论文部分内容阅读
摘要：合理的设计建筑电气的各个系统和应用先进的电气设备对满足建筑功能要求及节约基建投资极为重要。在实际的设计中，往往由于设计的周期短、时间紧、任务重，设计时只重视设计的安全、可靠性，而忽视设计的经济、合理性，致使在建设初期电气设备投资的浪费。建筑电气设计的经济性就是电气设备的初期投资与运行费用达到经济合理。建筑配电系统才能使电气设备充分满足建筑的功能需要，因此本文对建筑供配电系统的设计进行探讨。
关键词 供配电系统系统设计 要求重要性
中图分类号：U224文献标识码： A
1、引言
建筑电气技术是以电能、电子、电器设备及电气技术为手段来创造、维持和改善人民居住或工作的生活环境的电、光、声、冷和暖环境的一门跨学科的综合性的技术科学。它是强电和弱电与具体建筑的有机结合。随着科学技术的发展和人民生活水平的不断提高，人们对有关供配电、照明、消防、防雷接地、通信、网络等系统的要求越来越高，使得建筑开始走向高品质、多功能领域，并进一步向多功能的纵深方向和综合应用方向发展。建筑电气设计是在认真执行国家技术经济政策和有关国家标准和规范的前 提下，进行工业与民用建筑建筑电气的设计，并满足保障人身、设备及建筑物安 全、供电可靠、电能节约、技术先進和经济合理。
2、供配电系统概述
建筑供配电系统设计是一项电气设计者运用科学的技术手段,通过计算、选择、布置、设计等环节，使系统中各类用电设备、线路等在数量和质量上均满足供配电系统正常运转需求，且在保证供配电安全可靠的同时考虑系统技术性与经济性的设计活动。其中，供配电系统的安全可靠是电气设计至关重要的环节。设计除了要满足电气负荷要求，选择合理的供电电压与配变电所，设计完善的供电线路等，做好供配电系统设计外，还要注意采取有效的措施保护系统免受雷电袭击。同时还要注意跟进时代的步伐，尽量选用高技术性能、高安全可靠度的设备、产品及材料，确保电气工程的质量。另外，设计中考虑到系统的技术性和经济性,需要建筑师向电气设计者提供有效的相关设计基础资料，以便设计者更合理的结合建筑电气实际情况与专业要求及特点等,为设备、线路的安装配置及运行维护等，选择恰当的位置、提供必要的安全空间和通道,并在建筑结构上采取一定的措施,防止供配电系统某部分与建筑其他各分部在检修或发生事故的情况下相互影响。总之，建筑供配电系统是一项复杂且专业知识性强的工程，设计中需要注意的要点及细节很多。文章以下就来简要阐述供电系统、供电线路及配电系统的的设计要点。
3、供配电系统设计
（1、配电系统的设计
低压配电采用树干式和放射式混合配电，地下室负荷较大，从低压配电房采用放射式配电，从低压配电房到地上各层配电箱采用树干式配电，从层间配电箱至负荷采用放射式配电；大容量干线采用封闭式母线槽，小容量干线采用铜芯塑料电缆；垂直部分沿电缆井敷设，水平部分采用金属桥架或金属线槽敷设，支干线及支线采用阻燃或难燃塑料绝缘导线，放射式采用阻燃或难燃铜芯电缆。一般动力、照明由低压配电柜正常电源母线段供电，火灾应急照明、消防电梯、消防水泵、防排烟风机及消防中心等一级负荷采用双回路供电，并在线路末端配电箱处自动切换，一回路引自应急电源母线段，另一回路引自正常电源母线段，双回路电源切换柜为自投自复，设电气和机械联锁。
（2、供电系统的设计
负荷等级的计算。负荷等级的确定应按有关规范进行，一般情况下，高层建筑负荷等级也可按以下确定：一级负荷包括疏散楼梯、消防电梯前室及地下室的应急照明、消防水泵、排烟风机、消防电梯等；二级负荷包括部分客梯电力、生活泵电力；三级负荷包括一、二级负荷以外的其他用电负荷。
供配电系统设计中，为保证供电系统的合理性，要求根据负荷等级采取相应的供电措施.各级负荷的供电电源应满足设计规范的相关规定。对高层建筑来说，一般没有特别重要负荷，且一级负荷容量较小，因此采用两路市政电源供电或一路市政电源加应急发电机组供电均可满足要求，后者在工程应用中较为常见。供电电源采用一路独立的l0kV 高压电源，由市政区域变配电站引入至小区首层开关房.低压配电电压采用380/220V。设置柴油发电机，以确保消防设备用电。
（3供配电系统的保护设计
进行建筑供配电系统的保护设计是指为了防止电流经由人体任何部位，通过限制可能流经人体的电流，使之小于电击电流。在发生故障的情况下，如果触及外露可导电的部分，就会引起流经人体的电流强度超过电击电流，造成严重的后果，这样一来就需要在相应的时间内自动断开电源，进行安全保护；如果发生短路或者超负载，过热以及电弧引起可燃物燃烧甚至使人遭受灼伤时，也需要在相应的时间内自动断开电源。电力系统的保护方式一般有接地保护、建筑物总的电位防雷接地、中性线不接地系统、局部等电位接地以及漏电保护。在大型商业建筑或者多层单元式住宅的一般场所的移动设设备应该采用漏电断路器进行保护。
4、供电要求
(1、合理优选供配电导线类型
在进行供配电系统优化节能设计过程中，应结合建筑电气系统实际情况，从技术、经济性等方面进行综合考虑，宜优选电导率较小的新型材质节能型导线。严格按照经济电流密度来确定所选导线的经济截面，通常按照年综合运行费用最小设计原则来合理确定导线单位面积的经济电流密度。在实际工程优化节能设计过程中，铜芯电缆其电能传输效率较其它材质优越，但由于铜自身成本偏高，因此在进行供配电线路综合布线优化设计过程中，要充分考虑设计方案的经济效益特性，合理选择铜、铝等材质导线。对于建筑电气系统中，负荷容量较大的一类、二类负荷，则应优选铜导线，而对于三类或负荷容量偏小的其它电力负荷，则宜优选铝导线，以提高整个供配电系统设计方案的技术、经济性能。
(2、二级负荷的供电要求“宜由两回线路供电”，即当发生电力变压器故障 或线路常见故障时不致中断供电(或中断后能迅速恢复)。设计中常采用一用一备两路高压电源供电或一路高压，另一路备用电源(柴油发电机组)，但当负荷较小或地区供电条件困难时，可由一回6KV 及以上专用架空线供电。
(3、高、低压供电系统结线型式及其运行方式。
供电高低压确定。供电电压的确定要综合考虑供电距离的远近、用电负荷大小、供电线路的回路数、市政公用电网状况等因素。设计要注意：当需用变压器容量在160kVA或用电设备容量在250kW以上时，应确定为高压方式供电。反之则确定为低压供电。当线路电流为小于30A的照明负荷时,可确定用220V单项供电,反之应用380V/220V的三相四线制供电。另外当遇到双回电源线路供电时,设计宜用同级电压。
5 供电线路的重要性
（1、供电线路安全的设计
供电电源在满足电力负荷的要求下，供电线路的安全可靠也是非常重要的。供电线路敷设方式应根据建筑物的性质、要求、用电设备的分布及环境特征等因素确定。应避免因外部热源、灰尘聚集及腐蚀或污染物存在对布线系统带来的影响。并就防止在敷设及使用过程中因受冲击、振动和建筑物的伸缩、沉降等各种外界应力作用而带来的损害。而高层民用建筑消防用电设备应采用专用的供电回路，消防控制室、消防水泵、消防电梯、防排烟风机等的供电，应在最末一级配电箱处设置自动切换装置，其配电线路敷设应符合有关规范的要求。在建筑电气设计中，地下室车库应急照明配电常常直接明装在车库墙上，而配电箱又没有作防水措施，一旦火灾发生在配电箱附近，配电箱很容易被烧毁，因此宜设置配电间来放置配电箱，以保证应急照明供电的可靠性。
（2、供配电系统设计规范要求
根据供配电系统设计规范要求规定：在不影响一、二级负荷中断供电的情况下，配电线路被前段线路短路保护电器有效保护，且此段线路和过负载保护电器能承受通过的短路能量，可不装设短路保护。本着安全、节约的原则，在建筑电气低压供配电设计中，无论在城区内的高层建筑群还是郊区楼盘的别墅和低层建筑群中的低压配电方式，大部分均采用分区树干式的配電方式，另外在城市的路灯供配电中，每个灯杆内从灯头到灯杆脚的连接线与干线接驳的接线方式也是树干式供电的一种方式，在设计实践中干线首端安装的短路保护电器能保护分支线多少长度，即安全长度为多长?如何确定?是设计人员需要探讨的问题。
6供电线路安全方面的设计
供电电源在满足电力负荷的情况下，供电线路的运行安全可靠也是非常重要的。供电线路铺设方式应根据建筑物的自身性质、使用要求、用电设备的分布及自身环境特征等因素确定。需避免因外部热源、灰尘聚集及腐蚀或污的染物存在对布线系统带来的负面影响。并就防止在铺设和使用中因受冲击、建筑物的伸缩、沉降等各种外界应力作用而带来的损害。而高层民用建筑消防用电设备必须采用专用的供电回路，消防控制室、消防水泵、消防电梯、防排烟风机等的供电系统，可在最末一级配电箱处设置自动切换装置，其配电线路铺设应符合有关规范要求。在建筑电气设计中，地下室及车库应急照明配电常常直接明装在墙上，而配电箱又没有作防水措施，如果在配电箱附近发生火灾，配电箱就很容易被烧毁，因此最好设置单独的配电间来放置配电箱，以保证应急照明供电的安全性。
7结束语
综上所述，供配电系统设计之建筑工程中的一项重要环节，所以必须足够重视建筑供配电系统的设计工作。因此除了要注重建筑物电气设备的使用功能外还要更要加重视供配电系统质量的安全性和可靠性，同时需要相关专业的电气设计人员更加努力的学习，借鉴一些先进的设计经验提升自己的专业水平从而将建筑供配电系统的设计做得更加科学、完善，这样才能使建筑电气配电系统的设计不断优化，更好地顺应时代的发展。
参考文献
[1]《民用建筑电气设计规范》JGJ 16-2008；
[2]《高层民用建筑设计防火规范》GB50045-95（2005年版）；
[3]《低压配电设计规范》GB50054-95；
[4]《供配电系统设计规范》GB50052-2009；戴瑜兴，黄铁兵，梁志超.民用建筑电气设计手册（第二版），中国建筑工业出版社；
关键词 供配电系统系统设计 要求重要性
中图分类号：U224文献标识码： A
1、引言
建筑电气技术是以电能、电子、电器设备及电气技术为手段来创造、维持和改善人民居住或工作的生活环境的电、光、声、冷和暖环境的一门跨学科的综合性的技术科学。它是强电和弱电与具体建筑的有机结合。随着科学技术的发展和人民生活水平的不断提高，人们对有关供配电、照明、消防、防雷接地、通信、网络等系统的要求越来越高，使得建筑开始走向高品质、多功能领域，并进一步向多功能的纵深方向和综合应用方向发展。建筑电气设计是在认真执行国家技术经济政策和有关国家标准和规范的前 提下，进行工业与民用建筑建筑电气的设计，并满足保障人身、设备及建筑物安 全、供电可靠、电能节约、技术先進和经济合理。
2、供配电系统概述
建筑供配电系统设计是一项电气设计者运用科学的技术手段,通过计算、选择、布置、设计等环节，使系统中各类用电设备、线路等在数量和质量上均满足供配电系统正常运转需求，且在保证供配电安全可靠的同时考虑系统技术性与经济性的设计活动。其中，供配电系统的安全可靠是电气设计至关重要的环节。设计除了要满足电气负荷要求，选择合理的供电电压与配变电所，设计完善的供电线路等，做好供配电系统设计外，还要注意采取有效的措施保护系统免受雷电袭击。同时还要注意跟进时代的步伐，尽量选用高技术性能、高安全可靠度的设备、产品及材料，确保电气工程的质量。另外，设计中考虑到系统的技术性和经济性,需要建筑师向电气设计者提供有效的相关设计基础资料，以便设计者更合理的结合建筑电气实际情况与专业要求及特点等,为设备、线路的安装配置及运行维护等，选择恰当的位置、提供必要的安全空间和通道,并在建筑结构上采取一定的措施,防止供配电系统某部分与建筑其他各分部在检修或发生事故的情况下相互影响。总之，建筑供配电系统是一项复杂且专业知识性强的工程，设计中需要注意的要点及细节很多。文章以下就来简要阐述供电系统、供电线路及配电系统的的设计要点。
3、供配电系统设计
（1、配电系统的设计
低压配电采用树干式和放射式混合配电，地下室负荷较大，从低压配电房采用放射式配电，从低压配电房到地上各层配电箱采用树干式配电，从层间配电箱至负荷采用放射式配电；大容量干线采用封闭式母线槽，小容量干线采用铜芯塑料电缆；垂直部分沿电缆井敷设，水平部分采用金属桥架或金属线槽敷设，支干线及支线采用阻燃或难燃塑料绝缘导线，放射式采用阻燃或难燃铜芯电缆。一般动力、照明由低压配电柜正常电源母线段供电，火灾应急照明、消防电梯、消防水泵、防排烟风机及消防中心等一级负荷采用双回路供电，并在线路末端配电箱处自动切换，一回路引自应急电源母线段，另一回路引自正常电源母线段，双回路电源切换柜为自投自复，设电气和机械联锁。
（2、供电系统的设计
负荷等级的计算。负荷等级的确定应按有关规范进行，一般情况下，高层建筑负荷等级也可按以下确定：一级负荷包括疏散楼梯、消防电梯前室及地下室的应急照明、消防水泵、排烟风机、消防电梯等；二级负荷包括部分客梯电力、生活泵电力；三级负荷包括一、二级负荷以外的其他用电负荷。
供配电系统设计中，为保证供电系统的合理性，要求根据负荷等级采取相应的供电措施.各级负荷的供电电源应满足设计规范的相关规定。对高层建筑来说，一般没有特别重要负荷，且一级负荷容量较小，因此采用两路市政电源供电或一路市政电源加应急发电机组供电均可满足要求，后者在工程应用中较为常见。供电电源采用一路独立的l0kV 高压电源，由市政区域变配电站引入至小区首层开关房.低压配电电压采用380/220V。设置柴油发电机，以确保消防设备用电。
（3供配电系统的保护设计
进行建筑供配电系统的保护设计是指为了防止电流经由人体任何部位，通过限制可能流经人体的电流，使之小于电击电流。在发生故障的情况下，如果触及外露可导电的部分，就会引起流经人体的电流强度超过电击电流，造成严重的后果，这样一来就需要在相应的时间内自动断开电源，进行安全保护；如果发生短路或者超负载，过热以及电弧引起可燃物燃烧甚至使人遭受灼伤时，也需要在相应的时间内自动断开电源。电力系统的保护方式一般有接地保护、建筑物总的电位防雷接地、中性线不接地系统、局部等电位接地以及漏电保护。在大型商业建筑或者多层单元式住宅的一般场所的移动设设备应该采用漏电断路器进行保护。
4、供电要求
(1、合理优选供配电导线类型
在进行供配电系统优化节能设计过程中，应结合建筑电气系统实际情况，从技术、经济性等方面进行综合考虑，宜优选电导率较小的新型材质节能型导线。严格按照经济电流密度来确定所选导线的经济截面，通常按照年综合运行费用最小设计原则来合理确定导线单位面积的经济电流密度。在实际工程优化节能设计过程中，铜芯电缆其电能传输效率较其它材质优越，但由于铜自身成本偏高，因此在进行供配电线路综合布线优化设计过程中，要充分考虑设计方案的经济效益特性，合理选择铜、铝等材质导线。对于建筑电气系统中，负荷容量较大的一类、二类负荷，则应优选铜导线，而对于三类或负荷容量偏小的其它电力负荷，则宜优选铝导线，以提高整个供配电系统设计方案的技术、经济性能。
(2、二级负荷的供电要求“宜由两回线路供电”，即当发生电力变压器故障 或线路常见故障时不致中断供电(或中断后能迅速恢复)。设计中常采用一用一备两路高压电源供电或一路高压，另一路备用电源(柴油发电机组)，但当负荷较小或地区供电条件困难时，可由一回6KV 及以上专用架空线供电。
(3、高、低压供电系统结线型式及其运行方式。
供电高低压确定。供电电压的确定要综合考虑供电距离的远近、用电负荷大小、供电线路的回路数、市政公用电网状况等因素。设计要注意：当需用变压器容量在160kVA或用电设备容量在250kW以上时，应确定为高压方式供电。反之则确定为低压供电。当线路电流为小于30A的照明负荷时,可确定用220V单项供电,反之应用380V/220V的三相四线制供电。另外当遇到双回电源线路供电时,设计宜用同级电压。
5 供电线路的重要性
（1、供电线路安全的设计
供电电源在满足电力负荷的要求下，供电线路的安全可靠也是非常重要的。供电线路敷设方式应根据建筑物的性质、要求、用电设备的分布及环境特征等因素确定。应避免因外部热源、灰尘聚集及腐蚀或污染物存在对布线系统带来的影响。并就防止在敷设及使用过程中因受冲击、振动和建筑物的伸缩、沉降等各种外界应力作用而带来的损害。而高层民用建筑消防用电设备应采用专用的供电回路，消防控制室、消防水泵、消防电梯、防排烟风机等的供电，应在最末一级配电箱处设置自动切换装置，其配电线路敷设应符合有关规范的要求。在建筑电气设计中，地下室车库应急照明配电常常直接明装在车库墙上，而配电箱又没有作防水措施，一旦火灾发生在配电箱附近，配电箱很容易被烧毁，因此宜设置配电间来放置配电箱，以保证应急照明供电的可靠性。
（2、供配电系统设计规范要求
根据供配电系统设计规范要求规定：在不影响一、二级负荷中断供电的情况下，配电线路被前段线路短路保护电器有效保护，且此段线路和过负载保护电器能承受通过的短路能量，可不装设短路保护。本着安全、节约的原则，在建筑电气低压供配电设计中，无论在城区内的高层建筑群还是郊区楼盘的别墅和低层建筑群中的低压配电方式，大部分均采用分区树干式的配電方式，另外在城市的路灯供配电中，每个灯杆内从灯头到灯杆脚的连接线与干线接驳的接线方式也是树干式供电的一种方式，在设计实践中干线首端安装的短路保护电器能保护分支线多少长度，即安全长度为多长?如何确定?是设计人员需要探讨的问题。
6供电线路安全方面的设计
供电电源在满足电力负荷的情况下，供电线路的运行安全可靠也是非常重要的。供电线路铺设方式应根据建筑物的自身性质、使用要求、用电设备的分布及自身环境特征等因素确定。需避免因外部热源、灰尘聚集及腐蚀或污的染物存在对布线系统带来的负面影响。并就防止在铺设和使用中因受冲击、建筑物的伸缩、沉降等各种外界应力作用而带来的损害。而高层民用建筑消防用电设备必须采用专用的供电回路，消防控制室、消防水泵、消防电梯、防排烟风机等的供电系统，可在最末一级配电箱处设置自动切换装置，其配电线路铺设应符合有关规范要求。在建筑电气设计中，地下室及车库应急照明配电常常直接明装在墙上，而配电箱又没有作防水措施，如果在配电箱附近发生火灾，配电箱就很容易被烧毁，因此最好设置单独的配电间来放置配电箱，以保证应急照明供电的安全性。
7结束语
综上所述，供配电系统设计之建筑工程中的一项重要环节，所以必须足够重视建筑供配电系统的设计工作。因此除了要注重建筑物电气设备的使用功能外还要更要加重视供配电系统质量的安全性和可靠性，同时需要相关专业的电气设计人员更加努力的学习，借鉴一些先进的设计经验提升自己的专业水平从而将建筑供配电系统的设计做得更加科学、完善，这样才能使建筑电气配电系统的设计不断优化，更好地顺应时代的发展。
参考文献
[1]《民用建筑电气设计规范》JGJ 16-2008；
[2]《高层民用建筑设计防火规范》GB50045-95（2005年版）；
[3]《低压配电设计规范》GB50054-95；
[4]《供配电系统设计规范》GB50052-2009；戴瑜兴，黄铁兵，梁志超.民用建筑电气设计手册（第二版），中国建筑工业出版社；