建筑电气低压供配电系统设计浅析

建筑电气低压供配电系统设计浅析

发表时间：2018-06-19T10:29:40.360Z 来源：《电力设备》2018年第4期作者：祁兴强

[导读] 摘要：建筑电气低压配电系统设计是否合理，是衡量低压供配电现代化程度的重要标准之一，根据不同的建筑类别以及不同负荷等级，设计不同的低压供配电系统，是低压供配电系统设计中不可忽视的一个环节。

（北京军都晨宇工程设计有限公司北京 102299）

摘要：建筑电气低压配电系统设计是否合理，是衡量低压供配电现代化程度的重要标准之一，根据不同的建筑类别以及不同负荷等级，设计不同的低压供配电系统，是低压供配电系统设计中不可忽视的一个环节。本文对建筑低压配电系统做了一些分析，望有抛砖引玉之效。

关键词：建筑电气；低压；供配电系统；设计

1加强建筑电气低压供配电系统设计的意义

目前，建筑电气设计中涉及的用电设备不仅数量多、功率大，而且对供配电系统的安全性、可靠性要求较高。建筑对供配电系统的安全型和可靠性的要求也逐步提高。现代化建筑中如果发生低压供配电系统故障，后果难以预测。对于建筑电气设计来说，一切危险都应防患于未然。因此在建筑低压供配电系统的设计中，设计人员应当根据相关的规范、标准来进行设计。根据不同建筑的特点，设计出安全、可靠的低压供配电系统，为提高人们的生活质量、工作效率提供保障。

2建筑电气低压供配电系统配置

建筑低压供配电系统的可靠性和安全性，为整个建筑安全、高效的运转提供保障。供配电系统中，要求较高配置的主要有两种情况：1、非消防一二级负荷供配电；如数据机房、安全防范等负荷，需要双电源或双回路电源，且在末端设置电源互投装置；这样设计的目的主要是在一个电源或回路出现故障时，备用电源（回路）能够迅速的投入运行，避免长时间的断电，造成重要数据中断、丢失或者发生无法预计的安全事故；2、消防一二级负荷供配电，如消防泵房、排烟机、消防管网稳压泵等负荷；需要双电源或双回路电源，且在末端设置电源互投装置；这样设计的目的主要是在一个电源或回路出线故障时，备用电源能够迅速投入运行，消防减灾设备的可靠运行提供保障，减小人身生命、财产的损失。

3建筑电气低压供配电系统设计要点及注意事项

3.1配电方式

3.1.1放射式

放射式是由总配电箱直接供给用电设备的配电方式。这种配电方式，当一台设备故障或检修导致回路停电时，不影响其他设备的供电，供电的可靠性高，不足之处是配电回路多、灵活性不高、投资大。放射式配电适合于设备容量十分大、供电可靠性要求较高，且需要集中控制电源的场所。

3.1.2链式

链式与树干式类似，是在一条线路上连接多个（一般不超过五台设备，总功率不超过10KW）分配电箱或用电设备，这种供电方式配出回路少，供电范围较大，投资低，缺点是，当某一台设备故障，引发回路跳闸，将使得整个回路用电设备全部断电，所以供电的可靠性较差，适合对容量小，分布分散的用电设备供电。

3.1.3树干式

一条主干线上分支出若干个分支回路，将各个分配电箱与主干线连接起来的配电方式。这种配电方式的优点是配出主干回路少，分支回路多，供电范围大，投资成本较低，施工方便；如高层建筑电井内的竖向密集母线，为整个建筑三级负荷提供照明、空调等用电就是典型的树干式供电。缺点是：回路主开关检修或故障，停电面积大。所以树干式的配电方式一般用于对供电可靠性要求不太高的场所。

3.2负荷计算

建筑电气设计中进行负荷计算时，应根据建筑的不同类别、用电设备组的具体工作制、并结合建筑所在地的能源组成、气候特点、用电负荷的发展趋势等因素做综合考虑。值得注意的是：1、有消防负荷的情况下，应比较消防负荷和非消防计算负荷的大小，总计算负荷取两者大的作为总计算负荷；2、四季分明地区冬季采暖负荷和夏季制冷负荷不能叠加计算，应取两者大的负荷计入总负荷，然后在进行总负荷计算；3、当有大量单相负荷时，应尽量分配至三相平衡，单相负荷不超过计算范围内三相负荷的15%时，可以认为三相平衡，只按三相平衡负荷进行负荷计算。

3.3注意的事项

在建筑中，低压配电系统的设计应将照明、电力、消防以及安防用电负荷分别自成系统。应对低压配电级数进行合理的控制，一般不应该超过三级。配电系统设计，力求简单、可靠。配电箱的设置与配电回路的划分，应该依据防火区分、负荷性质、以及管理维护等条件进行综合分析。消防用电回路与非消防用电回路在总配电柜内应采用防火隔板隔离，消防配电回路应敷设于专用的消防耐火线槽内或采用矿物绝缘电缆明敷设。

4建筑电气低压供配电系统电源设计

低压供配电系统电源设计主要有以下三种方案：1、一路10KV电源一台变压器+柴油发电机组；这种电源组合模式适用于无法取得第二电源，总负荷不太大，而且有一二级负荷的建筑。这种电源组合模式可以满足一二级电源双电源或双回路供电的要求，组合方式灵活，但是由于柴油发电机组的加入，对建筑布局和建筑防火、环保等提出要求。2、一路10KV架空线，两台变压器，采用单母线分段低压配电系统；这种电源设置模式只能满足二三级负荷供电的建筑，投资费用少，接线灵活，可靠性稍差。3、两路10KV，多台变压器，采用单母线分段低压配电系统；这种电源设置模式可以满足一二级负荷建筑，接线灵活、可靠性高、投资相对较大，大中型建筑较为常见。

5建筑电气低压供配电系统安全设计

5.1电源安全设计

供配电系统中电源的安全性、可靠性非常关键。现代建筑中存在大量的一、二级负荷，建筑变配电所一般选用多台变压器作为电源，对于一级负荷中有特别重要负荷或有一级负荷而无法取得第二电源的场所，还需设置柴油发电机组作为应急电源。当柴油发电机组的检测线检测到所有市电回路失压时，发电机组应在15s内自动起动，以保障一级负荷、一级负荷中特别重要负荷以及某些重要的二级负荷的供

电。柴油发电机组作为应急电源，其容量应根据应急负荷的大小和投入顺序以及单台电动机最大启动容量等因素综合确定。在方案及初步设计阶段，可按配电变压器总容量的10%-20%进行估算；在施工图设计阶段应按以下三点进行容量校验：1、按稳定负荷计算发电机容量；2、按最大单台电动机或成组电动机启动的需要，计算发电机容量；3、按启动电动机时，发电机母线允许电压降计算发电机容量。以上三点应取大值作为发电机组的容量。另外火灾时，为保障消防减灾用电设备的用电，应通过分励脱扣装置，切断三级负荷和与消防无关的、不重要的二级负荷。

5.2线路安全设计

供电线路的安全性、可靠性也非常重要。设计中需要根据供电系统的停电概率、停电损失、电源条件、投资等诸多因素权衡考虑。通常一级负荷应双电源末端互投；二级负荷双回路末端互投；水平主干线敷设应注意电缆发热问题，电缆槽盒内电缆多层无间距排列时，应计入载流系数，如此一来就经常发生电缆截面加大，槽盒容量进一步降低的现象，因此笔者认为，应尽量避免电缆槽盒内电缆多层无间距排列。此外还应注意外部热源对电缆载流量的影响，设计时尽量远离热源，无法避免时应采取隔热散热措施。水平干线通过建筑物的沉降、伸缩缝时需对电缆、槽盒等做出适当补偿。干线穿越防火分区、楼板等处应做防火封堵措施。

结语

综上所述，在建筑电气设计中低压配电系统的安全、可靠是重中之重，设计人员应根据相关规范、标准进行设计，为低压配电系统的安全性、可靠性提供保障。

参考文献：

[1] 中国建筑东北设计研究院.JGJ16-2008民用建筑电气设计规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2008.

[2]中国航空工业规划设计研究院.工业与民用配电设计手册[M].第三版.北京：中国电力出版社，2005.

[3]中国机械工业联合会.GB50052-2009 供配电系统设计规范[S].北京：中国计划出版社，2010.

[4] 中国机械工业联合会.GB50054-2011 低压配电设计规范[S].北京：中国计划出版社，2012

作者简介

祁兴强（1978.4-），男，北京市昌平区人，沈阳建筑工程学院，电气技术本科，研究方向：建筑低压配电系统设计