景春茹

（蘭州煤礦設(shè)計(jì)研究院，甘肅 蘭州 730000）

由于民用建筑人口集中、樓房之間有較大的空間，存在眾多曲徑、多樣化用電設(shè)備等。因此，民用建筑供配電工程設(shè)計(jì)具有更高的復(fù)雜性，必須根據(jù)生活用電特點(diǎn)設(shè)計(jì)安全、可靠的供配電方案[1]。

1 民用建筑供配電工程的總體電氣設(shè)計(jì)

1.1 民用建筑電氣設(shè)計(jì)的原則

民用建筑電氣設(shè)計(jì)必須貫徹執(zhí)行國(guó)家有關(guān)工程的政策和法令，應(yīng)當(dāng)符合現(xiàn)行的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計(jì)規(guī)范。電氣設(shè)計(jì)還應(yīng)遵守有關(guān)行業(yè)、部門和地區(qū)的特殊規(guī)定和規(guī)程。在上述的前提下力求貫徹以下原則：

應(yīng)當(dāng)滿足使用要求和保證“安全用電”；

確立技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、管理方便的方案；

設(shè)計(jì)應(yīng)適當(dāng)留有發(fā)展的余地；

設(shè)計(jì)應(yīng)符合現(xiàn)行的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計(jì)規(guī)范。

1.2 電氣設(shè)計(jì)的程序

民用建筑電氣設(shè)計(jì)主要包括初步設(shè)計(jì)階段與施工圖紙?jiān)O(shè)計(jì)階段。其中初步設(shè)計(jì)階段的主要工作是：了解和確定建設(shè)單位的用電要求；落實(shí)供電電源及配電方案；確定工程的設(shè)計(jì)項(xiàng)目；施工圖紙?jiān)O(shè)計(jì)階段，根據(jù)對(duì)比與遴選出的最終設(shè)計(jì)方案，其中涉及設(shè)計(jì)方案中規(guī)定的設(shè)計(jì)目標(biāo)、規(guī)范、技術(shù)細(xì)節(jié)等供配電工程設(shè)計(jì)文本，開(kāi)展下一步可執(zhí)行的施工程序與步驟設(shè)計(jì)，進(jìn)行基礎(chǔ)性的用電負(fù)荷計(jì)算；確定供配電設(shè)備容量與類型；編制出施工圖設(shè)計(jì)文件等。

2 民用建筑用電負(fù)荷計(jì)算

民用建筑的負(fù)荷計(jì)算是為了確定建筑物的用電計(jì)算負(fù)荷，以便正確合理地選擇電氣設(shè)備和器材，并為進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償提供依據(jù)。

本文以照明用電負(fù)荷計(jì)算為例進(jìn)行介紹。測(cè)算住戶照明用電負(fù)荷的方法有兩種：

（1）單位指標(biāo)法

假設(shè)待計(jì)算的總用電負(fù)荷為Pjs(適用于照明及家用電負(fù)荷)，則給予單位指標(biāo)法的計(jì)算公式為：

①式中，Pei為單位用電指標(biāo)，Ni為單位數(shù)量，如戶數(shù)。

（2）單位面積法，按單位面積法計(jì)算負(fù)荷，其表達(dá)式為：

②式中，PM為實(shí)際最大負(fù)荷，單位為kW，Ped為單位面積計(jì)算負(fù)荷，單位為W/m2，S 為小區(qū)總面積，單位為m2。η 為同時(shí)系數(shù)。

確定用電負(fù)荷是進(jìn)一步完成供配電設(shè)備容量與類型選擇的基礎(chǔ)。為了保證供配電過(guò)程的安全性與可靠性，在計(jì)算用電負(fù)荷時(shí)還需要給出一定的安全余量，具體操作根據(jù)實(shí)際工程需要決定。

3 供配電設(shè)備與模式選擇

供配電設(shè)備選型需要根據(jù)用電過(guò)程的安全性、可靠性以及經(jīng)濟(jì)性來(lái)完成，具體操作如下。

3.1 供配電設(shè)備的選擇方式

考慮到供配電過(guò)程可能處于正常工作模式、短路過(guò)流工作方式、電壓不穩(wěn)定工作方式等多種情況，因此需要綜合多種情況可能性，給出恰當(dāng)、可靠的供配電設(shè)備選型。

1）按工作電壓選擇電氣設(shè)備

考慮電壓不穩(wěn)定條件下，根據(jù)一般家用電器允許的最高工作電壓為設(shè)備額定電壓的1.1～1.15 倍進(jìn)行計(jì)算，這里可以將供配電設(shè)備的額定容量定為家用電器處于電壓波動(dòng)下的峰值即額定電壓的1.15 倍。

2）按工作電流選擇電氣設(shè)備

電氣設(shè)備的額定電流IN是指在規(guī)定的環(huán)境溫度下，設(shè)備的長(zhǎng)期允許通過(guò)電流。IN不應(yīng)小于該回路的最大持續(xù)工作電流。

3）按環(huán)境條件選擇

按照設(shè)備的裝置地點(diǎn)、使用條件、檢修和運(yùn)行等要求選擇導(dǎo)體、電器的種類和形式。

3.2 變壓器容量計(jì)算與選型

民用建筑尤其是高層建筑用電負(fù)荷大，大部分變壓器長(zhǎng)年接入電網(wǎng)運(yùn)行，變壓器的長(zhǎng)期累計(jì)損耗相當(dāng)可觀。因此，研究變壓器損耗與負(fù)荷率的關(guān)系，合理地決定變壓器額定容量、類型對(duì)于安全、高效用電非常重要。

假設(shè)X# 樓負(fù)荷計(jì)算結(jié)果為下表1：

表1 X# 樓負(fù)荷計(jì)算結(jié)果

則X# 樓的箱式變壓器選擇為：根據(jù)負(fù)荷計(jì)算，實(shí)際運(yùn)行后負(fù)荷功率為：421.3kW，負(fù)荷電流為638.61A；依據(jù)有關(guān)變壓器運(yùn)行規(guī)范及規(guī)程中的規(guī)定，確保變壓器安全、經(jīng)濟(jì)、可靠運(yùn)行的條件，應(yīng)選擇630kVA電力變壓器做為#1 箱式變的供電電源；此時(shí)變壓器運(yùn)行負(fù)荷率可達(dá)66.8%[2]。

目前應(yīng)用于民用建筑供配電工程的配電變壓器類型主要包括油浸式配電變壓器S9 系列配電變壓器以及S11 系列配電變壓器等類型，根據(jù)民用供配電要求，綜合考慮到經(jīng)濟(jì)型與安全可靠配電需求，這里建議選用S9 系列配電變壓器，結(jié)合以上變壓器容量需求計(jì)算結(jié)果，X# 樓選擇使用S9-630kVA 10/0.4kV 型配電變壓器[3]。

4 供配電工程電氣施工制圖

電氣施工圖包括以下內(nèi)容和圖樣：

1）設(shè)計(jì)說(shuō)明。制定的設(shè)計(jì)說(shuō)明包括擬采用的配電模式、負(fù)荷等級(jí)、線路走線、用電安全設(shè)計(jì)及施工細(xì)節(jié)比如電氣安裝高度、電器設(shè)備安裝注意事項(xiàng)、施工安全規(guī)范等。

2）主要材料設(shè)備表。包括工程所需的各種設(shè)備、管材、導(dǎo)線等名稱、型號(hào)、規(guī)格、數(shù)量等。設(shè)備材料表上所列的主要材料的數(shù)量，由于與工程量的計(jì)算方法和要求不同，不能作為工程量編制預(yù)算的依據(jù)，只能作為參考數(shù)量。

3）配電系統(tǒng)圖。又稱“電氣原理圖”，用來(lái)完整性、系統(tǒng)性的展示配電主設(shè)備以及附屬設(shè)備之間的關(guān)聯(lián)以及線路連接，同時(shí)也能反映各個(gè)設(shè)備部件之間的電信號(hào)走向。系統(tǒng)圖不表示電氣線路中各種設(shè)備的具體情況、安裝位置和接線方式。

系統(tǒng)圖有變、配電系統(tǒng)圖，動(dòng)力系統(tǒng)圖，照明系統(tǒng)圖，弱電系統(tǒng)圖等。內(nèi)容包括：整個(gè)配電系統(tǒng)的連接方式，從主干線至各分支回路的路數(shù)；主要變、配電設(shè)備的名稱、型號(hào)、規(guī)格及數(shù)量；主干線路及主要分支線路的敷設(shè)方式、型號(hào)、規(guī)格。

4）電氣平面圖。表示電氣線路和電氣設(shè)備平面布置的圖紙，也是進(jìn)行電氣安裝的重要依據(jù)。平面圖可以表示電氣線路中各種設(shè)備的具體情況、安裝位置和接線方式，但不表示電氣設(shè)備的具體形狀。內(nèi)容包括：建筑物的平面布置、軸線分布、尺寸以及圖紙比例；各種變配電設(shè)備的編號(hào)、名稱，各種用電設(shè)備的名稱、型號(hào)，以及它們?cè)谄矫鎴D上的位置；各種配電線路的起點(diǎn)、敷設(shè)方式、型號(hào)、規(guī)格、根數(shù)，以及在建筑物中的走向、平面和垂直位置；建筑物和電氣設(shè)備防雷、接地的安裝方式以及在平面圖上的位置。

［1］李兵，程大章.民用建筑供配電可靠性分析[J].電工技術(shù)雜志，2003，12：34-38.

［2］李炳華，劉文坤.民用建筑中供配電系統(tǒng)若干問(wèn)題的再思考[J].建筑電氣，2010，12：3-8.

［3］葉充.建筑供配電系統(tǒng)可靠性評(píng)估與思考[J].建筑電氣，2011，06：19-24.