng)設(shè)專(zhuān)用單相變壓器，并直接接在供配電系統(tǒng)的高壓網(wǎng)絡(luò)上；同時(shí)采取相應(yīng)無(wú)功補(bǔ)償及消諧裝置，提高供配電系統(tǒng)功率因素，保證高層樓宇建筑電氣供配電系統(tǒng)安全穩(wěn)定、節(jié)能經(jīng)濟(jì)的高下運(yùn)行。
（四）選用新型節(jié)能變壓器
從大量實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，當(dāng)配電變壓器運(yùn)行過(guò)程中其過(guò)電壓水平達(dá)到額定電壓值 5%時(shí)，其內(nèi)部鐵損量將會(huì)增加到 15%；而當(dāng)配電變壓器的過(guò)電壓水平達(dá)到額定電壓值的 10%運(yùn)行，其內(nèi)部鐵損量則會(huì)急劇增高到額定時(shí)的 50%以上，且變壓器內(nèi)部空載電流值也會(huì)大幅度增加，從而增大了供配電系統(tǒng)中的無(wú)功損耗總量。因此，選用新型節(jié)能配電變壓器對(duì)提高建筑電氣系統(tǒng)電能使用效率具有非常大的工程實(shí)際意義。自動(dòng)調(diào)壓器是一種可以自動(dòng)跟蹤供配電系統(tǒng)中輸入電壓值的變化（主要由電力系統(tǒng)中負(fù)載波動(dòng)引起）值而通過(guò)內(nèi)部電壓的自動(dòng)調(diào)節(jié)，保證整個(gè)電壓輸出穩(wěn)定。自動(dòng)調(diào)壓器實(shí)際就是一個(gè)恒定輸出的三相自耦變壓器，它可以在供配電系統(tǒng)電壓處于 20%波動(dòng)范圍內(nèi)，利用內(nèi)部相應(yīng)控制器對(duì)整個(gè)電壓進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)，保證其輸出電壓的恒定，從而有效提高供配電系統(tǒng)的供電電能質(zhì)量水平，保證建筑電氣系統(tǒng)高效穩(wěn)定的運(yùn)行，達(dá)到節(jié)能降耗的目的。
（五）供配電線路節(jié)能技術(shù)方案
在進(jìn)行高層樓宇建筑電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)該根據(jù)建筑物內(nèi)部機(jī)電設(shè)備負(fù)荷容量及分布、供電距離、機(jī)電設(shè)備特性等因素，進(jìn)行科學(xué)合理布線。整個(gè)供配電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)應(yīng)盡量簡(jiǎn)單清晰可靠，且各機(jī)電設(shè)備系統(tǒng)配電級(jí)數(shù)不宜超過(guò)三級(jí)。供配電線路是整個(gè)高層樓宇建筑電能輸送直接載體，其動(dòng)力干線、支線等線路是一個(gè)錯(cuò)綜復(fù)雜的交叉性互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，其總長(zhǎng)度較長(zhǎng)，通常在數(shù)萬(wàn)米甚至幾十萬(wàn)米以上，線路上電能總損耗量相當(dāng)大，所以供電線路節(jié)能技術(shù)方案研究也是建筑電氣系統(tǒng)節(jié)能研究的一個(gè)重點(diǎn)。
（1）合理選用導(dǎo)線類(lèi)型
從技術(shù)經(jīng)濟(jì)性角度出發(fā)，選用電導(dǎo)率較小的新型材質(zhì)導(dǎo)線。在工程實(shí)際應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)銅芯電纜傳輸電能效率最佳，但由于銅的成本較高，因此在進(jìn)行線路布線方案設(shè)計(jì)時(shí)，要充分結(jié)合節(jié)約用銅，經(jīng)濟(jì)實(shí)惠原則。對(duì)于負(fù)荷容量較大的一類(lèi)、二類(lèi)建筑中應(yīng)選用銅導(dǎo)線，而對(duì)于三類(lèi)或負(fù)荷量較小的其它建筑物中宜選用鋁芯導(dǎo)線，以提高其經(jīng)濟(jì)性能。
（2）減少輸電線路長(zhǎng)度
在進(jìn)行變配電所選址規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)盡量將其設(shè)置在靠近負(fù)荷中心位置，且變配電所的低壓配電室應(yīng)盡量靠近建筑物強(qiáng)電豎井部位，以縮短饋電線路的供電距離，減少線路中電能損耗，達(dá)到節(jié)能降耗的目的。
（3）增大線纜截面
在高層樓宇建筑電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，不可避免的會(huì)出現(xiàn)某些機(jī)電設(shè)備距離饋電系統(tǒng)較遠(yuǎn)的情況，這樣在進(jìn)行較遠(yuǎn)線路選型設(shè)計(jì)時(shí)，除了要滿足線路基本載流量、動(dòng)熱穩(wěn)定、電壓降、以及保護(hù)配合需要等基本功能條件下，應(yīng)可根據(jù)工程實(shí)際情況選擇大一級(jí)線纜截面，從而減少線路損耗。從大量工程實(shí)際數(shù)據(jù)來(lái)看，當(dāng)饋電線纜的截面小于 70m時(shí)，如果其饋線線路總長(zhǎng)度超過(guò) 100m，增加饋電線路一級(jí)線纜截面可以達(dá)到很好的節(jié)能經(jīng)濟(jì)效果。
（4）采取就地?zé)o功補(bǔ)償措施
高層樓宇建筑電氣系統(tǒng)中，如果向供電點(diǎn)較遠(yuǎn)且無(wú)功功率需求較大的電氣設(shè)備供電時(shí)，除了采取上述措施外，還應(yīng)采用就地?zé)o功補(bǔ)償措施以減少線路上相應(yīng)無(wú)功傳輸損耗，保證電氣設(shè)備高效穩(wěn)定的運(yùn)行，到達(dá)節(jié)能降耗的目的。
參考文獻(xiàn)：
中圖分類(lèi)號(hào)：F407.6 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：
一.前言
伴隨著我國(guó)的建筑行業(yè)的不斷發(fā)展，建筑的功能日益多樣化，人們對(duì)建筑的舒適性和安全性都有了更為嚴(yán)格的要求，因而，在進(jìn)行建筑施工過(guò)程中，整個(gè)建筑的供電系統(tǒng)和防雷接地工作，也漸漸被提升到新的高度，在筆者多年的電氣設(shè)計(jì)施工，和相關(guān)的供電系統(tǒng)和防雷接地工作經(jīng)驗(yàn)中，筆者發(fā)現(xiàn)，供電系統(tǒng)；在保證供電可靠性的前提下應(yīng)盡量滿足電源的質(zhì)量要求、減少電能損耗；防雷接地；內(nèi)部防雷與外部防雷相結(jié)合，保障人身安全，避免建筑和電氣設(shè)備造成損壞；在設(shè)計(jì)、施工和維護(hù)方面也給人們帶來(lái)許多方便。
二.電氣設(shè)計(jì)中的防雷接地分析和探討
為了把雷電流迅速泄人大地，以防止雷害為目的的接地叫做防雷接地。在做辦公樓的防雷接地設(shè)計(jì)前，首先根據(jù)辦公樓等效面積和辦公樓所在區(qū)域的年平均雷暴日等參數(shù)計(jì)算年預(yù)計(jì)雷擊次數(shù)，再根據(jù)年預(yù)計(jì)雷擊次數(shù)確定辦公樓的防雷類(lèi)別，最后按照《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》的要求進(jìn)行設(shè)計(jì)。辦公樓的防雷接地分外部防雷和內(nèi)部防雷兩類(lèi)。
1.外部防雷措施探討
外部防雷系統(tǒng)由接閃器、引下線、接地帶、接地極等有機(jī)組成。缺一不可。設(shè)計(jì)時(shí)，首先根據(jù)土建所提條件，確定選用何種形式的接閃器、引下線、接地帶和接地極。不同結(jié)構(gòu)形式的建筑物，選用的外部防雷系統(tǒng)各不相同。
在辦公樓設(shè)計(jì)中，經(jīng)計(jì)算年預(yù)計(jì)雷擊次數(shù)為0.159 97 次/a，屬于第三類(lèi)防雷建筑物。采用Φ10 圓鋼避雷網(wǎng)暗敷于屋檐及女兒墻上作為接閃器，凡突出于屋面的物體均與避雷網(wǎng)可靠連接。避雷網(wǎng)網(wǎng)格大小不大于20m×20m 或24m×16m。屋面避雷網(wǎng)與所有柱內(nèi)的主筋牢固焊接，利用柱內(nèi)鋼筋作為引下線，引下線在地下800mm 外引線與接地扁鋼牢固焊接，其中2～3 根引下線在地上500mm 處引設(shè)斷接卡供檢測(cè)用。室內(nèi)接地帶利用基礎(chǔ)及地梁內(nèi)主筋，并與引下線牢固焊接，在底層引出地面供配電箱接地用。利用基礎(chǔ)內(nèi)鋼筋作為接地極。當(dāng)測(cè)試接地電阻不夠時(shí)，由扁鋼接地帶外引增裝角鋼接地極，角鋼接地極埋于地下800mm。辦公樓接地電阻值
2.內(nèi)部防雷分析
內(nèi)部防雷系統(tǒng)的作用是減少建筑物內(nèi)的雷電流和所產(chǎn)生的電磁效應(yīng)以及防止反擊、接觸電壓、跨步電壓等二次雷害。辦公樓的防雷設(shè)計(jì)中，內(nèi)部防雷主要包含浪涌保護(hù)和等電位聯(lián)結(jié)兩種方式。
（一）浪涌保護(hù)
所謂浪涌，指的是超出正常工作電壓的瞬間過(guò)電壓。在辦公樓中，為防止電子設(shè)備遭受雷電浪涌而損壞，故需作浪涌保護(hù)。浪涌保護(hù)通過(guò)安裝浪涌保護(hù)器（SPD）來(lái)實(shí)現(xiàn)。浪涌保護(hù)器的作用是泄放浪涌電流、限制浪涌電壓。在辦公樓設(shè)計(jì)中，采取分級(jí)保護(hù)、逐級(jí)泄流的原則。在電源的總進(jìn)線處安裝放電電流較大的一級(jí)浪涌保護(hù)器，每層配電箱及電梯配電箱內(nèi)設(shè)二級(jí)浪涌保護(hù)器。
（二）等電位聯(lián)結(jié)
等電位聯(lián)結(jié)的目的是減小防雷空間內(nèi)各金屬部件以及各系統(tǒng)之間的電位差。做法是用聯(lián)結(jié)導(dǎo)體將處在需要防雷空間內(nèi)的防雷裝置、建筑物的金屬構(gòu)架、金屬裝置、外來(lái)導(dǎo)體、電氣裝置或電信裝置等聯(lián)結(jié)起來(lái)。等電位聯(lián)結(jié)分總等電位聯(lián)結(jié)（MEB）和局部等電位聯(lián)結(jié)(LEB)?？偟入娢宦?lián)結(jié)作用于全建筑物，它在一定程度上可降低建筑物內(nèi)間接接觸電擊的接觸電壓和不同金屬部件間的電位差，并消除自建筑物外經(jīng)電氣線路和各種金屬管道引入的危險(xiǎn)故障電壓的危害。在一局部場(chǎng)所范圍內(nèi)將各導(dǎo)電部分連通稱(chēng)作局部等電位聯(lián)結(jié)。在辦公樓設(shè)計(jì)中，采用總等電位聯(lián)結(jié)，電源進(jìn)線做重復(fù)接地。變配電室設(shè)一個(gè)總等電位MEB 箱,將建筑物內(nèi)保護(hù)干線、設(shè)備進(jìn)線總管等進(jìn)行聯(lián)結(jié)?？偟入娢宦?lián)結(jié)線采用BV-1×25mm2 線穿SC32 管。總等電位聯(lián)結(jié)均采用等電位卡子，禁止在金屬管道上焊接。各層動(dòng)力配電箱及休息室衛(wèi)生問(wèn)內(nèi)安裝局部等電位LEB 箱進(jìn)行局部等電位聯(lián)結(jié)，根據(jù)需要也可在計(jì)算機(jī)中心、安防、電信、消防等有電子設(shè)備的房間內(nèi)做局部等電位聯(lián)結(jié)。
三.電氣設(shè)計(jì)中供電系統(tǒng)的分析探討
1.科學(xué)設(shè)計(jì)供電方案
辦公樓電氣設(shè)計(jì)時(shí)，首先要確定辦公樓的供電方案。辦公樓供電要在保證供電可靠性的前提下滿足電源的質(zhì)量要求，并減少電能損耗。
在本辦公樓中，無(wú)消防泵和消防電梯，只有應(yīng)急照明和消防疏散指示標(biāo)志，因此，應(yīng)急照明和消防疏散指示為二級(jí)負(fù)荷，其余為三級(jí)負(fù)荷。辦公樓的電源由上一級(jí)降壓站經(jīng)10KV 架空線路及10KV 電纜進(jìn)一層變配電室，變配電室內(nèi)設(shè)10KV 干式變壓器1 臺(tái)，把10KV 電壓降至380/220V 后，為本樓的用電負(fù)荷供電。應(yīng)急照明和消防疏散指示標(biāo)志等二級(jí)負(fù)荷采用EPS 應(yīng)急電源供電。
2.嚴(yán)格加強(qiáng)對(duì)負(fù)荷的計(jì)算
之所以要進(jìn)行負(fù)荷計(jì)算，主要是因?yàn)檗k公樓的用電設(shè)備工作時(shí)的實(shí)際負(fù)荷不等于設(shè)備的額定負(fù)荷（安裝容量);在設(shè)計(jì)時(shí),如果直接采用額定容量進(jìn)行設(shè)計(jì)勢(shì)必會(huì)造成浪費(fèi),因此必須先進(jìn)行負(fù)荷計(jì)算,算出全部設(shè)備的實(shí)際負(fù)荷,以便正確選擇供配電系統(tǒng)中導(dǎo)線、電纜、開(kāi)關(guān)、變壓器等電氣設(shè)備，還可以計(jì)算出全廠的電能需要量、電能損耗以及選擇無(wú)功補(bǔ)償容量等，做好辦公樓在電氣上的節(jié)能措施。負(fù)荷的計(jì)算方法有需要系數(shù)法、負(fù)荷密度法、單位指標(biāo)法等。由于需要系數(shù)法比較簡(jiǎn)便，因而低壓母線上的負(fù)荷計(jì)算多采用需要系數(shù)法。
式中：Kt 為同時(shí)系數(shù)；Kn 為需要系數(shù)；Q30 為用電設(shè)備組無(wú)功計(jì)算功率（kvar）；P30 為用電設(shè)備組有功計(jì)算功率（KW）；S30 加為用電設(shè)備組視在計(jì)算功率（KVA）；Ijs 為計(jì)算電流（A）；Pe 為用電設(shè)備額定功率（KW）；cosΦ為功率因數(shù)。辦公樓設(shè)計(jì)中，在低壓母線上進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償。利用上述公式逐級(jí)計(jì)算后，即可得出無(wú)功補(bǔ)償容量。計(jì)算出的無(wú)功補(bǔ)償容量為120kvar，補(bǔ)償后，10KV 側(cè)的功率因素可達(dá)0.98，滿足供電部門(mén)的要求。補(bǔ)償后的總的視在計(jì)算功率為251KVA，選用400KVA 的10KV 干式變壓器,變壓器負(fù)載率為62.75%。
3.低壓配電網(wǎng)絡(luò)
低壓配電網(wǎng)絡(luò)，是指從終端降壓變電所的低壓側(cè)到用戶內(nèi)部低壓設(shè)備的電力線路，其電壓一般為380/220V。
（一）供電系統(tǒng)的合理配置
為便于維修，多層建筑宜分層設(shè)置配電箱，每套房間宜有獨(dú)立的電源開(kāi)關(guān)。單相用電設(shè)備應(yīng)適當(dāng)配置，力求達(dá)到三相負(fù)荷平衡。辦公樓共有四層，每層總面積較大，在不同位置各有兩個(gè)電間，故在每個(gè)電間內(nèi)分別放置動(dòng)力配電箱1 臺(tái)，為本層的照明箱及動(dòng)力負(fù)荷供電。
（二）用電質(zhì)量要求低壓配電線路應(yīng)當(dāng)滿足用戶用電質(zhì)量的要求
電能質(zhì)量主要包含電壓和頻率兩個(gè)指標(biāo)。電壓質(zhì)量除了與電源有關(guān)以外，還與動(dòng)力、照明線路的合理設(shè)計(jì)關(guān)系很大。在設(shè)計(jì)線路時(shí)，必須考慮線路的電壓損失。一般情況下，低壓供電半徑不宜超過(guò)250m。插座和照明應(yīng)分別在不同供電回路。照明系統(tǒng)中的每一單相分支回路電流不宜超過(guò)16A，光源數(shù)量不宜超過(guò)25 個(gè)。插座回路中每一回路插座數(shù)量不宜超過(guò)10個(gè)；電能質(zhì)量的頻率指標(biāo)在我國(guó)規(guī)定工頻為50Hz，是由電力系統(tǒng)保證的，它與照明、動(dòng)力線路本身無(wú)關(guān)，但超過(guò)了規(guī)定值，將影響用電設(shè)備的正常工作。
（三）結(jié)合工程實(shí)際選擇合理的接地方式
配電網(wǎng)絡(luò)主要有放射式、樹(shù)干式和混合式3 種接線形式。在辦公樓設(shè)計(jì)中，采用放射式與樹(shù)干式相結(jié)合的供電方式。動(dòng)力負(fù)荷采用放射式供電，照明用電采用混合式供電。
四.結(jié)語(yǔ)
加強(qiáng)對(duì)建筑的電氣設(shè)計(jì)中的供電系統(tǒng)與防雷接地工作，對(duì)于提高建筑的整體安全性能和穩(wěn)定性有著十分重要的作用，在此過(guò)程中，要不斷加強(qiáng)設(shè)計(jì)人員的綜合素質(zhì)培養(yǎng)，提高其設(shè)計(jì)的專(zhuān)業(yè)技能，結(jié)合具體的工程的實(shí)際情況，從而確保整個(gè)工程的安全性。
參考文獻(xiàn)：
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中圖分類(lèi)號(hào)：TE08文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A
一、電力節(jié)能設(shè)計(jì)的重要性
1、電力節(jié)能設(shè)計(jì)有助于優(yōu)化電網(wǎng)結(jié)構(gòu)
加強(qiáng)節(jié)能技術(shù)在供配電設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，大力推行電力系統(tǒng)的節(jié)能措施，有助于提高電網(wǎng)的運(yùn)行速度，優(yōu)化電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，保證電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行和健康發(fā)展。
2、電力節(jié)能設(shè)計(jì)能夠促進(jìn)企業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化
科學(xué)合理的電力節(jié)能設(shè)計(jì)能夠促使新能源的開(kāi)發(fā)和利用，可節(jié)約現(xiàn)有資源及促進(jìn)企業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化。電力行業(yè)的不斷發(fā)展，電力節(jié)能成為電力系統(tǒng)發(fā)展的必然選擇，大力推行、實(shí)施電力節(jié)能，優(yōu)化電力行業(yè)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，為電力行業(yè)的穩(wěn)定健康發(fā)展起到了決定性的作用。
3、電力節(jié)能設(shè)計(jì)能夠控制購(gòu)電成本的增加
新能源的利用，使電價(jià)的成本投入過(guò)高，由于發(fā)電能源不同，企業(yè)間也存在著較大的利益差距。為了解決這一問(wèn)題，很多大型大力企業(yè)開(kāi)始實(shí)施電力節(jié)能技術(shù)，科學(xué)合理的電力節(jié)能設(shè)計(jì)有利于提高電能的利用率，降低電價(jià)的投入成本，增強(qiáng)企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力。
二、供配電設(shè)計(jì)中節(jié)能技術(shù)的探討
1、供配電線路的設(shè)計(jì)
從結(jié)構(gòu)因素來(lái)看，電力線路可劃分為電纜線路和架空線路兩種，這兩種線路都是通過(guò)金屬導(dǎo)線來(lái)進(jìn)行電能傳輸?shù)?，在電能傳輸?shù)倪^(guò)程中，線路存在功率損耗，而功率損耗同線路電壓、電阻、功率因數(shù)等相關(guān)聯(lián)。由功率損耗的計(jì)算公式得知：負(fù)荷功率值固定時(shí)，功率損耗與電壓、功率因素成反比，與電阻成正比。通過(guò)這一關(guān)系，可利用降低電阻的方法來(lái)減少線路損耗，而電阻與導(dǎo)線長(zhǎng)度、截面積、電阻率相關(guān)，故通過(guò)縮短導(dǎo)線長(zhǎng)度、增大導(dǎo)線截面積、選擇電阻率小的導(dǎo)線材料來(lái)減低功率損耗。
2、選用符合節(jié)能要求的照明設(shè)備
照明設(shè)備與人們的日常生活息息相關(guān)，因用量非常大，這就對(duì)供配電設(shè)計(jì)中的節(jié)能技術(shù)提出了更高的要求。
（1）選用節(jié)能燈具
在建筑照明中，盡量采用節(jié)能效果好的節(jié)能燈具，提倡使用綠色照明，即在有益于提高人們生產(chǎn)、工作、學(xué)習(xí)效率和生活質(zhì)量，保護(hù)身心健康的基礎(chǔ)上達(dá)到節(jié)約能源、保護(hù)環(huán)境的目的。所以在人們的日常生活中，要在不斷的加強(qiáng)節(jié)能意識(shí)的同時(shí)，將節(jié)能做到實(shí)處，在滿足人們生產(chǎn)生活要求的條件下選擇節(jié)能率高的燈具，還需根據(jù)不同的環(huán)境和場(chǎng)所選用不同的照明設(shè)備。例如，高壓鈉燈以其發(fā)光率高，透霧性好，但色溫低，光色偏暖，顯色指數(shù)在40-60之間，顏色失真度大的特性，主要用于路燈或廣場(chǎng)照明。
（2）充分利用自然光
自然光的利用已經(jīng)成為建筑物設(shè)計(jì)中的重要因素，尤其是在建筑工作的人們對(duì)自然的向往，并且自然光具有殺菌消炎、治療抑郁、舒緩心情等作用，采用自然光進(jìn)行照明，可以減少電能的使用率，是一個(gè)良好的節(jié)能措施。
（3）采用合理的燈具控制方式及燈具開(kāi)啟的時(shí)間
為最大限度的節(jié)約電能，應(yīng)根據(jù)實(shí)際需要合理選擇照明燈具的控制開(kāi)關(guān)，以實(shí)現(xiàn)節(jié)能的效果。另外，可以加大力度普及節(jié)約能源的知識(shí)，提高人們節(jié)約能源的意識(shí)，對(duì)企事業(yè)單位，實(shí)行嚴(yán)格的照明管理制度，選派制定人員，每天進(jìn)行巡查，通過(guò)管理制度，最大限度的達(dá)到節(jié)約能源的效果。
3、合理選用變壓器
變壓器是電壓變換設(shè)備，廣泛應(yīng)用于電力系統(tǒng)，特別是10kv和35kv電壓等級(jí)的變壓器，據(jù)統(tǒng)計(jì)目前在網(wǎng)運(yùn)行的10kv和35kv級(jí)變壓器約10億kva以上。因數(shù)量大、運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng)，變壓器在選擇和使用上存在著巨大的節(jié)能潛力，特別是量大面廣的10kv和35kv級(jí)變壓器。選擇高效節(jié)能產(chǎn)品，對(duì)節(jié)約能源具有重要意義，還可以降低變壓器的運(yùn)營(yíng)成本。因此，選擇變壓器時(shí)，應(yīng)選用低損耗節(jié)能型變壓器，如S10以上的系列。對(duì)于高層建筑、地下建筑、化工等單位及對(duì)消防要求較高場(chǎng)所，宜采用低損耗節(jié)能型干式電力變壓器。對(duì)電網(wǎng)電壓波動(dòng)較大，為改善電能質(zhì)量，可采用有載調(diào)壓電力變壓器。
4、人工無(wú)功功率補(bǔ)償
在工業(yè)領(lǐng)域進(jìn)行供配電設(shè)計(jì)時(shí)，為降低線路的功率消耗，可通過(guò)選擇合適的電動(dòng)機(jī)、變壓器等電氣設(shè)備達(dá)到提高自然功率因數(shù)的目的。除此之外，可以采取人工無(wú)功功率補(bǔ)償?shù)姆绞剑岣吖β室驍?shù)來(lái)減少能源損耗。在采取人工無(wú)功功率補(bǔ)償措施時(shí)，采取并聯(lián)電力電容器及諧波治理措施。另外，在采取無(wú)功補(bǔ)償時(shí)要注意平衡性，即低壓部分的無(wú)功功率由低壓電容器來(lái)補(bǔ)償，高壓部分的無(wú)功功率則由高壓電容器補(bǔ)償，并根據(jù)具體工程來(lái)選擇集中補(bǔ)償、分散補(bǔ)償?shù)确绞竭M(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償。
5、省電裝置的應(yīng)用
增加特殊的電磁結(jié)構(gòu)，即通過(guò)串聯(lián)電抗器及并聯(lián)接入自耦調(diào)壓器和外加獨(dú)立相位調(diào)整兼消除高次諧波線圈，一起固定在一個(gè)三柱式鐵芯上的綜合型節(jié)電裝置。該裝置具有以下功能和特點(diǎn)：
（1）調(diào)整電壓幅值及穩(wěn)壓
有些用電單位供電電壓偏高，導(dǎo)致電氣設(shè)備用電量增加，使用壽命縮短，同時(shí)加大了線路損耗，通過(guò)該裝置的電磁平衡原理來(lái)調(diào)整用電設(shè)備電壓的平衡度和穩(wěn)定性。
（2）減少電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)電流
通過(guò)磁力作用及節(jié)電裝置內(nèi)部串聯(lián)電抗器，可對(duì)電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)電流起到一定的抑制作用，一般可將啟動(dòng)電流減少到2-3倍的額定電流，尤其是多臺(tái)小型電機(jī)時(shí)節(jié)電效果更為明顯。
（3）降低線路、變壓器及電機(jī)繞組的銅耗
諧波高頻率上升，高頻電流增大，導(dǎo)致交流電阻增大，線損增加。通過(guò)該裝置平衡三相電壓，抑制了高次諧波，由此降低了線路、變壓器及電機(jī)繞組等的銅耗。按銅耗公式P=12R計(jì)算，減少電流值及電阻值對(duì)銅耗有明顯的減少。
結(jié)束語(yǔ)
在中國(guó)能源耗費(fèi)中，電力資源的耗費(fèi)所占的比例比較大，在供配電規(guī)劃中施行節(jié)能辦法十分重要。關(guān)于電力企業(yè)來(lái)說(shuō)，電力節(jié)能的實(shí)行有利于電能質(zhì)量的進(jìn)步，對(duì)優(yōu)化資源配置也有較高的影響。并且，電力節(jié)能一旦實(shí)行，對(duì)優(yōu)化電網(wǎng)構(gòu)造、控制購(gòu)電成本來(lái)說(shuō)有重要意義。在供配電設(shè)計(jì)中，應(yīng)優(yōu)化電力設(shè)計(jì)、正確選電氣設(shè)備、加強(qiáng)照明燈的節(jié)能設(shè)計(jì)等措施，減少了電力能源的耗費(fèi)，進(jìn)一步確保了電力行業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展。
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