1概述
    民用建筑供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)的目的,就是要采用一切可能的、恰當(dāng)?shù)募夹g(shù)手段,在數(shù)量上、質(zhì)量上滿(mǎn)足各種用電設(shè)備在正常事故狀況下的不同用電要求,保證供電的安全和可靠,同時(shí)考慮技術(shù)與經(jīng)濟(jì)的統(tǒng)一。
    為保證電氣設(shè)計(jì)的合理性及系統(tǒng)的安全運(yùn)行,建筑師除了應(yīng)向電氣專(zhuān)業(yè)提供正確的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)資料外,設(shè)計(jì)中更應(yīng)結(jié)合電氣專(zhuān)業(yè)的要求和特點(diǎn),為設(shè)備、線路的安裝配置及運(yùn)行維護(hù)提供必要的安全空間和通道,選擇恰當(dāng)?shù)奈恢煤拖嗷リP(guān)系,并在建筑結(jié)構(gòu)上采取必要的措施,防止電氣部分與建筑的其他各部分在檢修或事故情況下相互影響。
    2電力負(fù)荷
    2.1負(fù)荷分級(jí)
    根據(jù)電力負(fù)荷因事故中斷供電后,在政治上造成影響或在經(jīng)濟(jì)上造成損失的程度,可將負(fù)荷分為一、二、三級(jí)。造成的影響、損失程度越大,對(duì)供電可靠的要求就越高。不同行業(yè)因使用的設(shè)備不同,有不同的分級(jí)規(guī)定,見(jiàn)《民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》。
    2.2供電要求
    一級(jí)負(fù)荷應(yīng)由兩個(gè)獨(dú)立電源供電,保證有一個(gè)電源持續(xù)供電。1)一級(jí)負(fù)荷中的特別重要負(fù)荷,需要考慮一個(gè)電源系統(tǒng)在檢修或故障的同時(shí),另一電源系統(tǒng)也發(fā)生故障的嚴(yán)重情況,所以除上述兩個(gè)電源外,還必須增設(shè)應(yīng)急電源。應(yīng)急電源系統(tǒng)可根據(jù)電網(wǎng)的具體條件和負(fù)荷本身允許中斷供電的時(shí)間,采取獨(dú)立發(fā)電機(jī)組,電網(wǎng)中的第三路獨(dú)立電源、蓄電池或其組成的交流不間斷電源裝置。2)二級(jí)負(fù)荷的供電系統(tǒng)應(yīng)在變壓器或線路常見(jiàn)故障時(shí)不中斷供電或中斷供電后能迅速恢復(fù)供電。3)三級(jí)負(fù)荷對(duì)供電無(wú)特殊要求,僅保證其正常情況下的用電。
    2.3負(fù)荷分類(lèi)
    根據(jù)國(guó)內(nèi)電價(jià)制度,對(duì)于民用建筑的用電采用照明電價(jià)和非工業(yè)動(dòng)力電價(jià)兩種電價(jià)計(jì)收電費(fèi)的辦法,設(shè)計(jì)中必須把不同電價(jià)的負(fù)荷嚴(yán)格分開(kāi),保證分別計(jì)費(fèi)的可能。
    2.4負(fù)荷計(jì)算
    負(fù)荷計(jì)算的目的在于盡量準(zhǔn)確地求出建筑所需的總負(fù)荷和負(fù)荷等級(jí)、類(lèi)別,算出各支部的分負(fù)荷,以作為向供電部門(mén)申請(qǐng)電源和擬定供配電系統(tǒng)、選擇設(shè)備、電器、導(dǎo)體、計(jì)算電壓損失、功率損失、電能損失、無(wú)功率補(bǔ)償?shù)囊罁?jù)。
    方案設(shè)計(jì)階段可采用單位指標(biāo)法,在初步設(shè)計(jì)及施工圖設(shè)計(jì)階段,宜采用需要系數(shù)法;對(duì)于住宅,在設(shè)計(jì)的各個(gè)階段均可采用單位指標(biāo)法;電設(shè)備臺(tái)數(shù)較少,各臺(tái)設(shè)備容量相關(guān)懸殊時(shí),宜采用二項(xiàng)式法。
    為了在設(shè)計(jì)時(shí)便于使用負(fù)荷計(jì)算的成果,計(jì)算一般應(yīng)以變壓器為單位,按一般動(dòng)力、重要?jiǎng)恿Α⒈０矂?dòng)力、一般照明、重要照明、保安照明六部分進(jìn)行。
    3供電電壓的選擇
    民用建筑的供電電壓主要取決于用電負(fù)荷的大小、供電距離的遠(yuǎn)近、供電線路的回路數(shù)、用電單位的遠(yuǎn)景規(guī)劃,當(dāng)?shù)毓搽娋W(wǎng)現(xiàn)狀和它的發(fā)展規(guī)劃以及經(jīng)濟(jì)合理等因素考慮決定。
    用電設(shè)備容量在250 kW或需用變壓器容量在160 kVA以上者應(yīng)以高壓方式供電,一般采用10 kV;用電設(shè)備容量在250 kW或需用變壓器容量在160 kVA及以下者,應(yīng)以低壓供電,一般采用220 V/380 V。當(dāng)線路電流不超過(guò)30 A的照明負(fù)荷時(shí),可用220 V單項(xiàng)供電,否則應(yīng)采用380 V/220 V三相四線制供電。需要雙回電源線路供電時(shí),一般應(yīng)采用同級(jí)電壓。
    4高壓、低壓供配電系統(tǒng)
    民用建筑應(yīng)優(yōu)先考慮從電網(wǎng)取得電源。取用電源線路的回路數(shù)和方式?jīng)Q定于負(fù)荷的等級(jí),通常應(yīng)與當(dāng)?shù)毓╇姴块T(mén)共同商洽,并以協(xié)議的形式予以確定。居住區(qū)的高壓配電,一般按每占地2 km²或總建筑面積每4×105m²設(shè)置一個(gè)10 kV配電所,以達(dá)到低壓送電半徑在250 m左右。 單體建筑面積大,用電負(fù)荷分散的大型民用建筑或超高層建筑、大型建筑群,為使變壓器深入低壓負(fù)荷中心,可設(shè)多臺(tái)變壓器分散配置。在高層建筑中,除底層、地下層外,也可在負(fù)荷相對(duì)集中的中間層、頂層設(shè)置變壓器。 在居住小區(qū),為使變配電點(diǎn)適當(dāng)分散,減小送電半徑,變壓器單臺(tái)容量不宜大于630 kVA。 對(duì)于用電負(fù)荷特別大,供電可靠性要求較高的建筑,在征得供電部門(mén)同意后,亦可采用雙電源同時(shí)工作,母線則采用單母線分段接線。
    為保證總用電量的準(zhǔn)確計(jì)量,10 kV進(jìn)線處應(yīng)加裝專(zhuān)用計(jì)量柜,運(yùn)行中由供電部門(mén)加封。由高壓配電室至變壓器,一般采用放射式電纜配電。除與高壓配電室貼鄰的變壓器外,一般應(yīng)在變壓器高壓側(cè)設(shè)隔離開(kāi)關(guān),檢修時(shí)將其拉開(kāi),形成明顯的斷開(kāi)點(diǎn),以確保安全。低壓配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)除滿(mǎn)足負(fù)荷的正常用電外,還應(yīng)考慮在發(fā)生電源故障、變壓器故障、母線故障及線路故障時(shí),能滿(mǎn)足不同級(jí)別的負(fù)荷對(duì)持續(xù)供電的不同要求,滿(mǎn)足照明和動(dòng)力用電的分別計(jì)算。
    5配變電所
    1)所址選擇。配變電所的組成一般包括:高壓配電室、電容器室、變壓器室、低壓配電室、控制室、工具材料室、檢修場(chǎng)地、夜班休息室等,具體工程中可按需要組合。在采用不帶可燃油的高、低壓配電裝置和非油浸電力變壓器及非可燃性油電容器時(shí),只要具有不低于規(guī)范要求的防護(hù)外殼,允許將其設(shè)在同一房間內(nèi),配變電室的組成將更趨簡(jiǎn)化。
    配變電所應(yīng)靠近負(fù)荷中心,進(jìn)出線方便,為避免配電線路的迂回應(yīng)盡量靠近電氣豎井和建筑接近電源進(jìn)線的一側(cè)。高層建筑的配變電所宜設(shè)在負(fù)荷較集中的地下層或首層,當(dāng)建筑高度超過(guò)100 m,也可在高層區(qū)的避難層或上技術(shù)層設(shè)置變電所。
    配置時(shí)應(yīng)考慮吊裝、運(yùn)輸方便,不設(shè)在廁所、浴室或其他經(jīng)常積水場(chǎng)所的正下方或貼鄰。當(dāng)設(shè)于地下層時(shí),不宜設(shè)在最底層。如地下僅有一層,應(yīng)適當(dāng)抬高地面,避免淹沒(méi)。
    當(dāng)配變電所采用可燃性油的電氣設(shè)備時(shí),嚴(yán)禁設(shè)置在一類(lèi)高、低層主體建筑內(nèi),亦不宜設(shè)在首層靠外壁部位或地下室,且不應(yīng)設(shè)在人員密集場(chǎng)所的上、下方,貼鄰或出口的兩旁,并應(yīng)采取相應(yīng)的防火和排油措施。
    2)對(duì)土建專(zhuān)業(yè)的要求。可燃油浸電力變壓器室的耐火等級(jí)應(yīng)為一級(jí)。非燃或難燃介質(zhì)電力變壓器室、高壓配電室和高壓電容器室的耐火等級(jí)不應(yīng)低于二級(jí)。低壓配電室和低壓電容器室的耐火等級(jí)不應(yīng)低于三級(jí)。
    長(zhǎng)度大于8 m的配電室應(yīng)設(shè)兩個(gè)出口,并盡量布置在配電室的兩端。若兩個(gè)出口距離超過(guò)60 m,還應(yīng)增設(shè)出口。門(mén)的高、寬尺寸應(yīng)比最大不可拆卸件的高、寬各加大0.3 m。
    為便于在電氣設(shè)備發(fā)生事故時(shí)值班人員迅速撤至室外,所有變壓器室、配電室、電容器室、控制室的門(mén)均應(yīng)向外開(kāi)啟,并裝彈簧鎖。裝有電氣設(shè)備的相鄰房間之間的門(mén)應(yīng)能雙向開(kāi)啟或向低壓方向開(kāi)啟。變壓器、配電室、電容器室、控制室應(yīng)有防止雪和小動(dòng)物從門(mén)、窗、電纜溝進(jìn)入屋內(nèi)的措施。
    配電室、電容器室和各種輔助房間的內(nèi)墻表面均應(yīng)抹灰刷白。配電室、變壓器室、電容器室的頂棚及變壓器室的內(nèi)墻面應(yīng)刷白。地面采用高標(biāo)號(hào)水泥抹面壓光或用水磨石地面。
    變壓器室、電容器室、配電室、控制室內(nèi)不應(yīng)有與其無(wú)關(guān)的管道、明敷線路通過(guò)。為其服務(wù)的采埒裝置,室內(nèi)管道亦不應(yīng)有法蘭、螺紋接頭和閥門(mén),一般采用鋼管焊接。有人值班的配變電所,宜設(shè)上、下水設(shè)施。
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