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【摘要】本文首先介绍了建筑电气配电线路设计应遵循的原则，其次重点探究了配电线路设计，最后探讨了供配电线路节能要点。本文的研究具有重要的理论价值，推动了我国建筑电气供配电线路设计的发展，具有重要意义。
【关键词】建筑；电气；供配电线路；设计
中图分类号： F407.6文献标识码： A
一、前言
随着我国现代化建设事业的不断发展，我国的建筑行业发展迅速，建筑电气供配电线路设计是建筑装修的重点内容，也是基础内容之一，我们必须掌握相应的设计知识，使建筑电气供配电线路得到很好的设计。
二、建筑电气配电线路设计应遵循的原则
1、满足建筑物的功能要求
满足建筑物的功能要求主要有：满足建筑物不同场所的色温、显色指数以及照度的要求；满足舒适性空调对温度及新风量的要求； 满足医疗建筑、酒店、体育场馆以及餐饮娱乐场所等电气设施用电的要求以及多功能厅、 展厅等照明用电的要求。
2、考虑实际经济效益
不能因为追求节能而不考虑所消耗的投资，随意增加运行的费用。 节能要充分结合实际情况，对经济效益进行评估，经过比较分析，选用合理的节能材料和设备，尽量保证在较短的时间内能够收回在节能方面增加的投资。
3、节省无谓消耗的能量
减少能量的无谓消耗是节能的关键。在进行建筑电气设计时，首先应明确哪些能量的消耗是没有必要的无谓消耗，再结合实际情况选择合适的节能措施。 如消耗在电能传输线路上能量、变压器的功率耗能等都是无用的能量损耗；又如量大面广的照明容量，应通过先进的控制技术和调光技术降低其能量的损耗。 总之，节能设计一定要在满足功能要求、技术先进以及经济合理的原则下进行。
三、配电线路设计
本设计以实验楼为例，实验楼用电器一般有二类: 一类为照明电器, 一类为实验仪器。随着科技的发展, 实验仪器也在不断进步, 其中高、精、尖仪器比例不断增加, 这类仪器对电能质量要求较高, 如何才能满足不同电器的用电要求呢, 供配电线路的设计相当重要, 在设计过程中应注意以下几点。
1、区分负载性质, 采用分路供电及控制
实验楼供电母线一般采用埋地电缆进入, 楼负载较小时,可直接采用 380V/220V 低压母线供电; 负载较大, 则采用3000V-10000V 高压母线供电, 再通过变压器变压后配电。实验楼内负载种类多, 且各种负载对电源及接地要求各不相同,设计时应考虑分路供电。比如电子计算机等一些精密电子仪器, 对电源電压波动及高次谐波很敏感, 电源电压波动大或正弦性差, 都会造成电子设备不能运行或运行效能降低, 使实验不能进行或结果出现偏差。照明线路中的荧光灯等一些非线性负荷, 产生的谐波会影响电子设备的正常工作, 因此, 计算机房及精密电子设备的供电, 应设计独立的供电回路, 并且在回路内最好加设交流不间断电源, 以防意外停电对设备的影响。
2、合理计算负载, 保证三相负载平衡
三相负载不平衡, 会造成中性线电位偏移, 使单相电压出现较大偏差, 其上用电器不能正常工作, 这个问题也是电气设计过程中必须考虑的问题。在实验楼内, 由于单相用电设备较多, 设计时不注意, 往往会造成三相的不平衡。
3、布线合理, 避免相互干扰
实验楼内有多种布线系统, 包括有供电线路布线系统、通信自动化系统、火灾报警及消防联动系统、保安监控系统、办公自动化系统、闭路电视系统等。在其中, 有些是强电系统, 有些是弱电系统, 而弱电线路易受强电线路的电磁干扰, 造成信号模糊、噪声大, 甚至不能正确使用。因此, 在布线过程中应注意将信号线与电源线分开布设, 弱电线路采用屏蔽措施, 并与强电线路隔开一定距离布置。
4、导线的选用
导线的选用参数主要是材质与截面积二项。材质一般有铜和铝二种, 室内布线一般采用铜导线, 因为铜导线具有较高的过载余量, 虽然其价格比铝导线高, 但在安全用电方面, 铜导线具有绝对的优势。
5、保护元件的选用
实验楼电气保护主要有过载保护、短路保护及漏电保护。因楼内各室负荷大小不一, 仪器设备过载能力不一, 所需的保护要求不一, 为了起可靠的保护, 应采用上下级的电气保护系统, 即在配电室、 各楼层、各室均装设保护元件。为了便于维护,在各室只要装设带漏电保护的微型断路器即可, 发生脱扣时, 一般人员就可恢复, 如采用熔断器, 烧毁时要由专业电工进行更换; 但在各楼层、配电室及有大功率用电器的实验室, 因负载大, 电流大, 当发生大电流短路时, 微型断路器分断能力往往不够, 必须采用塑壳断路器才能可靠分断, 而且选择断路器时应注意其分断能力应大于线路的最大短路电流。保护元件在选用上除额定电压、额定电流应与所保护电路匹配外, 动作时间也要满足被保护电路或设备的要求。
四、供配电线路节能要点
1、负荷计算必须准确
电力负荷是供电设计的依据参数。计算准确与否,对合理选择设备及安全可靠与经济运行,均起决定性作用。用电负荷计算方法选择得当,会达到节约有色金属、节约能源的目的,若选择不当,会给用户带来不必要的投资和能源浪费。用电负荷计算方法宜按下列原则选取:在方案设计阶段可采用单位指标法;在初步设计阶段及施工图设计阶段,宜采用需要系数法。
2、合理选择供电电压
同等情况下,电压越高,损耗越小。民用建筑用电设备电压等级大部分为220/380 V,但一些大型或特大型的民用建筑的空调主机为了达到节能目的,经方案比较,可以选择10(6)kV的制冷设备。
3、合理选择线路路径以减小导线长度
变配电室及配电箱应尽量靠近负荷中心,以缩短线路供电距离,减少线路损失。低压线路的供电半径一般不超过250m,当建筑物每层面积不少于10000 m2时,至少要设2个变配电所,以减少干线的长度。在高层建筑中,低压配电室应靠近强电竖井,而且由低压配电室提供给每个竖井的干线,不应产生“支线沿着干线倒送电能”的现象,线路尽可能走直线,少走弯路,以减少导线长度。
4、均衡三相负荷
采用三相四线制配电线路,在各相负荷均衡的情况下,中性线的电流为零,当然,中性线上就没有能耗,也没有电压降,所以,中性线上电流越小,能耗就越少。三相配电系统的住宅或办公楼,其同类负荷应均匀地分配于各相上,避免如L1相均为照明负荷,L2相均为插座负荷,L3相均为电热负荷的情况出现。单相供电的住宅,应将各种户型的负荷均匀地分配到各相序。
5、选用电阻率较小的材质作导线
铜芯最佳,但又要贯彻节约用铜的原则。因此,在负荷较大的一类、二类建筑中采用铜导线,在三类或负荷量较小的建筑中,可采用铝芯导线。
6、合理选择电缆、导线截面
在满足允许载流量、运行电压损失、机械强度、动热稳定等各种技术指标前提下,应按经济电流密度合理选择导线截面,并应从降低电能损耗、减少投资和节约有色金属等方面综合衡量。但是,经济电流密度的确定很复杂。目前,我国按最大负荷利用小时数Tm ax查经济电流密度选择导线、电缆截面。然而,该经济电流密度是有缺陷的,它没有考虑负荷的功率因数对经济电流密度的影响,且线路的投资、年运行费是变化的。
7、合理地提高供配电系统的功率因数
若系统自然功率因数达不到接入电网要求时,应进行无功补偿,提高功率因数,减少能量损耗。具体方法如下。
(1)在设计中,尽可能采用功率因数高的用电设备,减少用电设备无功损耗,提高用电设备的自然功率因数。
(2)安装无功补偿装置。目前,民用建筑设计中,绝大部分采用变压器低压侧集中补偿,这种作法仅减少了区域变电站至用户处的高压线路上的无功传输,提高了用户处的功率因数,可以不受或少受电业局的罚款。而对用户,无功仍由变压器低压母线经传输线路输送到各用户点,低压线路上的无功传输并没有减少,那么,无功补偿也就达不到节能的目的。
五、结束语
电气在我们的生活中占有重要的地位，与我们的生活息息相关，并且提高了人们的生活水平。建筑电气中供配电线路的合理设计，能够在一定的程度上节能电力资源，并且使人们的生活更加方便，因此，加强对其的研究是至关重要的。
参考文献
[1]刘爱平.对建筑电气中供配电线路设计的探讨［J］.广东科技，2007.
[2]刘昌明.建筑供配电线路的节能设计［J］.四川建筑科学研究，2011.
[3]刘昌明.建筑供配电系统安装[M].北京:机械工业出版社,2007.
[4]吴恩生，张家林.对建筑电气中供配电线路设计的探讨［J］.城市建设理论研究，2012.
【关键词】建筑；电气；供配电线路；设计
中图分类号： F407.6文献标识码： A
一、前言
随着我国现代化建设事业的不断发展，我国的建筑行业发展迅速，建筑电气供配电线路设计是建筑装修的重点内容，也是基础内容之一，我们必须掌握相应的设计知识，使建筑电气供配电线路得到很好的设计。
二、建筑电气配电线路设计应遵循的原则
1、满足建筑物的功能要求
满足建筑物的功能要求主要有：满足建筑物不同场所的色温、显色指数以及照度的要求；满足舒适性空调对温度及新风量的要求； 满足医疗建筑、酒店、体育场馆以及餐饮娱乐场所等电气设施用电的要求以及多功能厅、 展厅等照明用电的要求。
2、考虑实际经济效益
不能因为追求节能而不考虑所消耗的投资，随意增加运行的费用。 节能要充分结合实际情况，对经济效益进行评估，经过比较分析，选用合理的节能材料和设备，尽量保证在较短的时间内能够收回在节能方面增加的投资。
3、节省无谓消耗的能量
减少能量的无谓消耗是节能的关键。在进行建筑电气设计时，首先应明确哪些能量的消耗是没有必要的无谓消耗，再结合实际情况选择合适的节能措施。 如消耗在电能传输线路上能量、变压器的功率耗能等都是无用的能量损耗；又如量大面广的照明容量，应通过先进的控制技术和调光技术降低其能量的损耗。 总之，节能设计一定要在满足功能要求、技术先进以及经济合理的原则下进行。
三、配电线路设计
本设计以实验楼为例，实验楼用电器一般有二类: 一类为照明电器, 一类为实验仪器。随着科技的发展, 实验仪器也在不断进步, 其中高、精、尖仪器比例不断增加, 这类仪器对电能质量要求较高, 如何才能满足不同电器的用电要求呢, 供配电线路的设计相当重要, 在设计过程中应注意以下几点。
1、区分负载性质, 采用分路供电及控制
实验楼供电母线一般采用埋地电缆进入, 楼负载较小时,可直接采用 380V/220V 低压母线供电; 负载较大, 则采用3000V-10000V 高压母线供电, 再通过变压器变压后配电。实验楼内负载种类多, 且各种负载对电源及接地要求各不相同,设计时应考虑分路供电。比如电子计算机等一些精密电子仪器, 对电源電压波动及高次谐波很敏感, 电源电压波动大或正弦性差, 都会造成电子设备不能运行或运行效能降低, 使实验不能进行或结果出现偏差。照明线路中的荧光灯等一些非线性负荷, 产生的谐波会影响电子设备的正常工作, 因此, 计算机房及精密电子设备的供电, 应设计独立的供电回路, 并且在回路内最好加设交流不间断电源, 以防意外停电对设备的影响。
2、合理计算负载, 保证三相负载平衡
三相负载不平衡, 会造成中性线电位偏移, 使单相电压出现较大偏差, 其上用电器不能正常工作, 这个问题也是电气设计过程中必须考虑的问题。在实验楼内, 由于单相用电设备较多, 设计时不注意, 往往会造成三相的不平衡。
3、布线合理, 避免相互干扰
实验楼内有多种布线系统, 包括有供电线路布线系统、通信自动化系统、火灾报警及消防联动系统、保安监控系统、办公自动化系统、闭路电视系统等。在其中, 有些是强电系统, 有些是弱电系统, 而弱电线路易受强电线路的电磁干扰, 造成信号模糊、噪声大, 甚至不能正确使用。因此, 在布线过程中应注意将信号线与电源线分开布设, 弱电线路采用屏蔽措施, 并与强电线路隔开一定距离布置。
4、导线的选用
导线的选用参数主要是材质与截面积二项。材质一般有铜和铝二种, 室内布线一般采用铜导线, 因为铜导线具有较高的过载余量, 虽然其价格比铝导线高, 但在安全用电方面, 铜导线具有绝对的优势。
5、保护元件的选用
实验楼电气保护主要有过载保护、短路保护及漏电保护。因楼内各室负荷大小不一, 仪器设备过载能力不一, 所需的保护要求不一, 为了起可靠的保护, 应采用上下级的电气保护系统, 即在配电室、 各楼层、各室均装设保护元件。为了便于维护,在各室只要装设带漏电保护的微型断路器即可, 发生脱扣时, 一般人员就可恢复, 如采用熔断器, 烧毁时要由专业电工进行更换; 但在各楼层、配电室及有大功率用电器的实验室, 因负载大, 电流大, 当发生大电流短路时, 微型断路器分断能力往往不够, 必须采用塑壳断路器才能可靠分断, 而且选择断路器时应注意其分断能力应大于线路的最大短路电流。保护元件在选用上除额定电压、额定电流应与所保护电路匹配外, 动作时间也要满足被保护电路或设备的要求。
四、供配电线路节能要点
1、负荷计算必须准确
电力负荷是供电设计的依据参数。计算准确与否,对合理选择设备及安全可靠与经济运行,均起决定性作用。用电负荷计算方法选择得当,会达到节约有色金属、节约能源的目的,若选择不当,会给用户带来不必要的投资和能源浪费。用电负荷计算方法宜按下列原则选取:在方案设计阶段可采用单位指标法;在初步设计阶段及施工图设计阶段,宜采用需要系数法。
2、合理选择供电电压
同等情况下,电压越高,损耗越小。民用建筑用电设备电压等级大部分为220/380 V,但一些大型或特大型的民用建筑的空调主机为了达到节能目的,经方案比较,可以选择10(6)kV的制冷设备。
3、合理选择线路路径以减小导线长度
变配电室及配电箱应尽量靠近负荷中心,以缩短线路供电距离,减少线路损失。低压线路的供电半径一般不超过250m,当建筑物每层面积不少于10000 m2时,至少要设2个变配电所,以减少干线的长度。在高层建筑中,低压配电室应靠近强电竖井,而且由低压配电室提供给每个竖井的干线,不应产生“支线沿着干线倒送电能”的现象,线路尽可能走直线,少走弯路,以减少导线长度。
4、均衡三相负荷
采用三相四线制配电线路,在各相负荷均衡的情况下,中性线的电流为零,当然,中性线上就没有能耗,也没有电压降,所以,中性线上电流越小,能耗就越少。三相配电系统的住宅或办公楼,其同类负荷应均匀地分配于各相上,避免如L1相均为照明负荷,L2相均为插座负荷,L3相均为电热负荷的情况出现。单相供电的住宅,应将各种户型的负荷均匀地分配到各相序。
5、选用电阻率较小的材质作导线
铜芯最佳,但又要贯彻节约用铜的原则。因此,在负荷较大的一类、二类建筑中采用铜导线,在三类或负荷量较小的建筑中,可采用铝芯导线。
6、合理选择电缆、导线截面
在满足允许载流量、运行电压损失、机械强度、动热稳定等各种技术指标前提下,应按经济电流密度合理选择导线截面,并应从降低电能损耗、减少投资和节约有色金属等方面综合衡量。但是,经济电流密度的确定很复杂。目前,我国按最大负荷利用小时数Tm ax查经济电流密度选择导线、电缆截面。然而,该经济电流密度是有缺陷的,它没有考虑负荷的功率因数对经济电流密度的影响,且线路的投资、年运行费是变化的。
7、合理地提高供配电系统的功率因数
若系统自然功率因数达不到接入电网要求时,应进行无功补偿,提高功率因数,减少能量损耗。具体方法如下。
(1)在设计中,尽可能采用功率因数高的用电设备,减少用电设备无功损耗,提高用电设备的自然功率因数。
(2)安装无功补偿装置。目前,民用建筑设计中,绝大部分采用变压器低压侧集中补偿,这种作法仅减少了区域变电站至用户处的高压线路上的无功传输,提高了用户处的功率因数,可以不受或少受电业局的罚款。而对用户,无功仍由变压器低压母线经传输线路输送到各用户点,低压线路上的无功传输并没有减少,那么,无功补偿也就达不到节能的目的。
五、结束语
电气在我们的生活中占有重要的地位，与我们的生活息息相关，并且提高了人们的生活水平。建筑电气中供配电线路的合理设计，能够在一定的程度上节能电力资源，并且使人们的生活更加方便，因此，加强对其的研究是至关重要的。
参考文献
[1]刘爱平.对建筑电气中供配电线路设计的探讨［J］.广东科技，2007.
[2]刘昌明.建筑供配电线路的节能设计［J］.四川建筑科学研究，2011.
[3]刘昌明.建筑供配电系统安装[M].北京:机械工业出版社,2007.
[4]吴恩生，张家林.对建筑电气中供配电线路设计的探讨［J］.城市建设理论研究，2012.