低压供配电系统设计分析

摘要：自从电这种能源被开发利用以来，其使用量在逐年提高。无论是人们的日常生活还是工业生产中都离不开对电的应用，人们对电气的要求也越来越高。供配电系统的设计在住宅中关系到住宅的整体性能，供配电系统的完善可以给人民的生活带来便利，从一定程度上改善居民的生活质量。

关键词：低压 供配电 系统设计

中图分类号： TM421文献标识码：A

前言

当前，我们国家的城市化建设发展很快，其中高层住宅占据了很大分量。并且高层住宅的用电也是一项巨大的工程。因此设计安全可靠的低压供配电系统，解决高层住宅中供配电系统的大容量负荷、多用电设备、高安全性要求，是刻不容缓的。为了要设计出一套合理的供配电方案，我们要考虑建筑结构的具体特点、用电设备的性质及外界的环境。

一、 我国供电系统现状

我国的人口数量大，城市化建设速度飞快，各种生产活动中用电量需求很大。然而很多低压供配电系统的设计都存在问题，不足以提高较好的整体供电服务。同时，供配电系统在使用过程中会持续较长的时间，在使用过程中引起各种各样的问题不能很好地及时地得到解决，影响了整个系统的供配电效率与安全，不能适应系统的负荷。

二、低压电源配置

1. 我国建筑物中用电负荷

消防用电负荷、值班照明、应急照明、走廊照明、业务和计算机系统、电子信息设备机房、安防系统、排污泵、生活水泵、航空故障照明、客梯用电。

2. 配置原则

在低压电源系统进行设计时，消防用电负荷的要求一般要高于非消防用电负荷的要求，因此要加强对消防用电负荷供电设计的重视。下面考虑到非消防用电的广泛性，讲着重分析其要求，由此可大概了解消防用电负荷的要求。

（1）非消防一、二级负荷供电要求

1）一级负荷应该由双重电源进行供电，这样可以保证在其中一个电源发生故障的情况下，另一个电源可以进行正常工作，避免同时受到损坏。一级负荷别重要的负荷，除了要有双重电源进行供电以外，还应该增加备用的电源。但不能将其他负荷接入到备用的供电系统中，以免在应急的情况下不能正常使用。2）二级负荷的供电电源应该由两个回路进行同时供电，确保电量的充足。

（2）民用建筑的供电要求

当消防用电的负荷等级为一级时，其主电源和备用电源应该独立于专用回路的双电源进行供电；当消防负荷等级为二级时，其主电源和变电系统应该采用双回路的电源进行供电。当需要为消防用电设备提供双重电源的时候，可以将任何一个回路设置为主电源；当出现电源断电的情况时，可以保证另一个电源自动进入供电的状态。高层住宅中的消防配电系统装置应该设置在建筑物的电源线处或者是配变电所处，其应急装置也要和主配电装置进行分开设置。在条件不允许的情况下，不能分开设置。这就需要将其与主电源并列布置，在两者的分界处设置防火隔断，配电装置应根据情况进行明确的标注。

3. 干线配置

（1）第一种方案

独立的两路电源和两台变压器进行分列运行，对低压单母线进行分段，设置应急的电源做备用。这种方式可以保证供电的可靠性，适用于高层建筑中，特别是负荷量较大的高层住宅。

（2）第二种方案

采用一路电源和一台变压器，将低压单母线进行分段。设置应急备用电源，此备用电源可以有效的满足消防负荷和非消防负荷的使用。这种方案适用于一般的高层建筑住宅，不适用于超大负荷的住宅。这种方案虽然满足了规范化的要求，但应急电源由于容量较大，其投资也相对较高。

（3）第三种方案

使用一路电源和一台变压器，采用低压单母线分段，并由电源线低压侧引出两回路电源，分别用到不同的低压分母线段中。设自备的应急电源做备用，其电源的容量应该满足消防负荷用电。

（4）第四种方案

采用两路电源和两台变压器，低压设置一般的负荷母线和重要的负荷母线，这两个母线要分开。两路电源为独立电源时，适用于无重要负荷的高层住宅。如果两路电源不是独立电源，则其使用于二类高层住宅。这种方案较简单，负荷的关系也很明确，便于维护和管理。

三、 高层住宅的低压供配电系统

1. 低压配电系统注意事项

在高层住宅中的低压配电系统设计中，要将照明、电力、消防和防灾用电负荷形成独立的系统。在消防负荷方面，应该在建筑进线处设立单独的配电装置。以便当遇到火灾事故时，消防人员能够快捷的切断消防负荷电源。在供配电设计中，应该对低压配电级数进行控制，其级数最好不要超过三级。在减少配电级数的过程中，不能盲目的认为将部分配电箱的总开关由断路器换成隔离开关，这样不能达到限制级数的效果。在有关建筑工程设计措施中，要对配电级数有明确的定义。配电级数是通过配电装置将一个供电回路分成几个供电回路来进行分配供电，但不能因为其进线开关的改变来决定其配电级数。在配电箱和配电回路的划分过程中，应该根据具体的防火分区、配电的负荷性质和管理维护等多个条件进行综合分析和确定。

2. 高层住宅低压配电干线分支方式

常用的低压配电方式主要有三种。

（1）树干式配电

树干式的配电方法主要是将各层的配电箱设置在电气竖井力，这样就可以通过接式封闭母线槽、欲分支电缆或者是电缆穿刺线夹对电进行有效的分支，这种方式适用于楼层较多的住宅。对于这种负荷量比较大的住宅，一般可以用这种方式减少低压配电屏的数量，并且这种方式在安装维修方面都比较方便。

（2）分区树干式

这种配电方式采用的是每个回路干线对一个供电区域，这种供电方式有一定的可靠性。其中，每个回路干线对应的层数为 5～6 层。对于高层住宅来说，由于涉及的层数较多，所以其分区的层数可以适当进行调整，但最高层数不要超过 10 层。

（3）放射式

放射式也是高层住宅低压配电方式的一种，在消防设施和重要用电负荷中适合采用放射式的配电方式，即采用专用的垂直干线回路。回路与备用回路相互独立，不共线、不共管，可以使两个回路在末端配电箱进行自动的切换。

3. 高层住宅配电设计

在对高层住宅进行用电负荷计算时，应该根据住宅中每户综合用电的指标作为计算参数。在进行计算时，要综合分析高层住宅所在地的能源组成、气候特点和用电负荷的发展趋势、用电负荷计算容量等问题。高层住宅两室户的综合用电负荷约为3.5～4.5 kw，3～4 户的用电负荷为 4.5～5.5 kw。在计算住宅单元配电干线和变电所负荷时，应该乘以相应的系数，如 1～10 户系数为 1～0.8、10～20户系数为 0.75～0.85。在计算多个变电所的计算负荷时，应该乘以同期限系数。在进行高层住宅电能计量的过程中，可采用单元总表的计度方式，总表所带的用户应控制在 20 户以内。在进线计算电流大于 30A 时，采用三相电源供电，使用三个单相总表，将临近楼层划分在一个总表内。每套住宅都应该安装允许过载大于等于四倍的电能计量装置，并将装置设置在住户门外公共地方或电气竖井中。干线系统应该按照住宅层数、住宅平面组合形式和计费方式，采用不同形式来进行电能计量。住宅中的楼梯、消防设施都应该按照防火规范来设计电源和干线。其中，备用电源或两路干线应该在末级配电箱处自动切换。

四、 结语

高层住宅的低压供配电系统作为电气工程系统是一项复杂的工程，随着住宅的增多，住宅的用电量也在不断的增长。尤其是高层住宅中，供配电设计存在着许多的问题。通过对这样问题的分析和总结，针对具体的工程，可以为居民和住宅设计出合理的供配电系统，保证供电的质量。配电系统的设计要遵循“安全第一”的原则，以便为城市的建设提供有利的保障。

参考文献

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