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摘要：供配电设计作为建筑电气设计的重要部分，设计的优劣直接影响到民用建筑电气设备的运行和管理，供配电设计除了要做到保障人身安全、供电可靠、技术先进外，检验设计是否成功的标准还应看设计在实际运行中是否经济、合理。以下本文针对民用建筑供配电设计中常遇到的几个问题简单地叙述了笔者的一些认识，希望能为建筑电气设计人员提供经验和技术上的参考。
关键词：建筑供配电；设计；常见问题；探讨
Abstract: the power supply is designed as an important part of the construction of electrical design, the design of quality directly affect the civil building electrical equipment running and management, power supply design in addition to ensure safety and security, power supply to reliable and advanced technology outside, test the success of the standard design should also see design in the actual operation, reasonable economy or not. The following this article in view of the civil building for distribution in design, with the problems of the simple described some understanding, hope for building electrical design experience and technical personnel to provide the reference.
Keywords: building for distribution; Design; Common problem; explore
中图分类号：S611 文献标识码：A 文章编号
1 电力负荷的划分
电力负荷根据供电可靠性及中断供电在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。具体划分如下：
一级负荷。中断供电将造成人身伤亡、重大政治影响、重大经济损失、公共场所秩序严重混乱等情况之一的用户或设备。一级负荷应由两个独立电源供电，保证有一个电源持续供电。一級负荷中的特别重要负荷，需要考虑一个电源系统在检修或故障的同时，另一电源系统也发生故障的严重情况，所以除上述两个电源外，还必须增设应急电源。应急电源系统可根据电网的具体条件和负荷本身允许中断供电的时间，采取独立发电机组，电网中的第三路独立电源、蓄电池或其组成的交流不间断电源装置。
二级负荷。中断供电将造成较大政治影响、较大经济损失及公共场所秩序混乱的用户或设备。二级负荷的供电系统应在变压器或线路常见故障时不中断供电或中断供电后能迅速恢复供电。
三级负荷。不属于一、二级负荷的。三级负荷对供电无特殊要求，仅保证其正常情况下的用电。
2 民用建筑供电电压的选择
民用建筑的供电电压主要取决于用电负荷的大小、供电距离的远近、供电线路的回路数、用电单位的远景规划，当地公共电网现状和它的发展规划以及经济合理等因素考虑决定。用电设备容量在250kW或需用变压器容量在160kVA以上者应以高压方式供电，一般采用10kV；用电设备容量在250kW或需用变压器容量在160kVA及以下者，应以低压供电，一般采用220V／380V。当线路电流不超过30A的照明负荷时，可用220V单项供电，否则应采用380V／220V三相四线制供电。需要双回电源线路供电时，一般应采用同级电压。
3 高低压配电系统的设计
(1)高压配电系统：一般高压采用单母线分段，自动切换，互为备用。母线分段数目，与电源进线回路数相适应。只有当供电电源为一主一备时。才考虑采用单母线不分段的结线。电源进线几乎全部采用电缆进线。
(2)计费方式：供电局一般采用高供高计。但在低压侧，仍装设计费电度表，采用将照明与动力分开的两部电价法。有些地方供电部门又把空调设备的用电，全部划入照明计价系统，一般做法是安装总表及动力表，由总表减去动力表以后，全部为照明电费。
(3)为减少变压器台数，单台变压器的容量选择一般都大于1000kVA。为限制低压侧的短路电流，正常时变压器解列运行，中间设联络开关。照明和动力分开设变压器，当动力用电容量太小时，动力变压器可不分开装设，而在低压侧应对动力负荷分类计费。
(4)高压系统及低压干线的配电方式基本上都采用放射式系统。楼层配电则多为混合式系统。配电设备中的主要部分是干线。现代高层建筑的竖井多采用插接式母线槽。水平干线因走线困难，多采用全塑电缆与竖井母干线联接。每层楼竖井设层间配电小间，配电小间一般在2—4m2。层间配电箱经插接自动空气开关从竖井母干线取得电源。当层数较多负荷数较大时，一般按层数分区供电，或将变压器分散设在地下层、中间层或最顶层。
(5)低压配电系统各级开关均采用自动空气开关(断路器)，设置瞬时、短延时、长延时三级过流保护装置。各级自动空气开关的保护整定，应注意选择性配合，防止越级跳闸。
(6)所有电梯均要求采用两路不同变压器引出的专用电缆进线。在电梯机房的末端配电箱，设两路电源的自动切换装置，互为备用。
(7)功率因数按规定应补偿到0.9—0.95。无功补偿都采用集中补偿方式。为降低变压器容量，多集中装设在低压侧，与配电屏放在一起，但必须采用干式移相电容器。
4 配变电所的组成及对土建专业的要求
(1)所址选择。配变电所的组成一般包括：高压配电室、电容器室、变压器室、低压配电室、控制室、工具材料室、检修场地、夜班休息室等，具体工程中可按需要组合。在采用不带可燃油的高、低压配电装置和非油浸电力变压器及非可燃性油电容器时，只要具有不低于规范要求的防护外壳，允许将其设在同一房间内，配变电室的组成将更趋简化。配变电所应靠近负荷中心，进出线方便，为避免配电线路的迂回应尽量靠近电气竖井和建筑接近电源进线的一侧。高层建筑的配变电所宜设在负荷较集中的地下层或首层，当建筑高度超过100m，也可在高层区的避难层或上技术层设置变电所。配置时应考虑吊装、运输方便，不设在厕所、浴室或其他经常积水场所的正下方。当设于地下层时，不宜设在最底层。如地下仅有一层，应适当抬高地面，避免淹没。当配变电所采用可燃性油的电气设备时，严禁设置在一类高、低层主体建筑内，亦不宜设在首层靠外壁部位或地下室，且不应设在人员密集场所的上、下方或出口的两旁，并应采取相应的防火和排油措施。
(2)对土建专业的要求。可燃油浸电力变压器室的耐火等级应为一级。非燃或难燃介质电力变压器室、高压配电室和高压电容器室的耐火等级不应低于二级。低压配电室和低压电容器室的耐火等级不应低于三级。
长度大于7m的配电室应设两个出口，并尽量布置在配电室的两端。若两个出口距离超过60m，还应增设出口。门的高、宽尺寸应比最大不可拆卸件的高、宽各加大0．3m。
为便于在电气设备发生事故时值班人员迅速撤至室外，所有变压器室、配电室、电容器室、控制室的门均应向外开启，并装弹簧锁。装有电气设备的相邻房间之间的门应能双向开启或向低压方向开启。
变压器、配电室、电容器室、控制室应有防止雪和小动物从门、窗、电缆沟进入屋内的措施。
配电室、电容器室和各种辅助房间的内墙表面均应抹灰刷白。配电室、变压器室、电容器室的顶棚及变压器室的内墙面应刷自。地面采用高标号水泥抹面压光或用水磨石地面。
变压器室、电容器室、配电室、控制室内不应有与其无关的管道、明敷线路通过。为其服务的采埒装置，室内管道亦不应有法兰、螺纹接头和阀门，一般采用钢管焊接。
5 防雷与接地设计
现代民用建筑的防雷设计，除采用避雷针和避雷带的传统做法外，近年还出现有消雷器和放射性避雷针。笔者认为还是采用传统的避雷方法简单可靠，更加经济合算。只要保证各层楼面钢筋、金属管道与该层用作引下线的柱筋有可靠的连接，形成等电位层。现代建筑都是采用钢筋混凝土剪力墙，与楼板的连接是十分可靠的。关键是做好金属管线的接地。现代建筑的防雷接地、电气设备的保护接地和工作接地，都是合在一起的，组成混合接地系统。接地电阻按最小的要求而定，通常是在4 以下。利用建筑物的钢筋混凝土基础作接地板。尽管基础钢筋等自然接地体已能满足接地电阻的要求，仍需要装设水平的人工接地体，将主要的建筑物基础连接成接地网，这对均衡电位，提高安全性都有好处，实际在利用结构桩、底板钢筋作为接地极，只要设计施工合理，接地电阻常在1 以下。
6 结语
综上所述，为保证电气设计的合理性及系统的安全运行，建筑师除了应向电气专业提供正确的设计基础资料外，设计中更应结合电气专业的要求和特点，为设备、线路的安装配置及运行维护提供必要的安全空间和通道，选择恰当的位置和相互关系，并在建筑结构上采取必要的措施，防止电气部分与建筑的其他各部分在检修或事故情况下相互影响。
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。
关键词：建筑供配电；设计；常见问题；探讨
Abstract: the power supply is designed as an important part of the construction of electrical design, the design of quality directly affect the civil building electrical equipment running and management, power supply design in addition to ensure safety and security, power supply to reliable and advanced technology outside, test the success of the standard design should also see design in the actual operation, reasonable economy or not. The following this article in view of the civil building for distribution in design, with the problems of the simple described some understanding, hope for building electrical design experience and technical personnel to provide the reference.
Keywords: building for distribution; Design; Common problem; explore
中图分类号：S611 文献标识码：A 文章编号
1 电力负荷的划分
电力负荷根据供电可靠性及中断供电在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。具体划分如下：
一级负荷。中断供电将造成人身伤亡、重大政治影响、重大经济损失、公共场所秩序严重混乱等情况之一的用户或设备。一级负荷应由两个独立电源供电，保证有一个电源持续供电。一級负荷中的特别重要负荷，需要考虑一个电源系统在检修或故障的同时，另一电源系统也发生故障的严重情况，所以除上述两个电源外，还必须增设应急电源。应急电源系统可根据电网的具体条件和负荷本身允许中断供电的时间，采取独立发电机组，电网中的第三路独立电源、蓄电池或其组成的交流不间断电源装置。
二级负荷。中断供电将造成较大政治影响、较大经济损失及公共场所秩序混乱的用户或设备。二级负荷的供电系统应在变压器或线路常见故障时不中断供电或中断供电后能迅速恢复供电。
三级负荷。不属于一、二级负荷的。三级负荷对供电无特殊要求，仅保证其正常情况下的用电。
2 民用建筑供电电压的选择
民用建筑的供电电压主要取决于用电负荷的大小、供电距离的远近、供电线路的回路数、用电单位的远景规划，当地公共电网现状和它的发展规划以及经济合理等因素考虑决定。用电设备容量在250kW或需用变压器容量在160kVA以上者应以高压方式供电，一般采用10kV；用电设备容量在250kW或需用变压器容量在160kVA及以下者，应以低压供电，一般采用220V／380V。当线路电流不超过30A的照明负荷时，可用220V单项供电，否则应采用380V／220V三相四线制供电。需要双回电源线路供电时，一般应采用同级电压。
3 高低压配电系统的设计
(1)高压配电系统：一般高压采用单母线分段，自动切换，互为备用。母线分段数目，与电源进线回路数相适应。只有当供电电源为一主一备时。才考虑采用单母线不分段的结线。电源进线几乎全部采用电缆进线。
(2)计费方式：供电局一般采用高供高计。但在低压侧，仍装设计费电度表，采用将照明与动力分开的两部电价法。有些地方供电部门又把空调设备的用电，全部划入照明计价系统，一般做法是安装总表及动力表，由总表减去动力表以后，全部为照明电费。
(3)为减少变压器台数，单台变压器的容量选择一般都大于1000kVA。为限制低压侧的短路电流，正常时变压器解列运行，中间设联络开关。照明和动力分开设变压器，当动力用电容量太小时，动力变压器可不分开装设，而在低压侧应对动力负荷分类计费。
(4)高压系统及低压干线的配电方式基本上都采用放射式系统。楼层配电则多为混合式系统。配电设备中的主要部分是干线。现代高层建筑的竖井多采用插接式母线槽。水平干线因走线困难，多采用全塑电缆与竖井母干线联接。每层楼竖井设层间配电小间，配电小间一般在2—4m2。层间配电箱经插接自动空气开关从竖井母干线取得电源。当层数较多负荷数较大时，一般按层数分区供电，或将变压器分散设在地下层、中间层或最顶层。
(5)低压配电系统各级开关均采用自动空气开关(断路器)，设置瞬时、短延时、长延时三级过流保护装置。各级自动空气开关的保护整定，应注意选择性配合，防止越级跳闸。
(6)所有电梯均要求采用两路不同变压器引出的专用电缆进线。在电梯机房的末端配电箱，设两路电源的自动切换装置，互为备用。
(7)功率因数按规定应补偿到0.9—0.95。无功补偿都采用集中补偿方式。为降低变压器容量，多集中装设在低压侧，与配电屏放在一起，但必须采用干式移相电容器。
4 配变电所的组成及对土建专业的要求
(1)所址选择。配变电所的组成一般包括：高压配电室、电容器室、变压器室、低压配电室、控制室、工具材料室、检修场地、夜班休息室等，具体工程中可按需要组合。在采用不带可燃油的高、低压配电装置和非油浸电力变压器及非可燃性油电容器时，只要具有不低于规范要求的防护外壳，允许将其设在同一房间内，配变电室的组成将更趋简化。配变电所应靠近负荷中心，进出线方便，为避免配电线路的迂回应尽量靠近电气竖井和建筑接近电源进线的一侧。高层建筑的配变电所宜设在负荷较集中的地下层或首层，当建筑高度超过100m，也可在高层区的避难层或上技术层设置变电所。配置时应考虑吊装、运输方便，不设在厕所、浴室或其他经常积水场所的正下方。当设于地下层时，不宜设在最底层。如地下仅有一层，应适当抬高地面，避免淹没。当配变电所采用可燃性油的电气设备时，严禁设置在一类高、低层主体建筑内，亦不宜设在首层靠外壁部位或地下室，且不应设在人员密集场所的上、下方或出口的两旁，并应采取相应的防火和排油措施。
(2)对土建专业的要求。可燃油浸电力变压器室的耐火等级应为一级。非燃或难燃介质电力变压器室、高压配电室和高压电容器室的耐火等级不应低于二级。低压配电室和低压电容器室的耐火等级不应低于三级。
长度大于7m的配电室应设两个出口，并尽量布置在配电室的两端。若两个出口距离超过60m，还应增设出口。门的高、宽尺寸应比最大不可拆卸件的高、宽各加大0．3m。
为便于在电气设备发生事故时值班人员迅速撤至室外，所有变压器室、配电室、电容器室、控制室的门均应向外开启，并装弹簧锁。装有电气设备的相邻房间之间的门应能双向开启或向低压方向开启。
变压器、配电室、电容器室、控制室应有防止雪和小动物从门、窗、电缆沟进入屋内的措施。
配电室、电容器室和各种辅助房间的内墙表面均应抹灰刷白。配电室、变压器室、电容器室的顶棚及变压器室的内墙面应刷自。地面采用高标号水泥抹面压光或用水磨石地面。
变压器室、电容器室、配电室、控制室内不应有与其无关的管道、明敷线路通过。为其服务的采埒装置，室内管道亦不应有法兰、螺纹接头和阀门，一般采用钢管焊接。
5 防雷与接地设计
现代民用建筑的防雷设计，除采用避雷针和避雷带的传统做法外，近年还出现有消雷器和放射性避雷针。笔者认为还是采用传统的避雷方法简单可靠，更加经济合算。只要保证各层楼面钢筋、金属管道与该层用作引下线的柱筋有可靠的连接，形成等电位层。现代建筑都是采用钢筋混凝土剪力墙，与楼板的连接是十分可靠的。关键是做好金属管线的接地。现代建筑的防雷接地、电气设备的保护接地和工作接地，都是合在一起的，组成混合接地系统。接地电阻按最小的要求而定，通常是在4 以下。利用建筑物的钢筋混凝土基础作接地板。尽管基础钢筋等自然接地体已能满足接地电阻的要求，仍需要装设水平的人工接地体，将主要的建筑物基础连接成接地网，这对均衡电位，提高安全性都有好处，实际在利用结构桩、底板钢筋作为接地极，只要设计施工合理，接地电阻常在1 以下。
6 结语
综上所述，为保证电气设计的合理性及系统的安全运行，建筑师除了应向电气专业提供正确的设计基础资料外，设计中更应结合电气专业的要求和特点，为设备、线路的安装配置及运行维护提供必要的安全空间和通道，选择恰当的位置和相互关系，并在建筑结构上采取必要的措施，防止电气部分与建筑的其他各部分在检修或事故情况下相互影响。
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。