建筑电气设计中低压供配电系统可靠性研究张哲

建筑电气设计中低压供配电系统可靠性研究张哲

机械工业第九设计研究院有限公司吉林长春130001

摘要:高层建筑低压配电系统起到中枢神经的作用,在施工技术应用和管理中都具有重要地位。在建筑结构施工的客观环境条件下,合理配置低压供配电系统成为当前高层建筑施工的重点工作。主要以高层建筑为研究对象,分析低压供配电系统的设计需求,分别分析配置高层建筑低压电源和供配电系统运行的可靠性,进而为相关供电系统的设计技术人员提供理论参考。

关键词:建筑;低压供配电系统;可靠性

引言

现如今城市建设脚步进一步加快,高层及超高层建筑如雨后春笋般陆续涌现出来,和普通建筑相比较,高层及超高层建筑供电负荷更大,加上建筑物内的电气设备数目与类型繁多,增加了电气安全隐患。在这样的工况下,低压供配电系统可靠运行的意义随之凸显出来,对建筑物电力系统的安全运行具有维护作用。因此,在建筑电气设计过程中,相关人员应对低压供配电系统予以一定重视,进而保证建筑电气设计质量。

1低压供配电系统可靠性的影响因素

1.1变压器及保护装置

变压器是一种能够改变交流电压的装置,因此在高层建筑的电气设计中,一般都会有变压器的存在,变压器的安装位置和使用类型很重要,这会影响低压供配系统的使用稳定性,一般根据楼层的高低,决定变压器的安装位置。很多高层建筑中,建筑电气系统存在很多问题,在低压供配系统方面出现问题的频率比较高,有的未配备安全保护装置,导致漏电发生的瞬间不能进行监测,或是安装的安全装置不合格,起不到监测的作用,增加了安全问题的发生,例如触电事故、漏电引起的火灾等不安全问题的出现,对建筑使用着或是其他人造成不必要的危害和损失。

1.2过载与短路

过载是电流超出设备的额定能力;短路是电路中电流流动的路径越过局部或全部负荷。为保证建筑电气设计整体质量,促进低压供配电系统安全运行,应装设过载保护与短路保护设备。当配电系统运行过程中出现故障时,断路器与保护装置能在短时间内作出应答,断离故障电路,进而维护供电线路和设备设施运行的安全性。当用电设施数目较大时,负荷量增加会造成载流元件过载,过载电流是缓慢增加的,较短时间内不会对设备形成损伤。而断路会造成电流瞬间增加,短路电流可能是额定电流的几十倍到几百倍,大的短路会瞬间使设备烧损,因此应迅速切断电源,防止出现事故或事故扩大。

1.3漏电原因

在高层建筑电气设计中,漏电保护措施主要存在两方面的问题,一个是漏电保护器的使用状态,有的漏电保护器一直处于异常状态,失去了保护器该有的作用,一个是保护器一直处于正常的工作状态,长期正常的工作,导致保护器的灵敏度降低,降低了保护器的使用寿命和工作性能。漏电保护装置的配备,是对低压供配电系统正常运行的一种有效的措施与手段,能够有效的预防触电事故和漏电火灾的发生。具体的流程是当电流短路,感应器温度升高达到临界值,就会自动跳闸,关闭电源,预防势态更进一步的恶化,这种设置能够有效的保障用户的生命安全。

1.4负荷密度分布不均

影响负荷密度的主要因素是用户量,在高层建筑中,或是复合型大楼,底层用户一般是商业用电,而高层是居民用电,因此用户的负荷量也是不同的,明显商业用电的负荷量是大于居民用电的负荷量,而住宅性大楼的居民用电量也是有所差异的,有的用户家里电器多,有的少,因此在负荷密度不同的时候,可以根据实际情况选则不同的配电方式,或是在接线时,根据用户的分布情况,通过隔离器的方式来解决这一问题。

2提高建筑电气设计低压供配电系统可靠性的办法

2.1明确系统配置的要求

首先,非消防一级符合供配电的要求。基于安全性、可靠性的角度分析,关键负荷必须设置双重电源或是应急备用电源,且两个电源独立搭建,确保出现意外故障时不影响正常使用以及尽快的改善补救。其次,非消防二级负荷供配电的要求。以回路供电为主,通过同步供电的方式以保证电力的稳定输出。最后,是民用高层建筑供电的要求。若消防用电负荷是一级建造,系统主电源、备用电源则必须完全独立于回路,以实现双电源的持续性供电。若负荷是二级,则由主电源、备用电源进行双回路的电源供电。

2.2变压器

在建筑电气设计过程中,变压器占据的地位不可忽视,应加强对变压器类型的选择,尽量选用节能型变压器,并保证其参数与电气工程节能要求相匹配。因此,可以结合民用建筑供电设备负荷与供电要求标准考虑变压器的选型。大量实验研究表明,电能消耗量和电压之间存在反比关系,通常情况下,民用建筑供电压为10~220kV。在具体设计中,可以将电压设为重要参数,合理规划电压等级。一般规定选用10V以上的节能变压器,且对材质提出较严格要求,最好是非晶合金材料,保证设备节能环保、性能优良、噪声偏低。同时,在安装建筑变压器过程中,要综合建筑用电需求、造价成本等多种因素,遵照适度原则设定变压器数目。由于变压器是常年连续运转,故而工作负载不能过大,且季节不同,用电量有所差异,这就要求加强对供电电压的设计。

2.3高层建筑低压供配电系统主接线的可靠性

主接线的可靠性主要和高层建筑中相关电气低压供配电系统有关,由于建筑物中的电气设备数量庞大,低电压配电系统运行过程中的稳定性至关重要。例如,在高层建筑电气设备正常开展的过程中,整个供电系统自身的压力会严重影响到周边配电系统的稳定性和可靠性。因此在配电系统应用的过程中,要十分注重供电系统的方式及稳定性,并合理安排和分析配电系统可靠性,时刻注意供配电主线的连接方式,并按照不同设计人员的参考,提高低压供配电系统的可靠性。设计者可以结合整个高层建筑的实际建筑情况和自身的特点,采用辐射树干式主接线。采用这样的方法,才能提高低压供配电系统主接线的可靠性。

2.4照明供电系统设计

照明系统是电气系统的主干,每家每户都离不开照明,因此在电气设计时,照明系统的设计应该更加的合理和符合民情。照明系统既要满足新时期低碳环保的要求,还要满足节约成本的原则,因为照明系统是电器中使用最广泛的一个系统。设计原则上是要保证用户的正常使用,还要有持续可发展的理念,根据不同的建筑位置,因地制宜,选择不同功率的设备,在符合建筑电气设计的成本预算的基础之上,设计出一个相互独立又相互关联的照明系统。降低资源消耗,节约电力,节能减排,具体照明系统流程如图1所示。

图1

结余

在现代建筑发展进程中,加强低压供配电系统设计的可靠性与安全性的研究,认真实施相关完善措施,对现代建筑的可持续发展具有促进作用。目前,建筑内部电气设备朝着多样化方向发展,在具体施工中具有高度复杂性,因此在设计实践中应优化低压供配电运转环境,优化相关电气设备类型的选择,保证电力系统运行的可靠性,满足人们日常生活需求,为国民经济发展贡献力量。

参考文献:

[1]邓绍秋.建筑电气工程中低压配电系统的安装与调试探讨[J].智能城市,2019,5(3):118-119.

[2]陈涛.高层建筑电气设计中低压配电系统安全性初探[J].建材与装饰,2018(28):197-198.

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