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摘要：本文对民用建筑供配电系统设计中的基本要点及问题进行了分析探讨，提出了自己的看法，供大家参考。
关键词：民用建筑；电气；供配电系统。
安全可靠的电力供应是居民生产、生活的重要保障。建筑供配电系统作为电力系统供应的重要组成部分，系统设计的优劣将直接影响用户的用电感受。在满足安全性、可靠性的同时，提高电能质量并使系统经济、合理运行，建设节约型社会也是在供配电系统设计中面临的基本问题。供配电系统的设计应按负荷性质、用电容量、工程特点、系统规模和发展规划以及当地供电条件，合理确定设计方案。下面仅对设计过程中的一些基本问题做一些粗浅的探讨。
1 负荷等级及供电要求
用电负荷根据供电可靠性及中断供电在人员安全、政治、经济上所造成的损失或影响程度，分为一级负荷、二级负荷及三级负荷。
消防设备负荷等级应满足《高层民用建筑设计防火规范》及《建筑设计防火规范》的规定。《高层民用建筑设计防火规范》规定一类高层民用建筑内的消防用电应为一级负荷，二类高层民用建筑内的消防用电应为二级负荷；《建筑设计防火规范》中对多层建筑消防负荷等級划分为二级和三级负荷。另外如剧场、体育馆等特殊建筑以及汽车库、停车场等建筑，消防用电设备负荷等级还应满足《汽车库、修车库、停车场设计防火规范》等规范的要求，设计中应特别注意。
供电要求：一级负荷应由两个电源供电，当一个电源发生故障时，另一个电源不应同时受到损坏，对于一级负荷中的特别重要负荷，还应增设第三电源。二级负荷的供电系统，宜由两回线路供电。在负荷较小或地区供电条件困难时，二级负荷可由一回路6kV及以上专用的架空线路或电缆供电。当采用架空线时，可为一回路架空线供电；当采用电缆线路时，应采用两根电缆组成的线路供电，其每根电缆应能承受100%的二级负荷。三级负荷供电无特殊要求可采用单电源供电，只要能够保证供电的持续性，在正常的情况下不会中断即可。
2 供电电压的选择
用电单位的供电电压应根据用电负荷容量、设备特征、供电距离、当地公共电网现状及其发展规划等因素，经技术经济比较后确定。
当用电设备总容量在250kW及以上或变压器容量在160kVA及以上时，宜以10（6）kV供电；当用电设备总容量在250kW以下或变压器容量在160kVA以下时，可由低压供电。
3 供电电源及配电系统
供电电源主要包括市政电源、自备电源。自备电源主要包括发电机组、蓄电池电源等。在工程设计中根据工程的实际情况，供电电源可由以上一种或几种电源的组合构成。以下对工程中四种常见的供电方案做简单说明。
1）单路10KV电源供电，详见附图1。
此供电形式一般用于负荷等级为三级的建筑物供电。图中消防负荷与非消防负荷分组供电，实际设计中可根据工程实际情况决定分组或不分组。
（四）双重10KV电源供电，接线形式为单母线分段运行方式，中间设联络开关，部分特别重要回路增设EPS（UPS）电源，详见附图2。
此供电形式一般用于一、二级负荷容量较大，一级负荷中特别重要负荷容量较小（如主要为计算机网络系统和部分电子信息系统），取得市政第二电源较为便利、经济合理时建筑的供电。
（五）单路10KV电源供电，设置自备柴油发电机作为备用电源。接线形式为单母线分段运行，市电与自备发电机电源设置双电源装换开关，部分特别重要回路增设EPS（UPS）电源，详见附图3。
此供电形式一般用于一、二级负荷容量较大，一级负荷中特别重要负荷容量较小（如主要为计算机网络系统和部分电子信息系统），设置自备电源比从电力系统取得第二电源经济合理或第二电源不能满足一级负荷要求时系统的供电。
4）双重10KV电源供电，接线形式为单母线分段运行方式，中间设联络开关，设置自备柴油发电机作为自备应急电源，部分特别重要回路增设EPS（UPS）电源，详见附图4。
此供电形式一般用于一、二级负荷容量较大，且一级负荷中特别重要负荷容量较大时的供电，如电信枢纽、数据中心等工程等。
根据《应急照明系统》设计规范，应急照明的应急电源应为蓄电池电源，所以应急照明系统的供电除市电或自备柴油发电机电源外，灯具应自带蓄电池或设置集中蓄电池作为应急电源。另外部分地方电力部门不允许10KV用户端设置高压联络，所以在确定供电方案时应首先与项目所在地电力部门进行沟通。
消防负荷应采用专用回路供电。且高层建筑的消防控制室、火灾自动报警及联动控制装置、防排烟风机、消防水泵、消防电梯等设备的双路（双回路）电源应在最末一级配电箱处设置自动转换装置。而非消防负荷的双路（双回路）电源规范未强调末端自动切换。设计中采取何种方式，可以根据工程的规模、功能的要求等实际情况确定。
一些特别重要的建筑根据市政电源情况可采用3路或3路以上市政高压电源接入。对部分特别重要回路摘除ATS，两路市电各带一套系统互为备份，因设计中不常采用，本文不再做详细说明。
4 负荷计算
工程中常用的负荷计算方法有需要系数法、利用系数法、单位面积功率法和单位指标法等。设计中应根据不同的设计阶段选择合适的负荷计算方法。初步设计及施工图阶段计算负荷的确定宜采用需要系数法，方案阶段可采用单位指标法。
5 变压器负荷率及容量确定
变压器参数一定，负荷变化时，当变压器的铜损等于铁损时，或者说运行损耗等于空载损耗时，变压器自身的损耗最小，效率最高。这时的负载率为最佳负载率，计算式是：
βjp=（P0/Pk）1/2
βjz=[（P0+KQ0）/（Pk+KQk）]1/2
式中K———变压器的无功损耗对网络造成的有功损耗系数，一般取0.02～0.1
βjp———有功最佳负载率
βjz———综合最佳负载率
我国近年来低损耗变压器的βjp为0.45左右。实际工程设计中如果变压器的负荷率按照最佳负载率设计，会存在变压器装机容量较大，初投资增加且变配电房占用建筑面积大等问题。所以在实际工程中变压器负荷率的确定应综合考虑变压器初投资与运行损耗的关系，选择最经济的负荷率。
供配电设置手册中给出的变压器负荷率宜为65%-85%，《民用建筑电气设计规范》规定变压器长期工作负荷率不宜超过85%，笔者认为实际工程设计中变压器的负荷率可控制在80%左右。但应引起注意的是根据实际调查，一般建筑在实际使用过程中变压器的负载率普遍偏低，部分建筑高峰运行时甚至只有20%左右，远远低于设计预期值，这不仅导致了变压器空载损耗的增加且造成设备资源的浪费，所以在设计阶段在确定变压器装机容量时，设备用电的同时系数可在手册给出的范围内取低值，并不宜预留太大裕量。
6 结束语
针对具体建筑的供配电设计方案，应严格遵守国家相关设计规范，并针对项目自身特点具体分析，先确定用户负荷等级，然后明确各用电设备的负荷等级及用电容量，统筹考虑，使供配电系统的设计更加安全可靠、高效、合理。
参考文献：
[1] 中国航空工业规划设计研究院组编.《工业与民用配电设计手册》 第三版
[2] 中国建筑工业出版社 《民用建筑电气设计规范》JGJ16-2008
[3] 李炳华，刘文坤.民用建筑中供配电系统若干问题的再思考[J].建筑电气.2010，（09）.
关键词：民用建筑；电气；供配电系统。
安全可靠的电力供应是居民生产、生活的重要保障。建筑供配电系统作为电力系统供应的重要组成部分，系统设计的优劣将直接影响用户的用电感受。在满足安全性、可靠性的同时，提高电能质量并使系统经济、合理运行，建设节约型社会也是在供配电系统设计中面临的基本问题。供配电系统的设计应按负荷性质、用电容量、工程特点、系统规模和发展规划以及当地供电条件，合理确定设计方案。下面仅对设计过程中的一些基本问题做一些粗浅的探讨。
1 负荷等级及供电要求
用电负荷根据供电可靠性及中断供电在人员安全、政治、经济上所造成的损失或影响程度，分为一级负荷、二级负荷及三级负荷。
消防设备负荷等级应满足《高层民用建筑设计防火规范》及《建筑设计防火规范》的规定。《高层民用建筑设计防火规范》规定一类高层民用建筑内的消防用电应为一级负荷，二类高层民用建筑内的消防用电应为二级负荷；《建筑设计防火规范》中对多层建筑消防负荷等級划分为二级和三级负荷。另外如剧场、体育馆等特殊建筑以及汽车库、停车场等建筑，消防用电设备负荷等级还应满足《汽车库、修车库、停车场设计防火规范》等规范的要求，设计中应特别注意。
供电要求：一级负荷应由两个电源供电，当一个电源发生故障时，另一个电源不应同时受到损坏，对于一级负荷中的特别重要负荷，还应增设第三电源。二级负荷的供电系统，宜由两回线路供电。在负荷较小或地区供电条件困难时，二级负荷可由一回路6kV及以上专用的架空线路或电缆供电。当采用架空线时，可为一回路架空线供电；当采用电缆线路时，应采用两根电缆组成的线路供电，其每根电缆应能承受100%的二级负荷。三级负荷供电无特殊要求可采用单电源供电，只要能够保证供电的持续性，在正常的情况下不会中断即可。
2 供电电压的选择
用电单位的供电电压应根据用电负荷容量、设备特征、供电距离、当地公共电网现状及其发展规划等因素，经技术经济比较后确定。
当用电设备总容量在250kW及以上或变压器容量在160kVA及以上时，宜以10（6）kV供电；当用电设备总容量在250kW以下或变压器容量在160kVA以下时，可由低压供电。
3 供电电源及配电系统
供电电源主要包括市政电源、自备电源。自备电源主要包括发电机组、蓄电池电源等。在工程设计中根据工程的实际情况，供电电源可由以上一种或几种电源的组合构成。以下对工程中四种常见的供电方案做简单说明。
1）单路10KV电源供电，详见附图1。
此供电形式一般用于负荷等级为三级的建筑物供电。图中消防负荷与非消防负荷分组供电，实际设计中可根据工程实际情况决定分组或不分组。
（四）双重10KV电源供电，接线形式为单母线分段运行方式，中间设联络开关，部分特别重要回路增设EPS（UPS）电源，详见附图2。
此供电形式一般用于一、二级负荷容量较大，一级负荷中特别重要负荷容量较小（如主要为计算机网络系统和部分电子信息系统），取得市政第二电源较为便利、经济合理时建筑的供电。
（五）单路10KV电源供电，设置自备柴油发电机作为备用电源。接线形式为单母线分段运行，市电与自备发电机电源设置双电源装换开关，部分特别重要回路增设EPS（UPS）电源，详见附图3。
此供电形式一般用于一、二级负荷容量较大，一级负荷中特别重要负荷容量较小（如主要为计算机网络系统和部分电子信息系统），设置自备电源比从电力系统取得第二电源经济合理或第二电源不能满足一级负荷要求时系统的供电。
4）双重10KV电源供电，接线形式为单母线分段运行方式，中间设联络开关，设置自备柴油发电机作为自备应急电源，部分特别重要回路增设EPS（UPS）电源，详见附图4。
此供电形式一般用于一、二级负荷容量较大，且一级负荷中特别重要负荷容量较大时的供电，如电信枢纽、数据中心等工程等。
根据《应急照明系统》设计规范，应急照明的应急电源应为蓄电池电源，所以应急照明系统的供电除市电或自备柴油发电机电源外，灯具应自带蓄电池或设置集中蓄电池作为应急电源。另外部分地方电力部门不允许10KV用户端设置高压联络，所以在确定供电方案时应首先与项目所在地电力部门进行沟通。
消防负荷应采用专用回路供电。且高层建筑的消防控制室、火灾自动报警及联动控制装置、防排烟风机、消防水泵、消防电梯等设备的双路（双回路）电源应在最末一级配电箱处设置自动转换装置。而非消防负荷的双路（双回路）电源规范未强调末端自动切换。设计中采取何种方式，可以根据工程的规模、功能的要求等实际情况确定。
一些特别重要的建筑根据市政电源情况可采用3路或3路以上市政高压电源接入。对部分特别重要回路摘除ATS，两路市电各带一套系统互为备份，因设计中不常采用，本文不再做详细说明。
4 负荷计算
工程中常用的负荷计算方法有需要系数法、利用系数法、单位面积功率法和单位指标法等。设计中应根据不同的设计阶段选择合适的负荷计算方法。初步设计及施工图阶段计算负荷的确定宜采用需要系数法，方案阶段可采用单位指标法。
5 变压器负荷率及容量确定
变压器参数一定，负荷变化时，当变压器的铜损等于铁损时，或者说运行损耗等于空载损耗时，变压器自身的损耗最小，效率最高。这时的负载率为最佳负载率，计算式是：
βjp=（P0/Pk）1/2
βjz=[（P0+KQ0）/（Pk+KQk）]1/2
式中K———变压器的无功损耗对网络造成的有功损耗系数，一般取0.02～0.1
βjp———有功最佳负载率
βjz———综合最佳负载率
我国近年来低损耗变压器的βjp为0.45左右。实际工程设计中如果变压器的负荷率按照最佳负载率设计，会存在变压器装机容量较大，初投资增加且变配电房占用建筑面积大等问题。所以在实际工程中变压器负荷率的确定应综合考虑变压器初投资与运行损耗的关系，选择最经济的负荷率。
供配电设置手册中给出的变压器负荷率宜为65%-85%，《民用建筑电气设计规范》规定变压器长期工作负荷率不宜超过85%，笔者认为实际工程设计中变压器的负荷率可控制在80%左右。但应引起注意的是根据实际调查，一般建筑在实际使用过程中变压器的负载率普遍偏低，部分建筑高峰运行时甚至只有20%左右，远远低于设计预期值，这不仅导致了变压器空载损耗的增加且造成设备资源的浪费，所以在设计阶段在确定变压器装机容量时，设备用电的同时系数可在手册给出的范围内取低值，并不宜预留太大裕量。
6 结束语
针对具体建筑的供配电设计方案，应严格遵守国家相关设计规范，并针对项目自身特点具体分析，先确定用户负荷等级，然后明确各用电设备的负荷等级及用电容量，统筹考虑，使供配电系统的设计更加安全可靠、高效、合理。
参考文献：
[1] 中国航空工业规划设计研究院组编.《工业与民用配电设计手册》 第三版
[2] 中国建筑工业出版社 《民用建筑电气设计规范》JGJ16-2008
[3] 李炳华，刘文坤.民用建筑中供配电系统若干问题的再思考[J].建筑电气.2010，（09）.