張連成

摘要:本文結合某高校的學生公寓樓供配電系統(tǒng)設計案例, 對如何優(yōu)化供配電系統(tǒng)設計進行了分析,并提出了相關的技術措施,謹供大家作參考之用。

Abstract:The thesis takes the design of power supply and distribution system in a building in the college as examples. Analysis is made on how to optimize the design of power supply and distribution system, and the related measures are given for reference.

關鍵詞:公寓樓;供配電;負荷;技術措施

Key words:apartment buildings;supply and distribution;load;technical measures

中圖分類號:TU22 文獻標識碼:A文章編號:1006-4311(2010)04-0172-01

1 高校學生公寓樓用電負荷分析

1.1 用戶的特點。高校學生公寓是大量人員集中的地方,一套70m2左右兩室一廳的住房一般要居住10~12個學生,較之居民住宅的人口密度大得多,一旦停電(尤其是晚上)將嚴重影響學生的正常學習生活,甚至引起騷亂,成為治安事故隱患,因而其對供電可靠性的要求應高于普通的住宅用戶。

目前,許多高校都已經(jīng)建成或?qū)⒔ㄐ@網(wǎng),電腦等高科技產(chǎn)品逐漸成為學生的學習工具,購買電腦的學生越來越多,其他的弱電設施如消防報警系統(tǒng)、門禁管理系統(tǒng)比普通居民住宅要求更為完善,因而,對供電質(zhì)量的要求也更高。每套公寓的用電不可能計量到人,電費只能人均分攤,學生的節(jié)約意識大多不強,人走燈亮的現(xiàn)象經(jīng)常發(fā)生,不但造成電能浪費,還成為完全事故隱患。因此,學生用戶對電氣系統(tǒng)的供電安全性要求也更高。

1.2 用電負荷的特點。每年的寒、暑假期間,絕大部分學生都已離校,僅有少量保衛(wèi)人員和參加各種短期補習班的學生留校,因而用電負荷最小,形成兩個低谷;由于五一、十一等長假,也成了學生離?；丶一蛲獬龅闹匾倨?但留校的學生相對寒暑假要多,負荷形成了兩個小低谷。從整體上看,學生的用電負荷一年里有四個低谷,將近三個月時間,而其它時段負荷較為穩(wěn)定。在正常學習期間由于學校有統(tǒng)一的作息時間,用電設施的投入時間基本上是一致的,每天6:00~8:00、11:00~13:00、17:00~22:30為一天之中的三個用電高峰,而其它時段負荷很小,僅有公共照明、門禁管理和消防負荷,因此,學生公寓負荷波動比較大,且具有很強的規(guī)律性和周期性。

1.3 用電設施的特點。學生公寓的用電設施以照明、風扇為主,另有部分收錄機、電腦用戶,而沒有一般家庭使用的空調(diào)、彩電及其它大功率家用電器。因此,學生公寓的用電設施種類不多,且感性負荷較少,單機設備的功率因數(shù)較高。

2 優(yōu)化高校公寓樓供配電系統(tǒng)設計的技術措施

在此,筆者在調(diào)研了某高校學生公寓樓用電情況和原有供配電設計圖紙的基礎上,提出了在學生公寓樓中如何優(yōu)化供配電系統(tǒng)設計的技術措施,做到降低基本投資,節(jié)約電能,具體措施如下:

(1)合理規(guī)劃變電所的位置,提高變壓器的負荷率。在校園總體供電規(guī)劃時,在變電所供電半徑允許條件下,可以考慮將學生公寓等用電與行政辦公樓等用電混合供電、合用一個變電所,這樣可利用師生用電峰值的不同時段,做到削峰填谷,提高變壓器的負載率,減少變壓器的線損和鐵損,實現(xiàn)變壓器經(jīng)濟運行而節(jié)約電能。

(2)科學合理地確定需要系數(shù)值。建筑電氣設計中用電負荷的計算常用需要系數(shù)法,需要系數(shù)法雖然計算簡便,但因需要系數(shù)值Kx涉及到地區(qū)的經(jīng)濟發(fā)展水平、生活習慣以及概率學、統(tǒng)計學等一些學科的問題,要做到相當準確是有一定困難的。而國家的一些電氣設計規(guī)范對于需要系數(shù)值Kx的選定也只是一些推薦值,例如《民用建筑電氣設計規(guī)范》(JGJ/T16-92)第547頁中對學校教學樓的需要系數(shù)值選定推薦值為0.8～0.9。這樣就使得需要系數(shù)值的選定比較主觀化,帶有很大的不確定性和經(jīng)驗成分,從而使計算出來的用電負荷偏離實際情況,造成線路的保護開關、線纜以及變壓器容量選擇的失誤,甚至出現(xiàn)一些反?，F(xiàn)象。

因此在設計中利用需要系數(shù)法進行用電負荷計算時,一方面要深入實際調(diào)查高校師生員工的用電習慣,同時也可以調(diào)研同類院校已建的學生公寓配電系統(tǒng)運行情況,甚至通過現(xiàn)場實測電流峰值來分析其選定范圍。另一方面在選定需要系數(shù)值后還要采用其它一些方法,如單位指標法等進行認真地校核所選定值。只有這樣,才能讓需要系統(tǒng)值能夠貼近工程實際,才能更加合理地選擇各種電氣設備裝置,主開關、主干電纜以及變壓器容量等,達到降低基本投資,節(jié)約有色金屬用量,利于節(jié)能。

(3)對于大容量以及季節(jié)性強的用電負荷如空調(diào)設備,宜采用專用線路供電。隨著生活質(zhì)量的不斷提高,高校內(nèi)的許多學生公寓都裝設了空調(diào)?？紤]我國南方天氣的特點以及學生的暑期放假時間,空調(diào)的真正利用主要集中于六月份下旬和九月份上旬這段將近一個月的時間內(nèi)。例如某一棟六層共84間宿舍單元的學生公寓,原設計圖紙于每間宿舍設一分配電箱,箱內(nèi)設有照明、插座、空調(diào)等供電回路,3kW/每間,公寓底層設總計量柜,總計算負荷和總計算電流分別為252kW和334A,進線開關整定值為350A,進線電纜為YJV-0.6/1KV-4X185。這樣配電設計的好處是有利于學校加強學生的用電管理,但存在的缺點是空調(diào)與照明混合供電,造成總開關、總電纜的閑置程度大,從該公寓樓實際總功率峰值、總電流峰值的測量情況來看,得出一年內(nèi)大部分月份的實際功率與電流遠低于設計值,只有在空調(diào)有運行的月份才略接近。因此在學生公寓這類建筑的配電設計時,對于空調(diào)設備的用電宜采用單獨供電回路,甚至專用變壓器進行供電,這樣在空調(diào)無運行的月份內(nèi)可以方便切除線路,提高開關、電纜、變壓器的利用率,降低損耗。

(4)合理分配用電負荷,優(yōu)化配電系統(tǒng)。例如調(diào)查某學生公寓的配電設計情況,設計人員在該樓一層配電間內(nèi)設計了總配電箱ZAL和學生宿舍用電計量柜AL,該配電系統(tǒng)的優(yōu)點是通過上下級開關配合,可以對學生的用電進行統(tǒng)一管理;存在的缺點是負荷分配不合理,造成配電級數(shù)的增多,致使選擇的電纜偏大,造成浪費。因此對其進行優(yōu)化設計,可將配電ZAL箱中的某兩條回路并入AL箱,這只要在AL箱體內(nèi)增加模數(shù)即可。這樣既可以省掉ZAL箱體和1個塑殼開關以及AL柜的進線電纜,節(jié)約投資,而且滿足對學生宿舍供電統(tǒng)一控制的要求。當然,各所學校對學生宿舍的管理方式有所不同,這就需要電氣設計人員做好與建設單位的溝通協(xié)調(diào)工作,精心設計比較優(yōu)良的供電方案,使其達到既能合理地分配用電負荷,降低基本投資,又能滿足不同管理方式的要求。

3結束語

隨著社會的發(fā)展,信息化社會的進步,對于高校學生公寓樓的電氣設計應充分給今后智能化、電氣化預留足夠的用電容量,在低壓配電上應使配電系統(tǒng)更安全可靠,在綜合布線上,應為將來實現(xiàn)學生公寓的智能化的發(fā)展適當考慮,當然,其設計應結合當?shù)亟?jīng)濟發(fā)展和學生生活水平實際狀況,以實用、安全、適當超前的原則為學生提供方便、舒適的學習和生活環(huán)境。