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摘要:随着现代科学技术的发展和人们生活水平的提高,人们对居住环境的安全、舒适、实用、方便、环保等方面的要求日益提高。近年来信息技术、计算机及网络控制技术、自动控制的发展及智能建筑的产生。使得住宅小区的电气设计由以前单纯的照明及小家电功能向更为智能化方向发展。本次论文以小区电气部分设计为例,针对综合性住宅小区的建设规模,根据国家相关标准和规范,结合小区的总体规划及用电负荷特征,对小区供配电系统进行电气设计。
关键词:电气设计,住宅小区,变压器,线路中图分类号:TU文献标识码:A文章编号:(2020)-02-093
1引言
传统建筑电气技术在建筑中的应用已相当广泛,且产品种类繁多。就单个产品而言,其技术已日益成熟,但就总体而言,这些传统电气技术的应用却是相互独立的,尤其是末端电器产品,缺少系统之间的相互联结。随着产品本身功能的复杂化以及人们对办公环境、生活环境要求的提高,传统电气技术就存在着明显的不足,主要表现为:使用不方便、不利于节能、管理效率低、建筑安全性能不高等。
另-外面,随着经济与社会的发展,建筑电气在国民经济发展中正发挥越来越重要的作用。为了满足使用功能与众多服务的要求,必须在建筑物中设置照明设备、冷热源设备、给排水设备、污水处理设备、变配电设备、应急供电设备、安全防范、信息通信等建筑设备,这些建筑设备的数量庞大,分布区域广,不仅需要提供安全可靠的电源,更需要对成千上万个参数进行实时监视与控制。
因此,新-代建筑电气技术不仅要满足建筑物对信息流与能源流的分配与控制,还要采用数字化与智能化的技术实现各种优化管理与节能控制,进而为建筑群整个区域的综合事务管理提供技术保障。显然,数字化、智能化与绿色化已经成为现代建筑电气技术发展的方向和趋势。
2国内外的研究状况
随着市场经济的发展,国家在城乡电网建设和改造中,要求高压直接进入负荷中心,形成高压受电-变压器降压-低压配电的供电格局,所以供配电要向节地、节电、紧凑型、小型化、无人值守的方向发展,箱式变电站(简称箱变)正是具有这些特点的最佳产品。其次随着社会发展和城市化进程的加快,负荷密度越来越高,城市用地越来越紧张,城市配电网逐步由架空向电缆过渡,架杆方式安装的配电变压器越来越不适应人们的要求。因此,预装式变电站成为主要的配电设备之-。再次人们对供电质量尤其是供电的可靠性要求越来越高,而采用高压环网或双电源供电、低压网自动投切等先进技术的预装式变电站成为首选的配电设备。
与此同时,由于信息化、网络化和智能化住宅小区发展,因此不仅要求箱变安全可靠,同时要求具有“四遥”(遥测、遥讯、遥调、遥控)的智能化功能。这种智能箱式变电站(简称智能箱变)环网供电时,在特定自主软件配合下,能完成故障区段自动定位、故障切除、负荷转带、网络重构等功能,从而保证在-分钟左右恢复送电。经笔者到处走访观察,-些中等城市像平顶山、信阳,大部分小区用的都是两个电线杆中间加个变压器,这种方式很简单,也很经济,就是很不美观,到处都是架空线,严重影响小区的美观,笔者站在配电的变压器下面感觉到很危险。似乎感觉到要掉下来,也没有保护措施,变压器暴露在自然环境中。根据现代化建设的要求,建议居民住宅小区要首选小型化箱式配变,因为独立配电室投资高,配电房与居民小区住房不相协调,影响整体美观和建设标准的-致性,况且其建设位置因与住房争地盘,也较难设计在负荷中心,造成供电半径向-侧伸展,供电结构不合理,电压质量差,线损增大;杆上变压器-般在路旁,10kV线路采用架空引入,低压采用架空沿墙敷设或地下电缆配电,也影响了小区的环境形象,还容易出现电力事故,很不安全,供电质量难以保证,低压线损高,杆上变压器不能满足负荷增长的需要。
3建筑电气设计的主要内容
3.1供配电系统设计
对于住宅小区的电气设计总体思路是:(1)为了保证供电可靠性,具备至少两个独立电源,具体数量应根据负荷大小及当地电网条件而定。原则上两路独立电源两路同时供电,互作备用。此外,还另装设应急备用燃汽轮或柴油发电机组,设定在15秒钟内自动恢复供电,保证电脑设备、消防设备、事故照明、电梯等事故用电;(2)对于高压开关柜应根据建筑标准,选用具有“五防”功能的真空开关手车式高压开关柜。对于容量低压配电屏的出线,设计做成手车式;(3)对于电力变压器,根据防火要求,主楼内禁止装设大容量的油浸电力变压器;(4)居住建筑中各种电路繁多,为保证各种设备电路的安全、稳定运行,供电电路的主线截面参照规范作相应的计算验证后确定,否则线路截面的过小,使电阻变大,功率过载将导致电路发热或引发火灾;(5)小区建筑中存在冰箱、电视、电脑等大量电子设备,这些电子设备通过保护接地系统的重复接地与共用接地体相连,为保证人员安全,此共用接地体的电阻设计为小于1Ω。
3.2楼层配电设计
小区内各单元住宅供电由小区变配电所引入,采用三相五线(TN-S系统),在变电所经重复接地后进入单元开关箱,再放射到各用户,配电箱中设有漏电、短路、过载等保护,同时选用能切断相线--中性线的断路器。住宅用电负荷计量采用-户-表制,建议将分户电能表及单元总开关集中设置以便管理。户内配电系统:随着家用电器的增多,为降低谐波电压和避免电气线路过载,户内配电系统采用多回路形式,至少应设照明回路、-般插座回路和空调回路[3]。
3.3照明系统设计
在照明设计中必须考虑明视性(作业的照明)、舒适性(环境的照明)、经济性(节能),因我们设计是小区住宅,主要考虑舒适性和经济性这两个方面。灯光的照明的照度的好坏,直接影响到人民的工作、学习和生活,也影响大人民的眼睛的视力。照明设计的目的是根据具体场合的要求,正确地选择光源与灯具,确定合理的照明型式和布灯方案,在节约能源和建筑资金的条件下,来获得-个良好的学习工作环境。照明设计可以烘托建筑造型,可以美化环境,发挥建筑的功能,体现建筑艺术美学,是建筑中不可缺少的-部分。
3.3.1照明系统的分类
建筑照明的种类按用途分为正常照明、事故照明、警卫照明、障碍照明、装饰照明等,本小区的照明主种类有正常照明、事故照明,其它种类的照明无,故此不设计。
3.3.2照度计算
照度计算是照明设计的主要内容之-,是正确进行照明设计的重要环节,是对照明质量作定量评价的技术指标。照度计算的目的是根据照明需要及其他已知条件,来决定照明灯具的数量以及其中电光源的容量,并据此确定照明灯具的布置方案;或者在照明灯具型式、布置及光源的容量都已确定的情况下,通过进行照度计算来定量评价实际使用场合的照明质量[6]。
照度计算的方法通常有利用系数法、单位容量法、逐点计算法等。前两种用于计算工作面上的平均照度,后-种可计算任-倾斜工作面上的照度。
2.3.3光源选择
选择光源时,应在满足显色性、启动时间等要求条件下,根据光源、灯具及镇流器等的效率、寿命和价格在进行综合技术经济分析后确定。
(1)高度较低房间,如办公室、教室、会议室及仪表、电子等生产车间宜采用细管径直管荧光灯;
(2)商店营业厅宜采用细管径直管荧光灯、紧凑型荧光灯或小功率的金属卤化物灯;
(3)高度较高的工业厂房,应按照生产使用要求,采用金属卤化物灯或高压钠灯,亦可采用大功率细管径直管荧光灯;
(4)-般情况下,室内外照明不应采用普通照明白熾灯。
关键词:电气设计,住宅小区,变压器,线路中图分类号:TU文献标识码:A文章编号:(2020)-02-093
1引言
传统建筑电气技术在建筑中的应用已相当广泛,且产品种类繁多。就单个产品而言,其技术已日益成熟,但就总体而言,这些传统电气技术的应用却是相互独立的,尤其是末端电器产品,缺少系统之间的相互联结。随着产品本身功能的复杂化以及人们对办公环境、生活环境要求的提高,传统电气技术就存在着明显的不足,主要表现为:使用不方便、不利于节能、管理效率低、建筑安全性能不高等。
另-外面,随着经济与社会的发展,建筑电气在国民经济发展中正发挥越来越重要的作用。为了满足使用功能与众多服务的要求,必须在建筑物中设置照明设备、冷热源设备、给排水设备、污水处理设备、变配电设备、应急供电设备、安全防范、信息通信等建筑设备,这些建筑设备的数量庞大,分布区域广,不仅需要提供安全可靠的电源,更需要对成千上万个参数进行实时监视与控制。
因此,新-代建筑电气技术不仅要满足建筑物对信息流与能源流的分配与控制,还要采用数字化与智能化的技术实现各种优化管理与节能控制,进而为建筑群整个区域的综合事务管理提供技术保障。显然,数字化、智能化与绿色化已经成为现代建筑电气技术发展的方向和趋势。
2国内外的研究状况
随着市场经济的发展,国家在城乡电网建设和改造中,要求高压直接进入负荷中心,形成高压受电-变压器降压-低压配电的供电格局,所以供配电要向节地、节电、紧凑型、小型化、无人值守的方向发展,箱式变电站(简称箱变)正是具有这些特点的最佳产品。其次随着社会发展和城市化进程的加快,负荷密度越来越高,城市用地越来越紧张,城市配电网逐步由架空向电缆过渡,架杆方式安装的配电变压器越来越不适应人们的要求。因此,预装式变电站成为主要的配电设备之-。再次人们对供电质量尤其是供电的可靠性要求越来越高,而采用高压环网或双电源供电、低压网自动投切等先进技术的预装式变电站成为首选的配电设备。
与此同时,由于信息化、网络化和智能化住宅小区发展,因此不仅要求箱变安全可靠,同时要求具有“四遥”(遥测、遥讯、遥调、遥控)的智能化功能。这种智能箱式变电站(简称智能箱变)环网供电时,在特定自主软件配合下,能完成故障区段自动定位、故障切除、负荷转带、网络重构等功能,从而保证在-分钟左右恢复送电。经笔者到处走访观察,-些中等城市像平顶山、信阳,大部分小区用的都是两个电线杆中间加个变压器,这种方式很简单,也很经济,就是很不美观,到处都是架空线,严重影响小区的美观,笔者站在配电的变压器下面感觉到很危险。似乎感觉到要掉下来,也没有保护措施,变压器暴露在自然环境中。根据现代化建设的要求,建议居民住宅小区要首选小型化箱式配变,因为独立配电室投资高,配电房与居民小区住房不相协调,影响整体美观和建设标准的-致性,况且其建设位置因与住房争地盘,也较难设计在负荷中心,造成供电半径向-侧伸展,供电结构不合理,电压质量差,线损增大;杆上变压器-般在路旁,10kV线路采用架空引入,低压采用架空沿墙敷设或地下电缆配电,也影响了小区的环境形象,还容易出现电力事故,很不安全,供电质量难以保证,低压线损高,杆上变压器不能满足负荷增长的需要。
3建筑电气设计的主要内容
3.1供配电系统设计
对于住宅小区的电气设计总体思路是:(1)为了保证供电可靠性,具备至少两个独立电源,具体数量应根据负荷大小及当地电网条件而定。原则上两路独立电源两路同时供电,互作备用。此外,还另装设应急备用燃汽轮或柴油发电机组,设定在15秒钟内自动恢复供电,保证电脑设备、消防设备、事故照明、电梯等事故用电;(2)对于高压开关柜应根据建筑标准,选用具有“五防”功能的真空开关手车式高压开关柜。对于容量低压配电屏的出线,设计做成手车式;(3)对于电力变压器,根据防火要求,主楼内禁止装设大容量的油浸电力变压器;(4)居住建筑中各种电路繁多,为保证各种设备电路的安全、稳定运行,供电电路的主线截面参照规范作相应的计算验证后确定,否则线路截面的过小,使电阻变大,功率过载将导致电路发热或引发火灾;(5)小区建筑中存在冰箱、电视、电脑等大量电子设备,这些电子设备通过保护接地系统的重复接地与共用接地体相连,为保证人员安全,此共用接地体的电阻设计为小于1Ω。
3.2楼层配电设计
小区内各单元住宅供电由小区变配电所引入,采用三相五线(TN-S系统),在变电所经重复接地后进入单元开关箱,再放射到各用户,配电箱中设有漏电、短路、过载等保护,同时选用能切断相线--中性线的断路器。住宅用电负荷计量采用-户-表制,建议将分户电能表及单元总开关集中设置以便管理。户内配电系统:随着家用电器的增多,为降低谐波电压和避免电气线路过载,户内配电系统采用多回路形式,至少应设照明回路、-般插座回路和空调回路[3]。
3.3照明系统设计
在照明设计中必须考虑明视性(作业的照明)、舒适性(环境的照明)、经济性(节能),因我们设计是小区住宅,主要考虑舒适性和经济性这两个方面。灯光的照明的照度的好坏,直接影响到人民的工作、学习和生活,也影响大人民的眼睛的视力。照明设计的目的是根据具体场合的要求,正确地选择光源与灯具,确定合理的照明型式和布灯方案,在节约能源和建筑资金的条件下,来获得-个良好的学习工作环境。照明设计可以烘托建筑造型,可以美化环境,发挥建筑的功能,体现建筑艺术美学,是建筑中不可缺少的-部分。
3.3.1照明系统的分类
建筑照明的种类按用途分为正常照明、事故照明、警卫照明、障碍照明、装饰照明等,本小区的照明主种类有正常照明、事故照明,其它种类的照明无,故此不设计。
3.3.2照度计算
照度计算是照明设计的主要内容之-,是正确进行照明设计的重要环节,是对照明质量作定量评价的技术指标。照度计算的目的是根据照明需要及其他已知条件,来决定照明灯具的数量以及其中电光源的容量,并据此确定照明灯具的布置方案;或者在照明灯具型式、布置及光源的容量都已确定的情况下,通过进行照度计算来定量评价实际使用场合的照明质量[6]。
照度计算的方法通常有利用系数法、单位容量法、逐点计算法等。前两种用于计算工作面上的平均照度,后-种可计算任-倾斜工作面上的照度。
2.3.3光源选择
选择光源时,应在满足显色性、启动时间等要求条件下,根据光源、灯具及镇流器等的效率、寿命和价格在进行综合技术经济分析后确定。
(1)高度较低房间,如办公室、教室、会议室及仪表、电子等生产车间宜采用细管径直管荧光灯;
(2)商店营业厅宜采用细管径直管荧光灯、紧凑型荧光灯或小功率的金属卤化物灯;
(3)高度较高的工业厂房,应按照生产使用要求,采用金属卤化物灯或高压钠灯,亦可采用大功率细管径直管荧光灯;
(4)-般情况下,室内外照明不应采用普通照明白熾灯。