供配电系统设计常见问题分析

摘要：在科学技术进步和人民生活水平日益提高的今天，用电设备越来越多，对线路安装和供配电系统设计提出了许多新的要求，只有认真按照设计和操作规范进行优化设计和施工，不断地总结经验、深入研究，才能不断提高设计水平，确保供电的可靠性以及消防的安全。本文就主要对供配电系统设计相关问题进行了简要分析。

关键词：供配电系统；设计；措施

中图分类号：S611文献标识码： A

引言

社会经济的快速发展使人们对居住条件的要求越来越高，各式各样的住宅小区层出不穷，在了解了小区的位置、环境、交通及户型等外观后，人们开始更加注重供配电等内在条件的质量。因此，安全可靠、技术先进、经济合理的小区供配电系统显得日趋重要。

一、供配电系统设计常见问题

1、缺乏有效的供配电设备的监测系统

在供配电系统的实际运营过程中，往往会由于监控的不力，使得不能及时地发现供配电系统运营过程中存在的问题，使得电力系统的维护人员不能够及时的采取有效的措施对系统进行恢复和维修。尽管目前很多的电力企业已经开始配置数字式综合测控仪，但是实际的监测过程中，还存在较多的实际应用问题，由于目前监控系统软件的多样性和区域化不同明显，使得监控系统的实际应用过程中会产生一些电力设计系统的平台不标准一致，无法有效的相互协调完成对供配电设备的监测系统的有效控制。

2、配电设备运行的环境相对比较复杂

在我国，由于城市化发展进程的不断推进和发展，供配电系统的选址也越发艰难，由于在城市的建设过程中，一些地产开发商考虑到经济性的要求，往往将配电设备置于相对比较容易被利用的建设空间，然而这些空间往往存在着受潮、阴暗、通风性差等实际的环境问题，而无法达到国家设计规范的标准和要求。

3、配电设备事故抢修与日后维护相对比较困难

以居民区的供配电系统为例，其主要采用10kV的配电系统电压，系统设备也相对比较简单，安放和设置也比较的随意，这也就为日后的维护和修理带来了很多的实际困难。由于居民区建设的人群密度高，使得配电设备的事故抢修通道相对比较狭窄，实际维护施工比较难，以及很难进行设备的更换。另外随着人民的物质生活水平的提高，对于用电的需求必然不断的增加和提升，而其电压的稳定性就会受到供电系统已有设备的影响，无法实现合理的电力增容。

二、供配电系统的设计

1、负荷等级

电力负荷根据中断供电及供电可靠性在政治经济方面造成的损失或影响程度可分为一级负荷、二级负荷、三级负荷。高层建筑供电负荷大，所以更有必要对各种用电负荷进行限制分级，这样做是为了保证在供电合理的前提下，不造成成本的上升和用电的浪费。一般来说，大多数高层建筑用电负荷都属于一级负荷。如何对高层建筑的负荷分级，一要看用电负荷性质，二要看建筑物类别以区别对待一、二级用电问题。

2、配电系统的设计方案

（1）引入高压供电电源

高层住宅一般用l0kV电源进行供电，住宅楼和其他公用设施的用电负荷分级宜符合现行的《高层民用建筑设计防火规范》和《建筑设计防火规范》等规定。供电电源可取自附近区域变电所的供电回路，当住宅小区内同时具有一、二级负荷时，应根据区域变电所的变压器台数和电源路数确定供电电源，如果区域变电所的电源仅有一路时，可设置自备电源或从别处的区域变电所引来备用电源。

（2）低压配电的引入

采用TN-C系统（三相四线制），在建筑物进线处作重复接地后进入建筑物总配电箱，成为TN-S系统（三相五线制），重复接地与住宅防雷接地共用一套接地装置，保护线（PE线）在进户重复接地极处与中性线分出，户内的PE线不得再与中性线（N线）有任何连接，电源再从总配电箱传送到各分配电箱。

（3）接线运行方式

根据高层建筑的供电要求和负荷等级，10KV高压主接线的运行方式主要有两电源进线和单母线不分段或母线用隔离开关分段的形式运行，电源可按手动或自动投入的运行方式。低压配电系统比较常用的接线运行方式是采用单母线分段运行的方式，即所谓互为备用的桥式接线。这种接线方式在一定程度上可保证重要负荷供电的可靠性。

（4）无功补偿

家用电器中除电热取暖器、热水器等属于电阻性负荷外，其它大部分是电感性负荷，功率因数较低，根据测量可知高层建筑的功率因数在0.7-0.85之间。无功补偿值应该取装载变压器容量的1/3，如果楼层较高，应要求设分散补偿装置。

3、设备选型

（1）高压开关柜

现代高层建筑的变配电室一般设在主楼地下层，按规定不宜采用油开关。国外用于高层建筑的开主要有三种类型：高压空气断路器，SF6开关和真空断路器。而其中SF6开关尺寸数大，气体具有毒性，高压空气断路器技术陈旧，故目前来讲10kV真空断路器应用的比较普遍。因此，应按照高层建筑地下室的标准，选择具有“五防”功能的真空开关手车式高压开关柜。

（2）电力变压器

由于防火的要求，主楼内不允许装置大容量的油浸电力变压器。目前有干式变压器、硅油变压器等产品可供选用。

（3）低压配电屏

国外低压配电屏的结构，大多做成抽屉式，而大容量的出线，则做成手车式。

（4）应急柴油发电机组

应急柴油发电机组，最好设置在靠近各区域配电中心之处，当单台柴油发电机组容量较低时，可以设置二台及以上柴油发电机组，以确保一级负荷别重要的负荷的供电可靠性，避免单台柴油发电机组容量较大，一级特别重要的负荷过于集中，柴油发电机组一旦发生故障，难以保证一级负荷别重要的负荷的供电可靠性，应急供电系统应单独成系统，禁止将其他负荷接入应急供电系统。

对于200m以上的高层建筑的上部重要一级负荷，由于柴油发电机组供电半径已经不在其供电范围内，当在上部设置柴油发电机组，又由于受楼板承载力和垂直运输的限制，需要对上部的这部分负荷考虑设置EPS或UPS进行接续供电。但在必要时可以考虑在顶部，设置较小容量柴油发电机组，建议容量不超过200KW。

4、配电线路设计

（1）导线的选择

目前我国发生的火灾中，绝大部分是由电气原因引起的，其主因是由于电缆电线的过载和老化等不当使用引起的。同时，火灾发生时引燃电缆电线中可燃的护套和绝缘材料，使得火灾范围继续扩大，为了尽量减少护套和绝缘材料的燃烧所释放的烟雾及有毒气体对住户造成的伤害，在工程设计中应根据建筑物的使用性质和重要程度，应尽可能选用低烟无卤的环保电缆，万一火灾发生时，可以减少烟雾及有毒气体的产生，为大楼内的人员争取更多的疏散逃生时间。

（2）配线方式

现代住宅建筑功能齐全，增加住宅配电分支回路，可以使室内负荷电流分流，减少因线路升温、谐波危害等电气火灾的发生，现代住宅一般采用穿PVC冷弯阻燃管暗敷设，将电气线路的管线沿墙、地面等整齐排列，尽量减少交叉重叠。多根导线穿管时，导线的总截面积不应超过管内面积的40%，管内径大于或等于导线束直径的1.5倍，为了方便穿线，线路不要太长，否则需选用大一级的管径或装设中间接线盒。

5、电源开关的选择

在选择电源转换开关时宜按照负荷性质、允许中断供电的时间，优先考虑PC级转换开关。如果电源转换时间不能满足重要负荷切换的要求，则需要在负荷侧设置在线UPS电源供电系统。

对于竖向供电干线，则应合理分区，竖向供电干线应按照各区域配电中心来确定。每个供电段应确保其在国家规定的低压供电半径内，并且考虑设置能够抵消谐波的有源无功补偿装置。以保证电能质量。

结束语

总之，建筑供配电系统设计设计过程是比较复杂的，我们只有不断探讨和总结经验，才能为居民提供更安全、更经济、更可靠地供配电系统以及优质合格的供电质量，同时对建筑用电负荷的确定机配电系统的安全设施配置应具有超前意识，这样才能为建筑的可持续发展提供更好的保证。

参考文献

[1]封淑玲.高层住宅的配电设计[J].科技资讯，2009，(15).

[2]颜田芬,刘冲.用建筑电气设计中常见问题的分析和探讨[J].现代企业教育,2012，(09).

[3]林巨军.对住宅小区供配电设计的探讨[J].城市建设理论研究，2011，(09).