周鋼

（長沙星電電力勘測設(shè)計(jì)有限公司 湖南長沙 410000）

基于節(jié)能理念的某高層住宅小區(qū)的供配電設(shè)計(jì)

周鋼

（長沙星電電力勘測設(shè)計(jì)有限公司 湖南長沙 410000）

現(xiàn)代建筑節(jié)能涉及很多專業(yè)，包括建筑新能源的設(shè)計(jì)、建筑電氣節(jié)能設(shè)計(jì)、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及建筑外墻設(shè)計(jì)等等，其中，建筑電氣節(jié)能設(shè)計(jì)潛力最大。建筑配電領(lǐng)域內(nèi)節(jié)能設(shè)計(jì)如果能夠發(fā)揮合理，必須有效確保用電設(shè)備能夠正常發(fā)揮，并且充分利用電能資源。對此，本文首先介紹了基于節(jié)能理念的建筑中供配電節(jié)能設(shè)計(jì)的基本原則，然后對建筑供配電節(jié)能設(shè)計(jì)主要內(nèi)容進(jìn)行了分析，并結(jié)合工程實(shí)例詳細(xì)探究了某高層住宅小區(qū)的供配電設(shè)計(jì)方法。

高層住宅；節(jié)能理念；供配電設(shè)計(jì)

1 引言

現(xiàn)代建筑對配電系統(tǒng)的電氣性能要求較高，同時(shí)因?yàn)樗且粋€(gè)大功率負(fù)荷，其能源消耗相當(dāng)高，節(jié)能潛力非常大。因此，如何采取適當(dāng)?shù)慕ㄖ潆娤到y(tǒng)，并采用各種節(jié)能技術(shù)措施，促進(jìn)綠色建筑和智能大廈工程的建設(shè)和發(fā)展，已成為建筑節(jié)能研究的重點(diǎn)。

2 基于節(jié)能理念的建筑中供配電節(jié)能設(shè)計(jì)的基本原則

在建筑住宅項(xiàng)目工程中，工程質(zhì)量永遠(yuǎn)是項(xiàng)目整體的核心內(nèi)容，也是一切設(shè)計(jì)施工所必須遵循的大目標(biāo)，因此，建筑電氣節(jié)能是當(dāng)代建筑設(shè)計(jì)中所不可忽視的重要原則。電氣節(jié)能設(shè)計(jì)是一項(xiàng)整體性的工程，其要求在設(shè)計(jì)過程中不能片面追求控制能耗，對于合理的損耗首先要做到充分滿足，同時(shí)保證供電能夠保證建筑設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，配電設(shè)計(jì)按照相應(yīng)的的可靠性和安全性原則，使電力分配能夠?qū)崿F(xiàn)優(yōu)化升級，實(shí)現(xiàn)能源的合理使用。如何運(yùn)用更為先進(jìn)的技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)能耗控制是建筑電氣節(jié)能設(shè)計(jì)中的重中之重，建筑配電設(shè)計(jì)中的相關(guān)理念要求設(shè)計(jì)人員要重視以抹術(shù)降低損耗。例如增加空調(diào)風(fēng)量的合理調(diào)節(jié)安排、依據(jù)實(shí)際減少展廳用電、控制電阻數(shù)量等方式。另外，建筑配電設(shè)計(jì)還需充分考慮經(jīng)濟(jì)因素和運(yùn)營規(guī)范，如果不樹立全面地思想，就有可能出現(xiàn)因?yàn)槠孀非蠊?jié)能而抬高運(yùn)營花費(fèi)的現(xiàn)象。

3 基于節(jié)能理念的建筑中供配電節(jié)能設(shè)計(jì)主要內(nèi)容

3.1 供配電線路設(shè)計(jì)

架空線路與電纜線路是電力線路的兩種主要形式，這兩種線路都是利用金屬導(dǎo)線來傳輸電能的，而金屬導(dǎo)線本身就具有一定電阻，因此輸電線路本身也會損耗一定電能。輸電線路的電阻、電壓及功率因數(shù)都會影響輸電線路的功率損耗，若輸電線路的負(fù)荷功率一定，輸電線路的電阻越大，輸電線路的功率損耗就會越大，輸電線路的電壓與功率因數(shù)越大輸電線路的功率損耗則越小，因此在設(shè)計(jì)供配電線路時(shí)，要把線路損耗降到最低，最大限度地節(jié)約電能，可以通過降低輸電線路電阻，增大線路電壓等級與功率因數(shù)等方法實(shí)現(xiàn)，具體如選用電阻率小、截面積大的導(dǎo)線充當(dāng)輸電導(dǎo)線等。

3.2 配電變壓器的選擇

變壓器是建筑工程供配電系統(tǒng)的重要組成部分，為了提高建筑工程供配電系統(tǒng)的節(jié)能效果，應(yīng)該選擇合適的變壓器。在對變壓器進(jìn)行選擇時(shí)，應(yīng)該綜合考慮變壓器的性能、質(zhì)量以及節(jié)電能力。為了降低建筑工程供配電系統(tǒng)能耗，應(yīng)該盡量選擇節(jié)能型變壓器。①從影響電能傳遞效率的因素方面來看，需要注意變壓器的材質(zhì)和截面面積大小，最合理的方法是看回收率；②應(yīng)該對變壓器的有用損耗進(jìn)行準(zhǔn)確計(jì)算，這樣才能確定變壓器節(jié)能效率；③在選擇變壓器的同時(shí)，還需要考慮變壓器的運(yùn)行費(fèi)用，在計(jì)算變壓器的日常運(yùn)行費(fèi)用時(shí)，必須考慮其負(fù)荷情況。

3.3 照明節(jié)能設(shè)計(jì)在工廠車間、建筑施工工地、市政道路等場所的供配電系統(tǒng)中，通常都需要大量的照明設(shè)施，因此在設(shè)計(jì)供配電系統(tǒng)時(shí)一定要重視照明節(jié)能設(shè)計(jì)。在進(jìn)行照明節(jié)能設(shè)計(jì)時(shí)，以充分利用天然采光為基礎(chǔ)，通過合理的計(jì)算照明，分配負(fù)荷，正確選擇照明燈具與控制方式等方面入手照明節(jié)能設(shè)計(jì)。其中在進(jìn)行照明計(jì)算時(shí)，要盡量平均分配三相負(fù)荷，防止由于三相的不平衡而使變壓器及其線路的損耗出現(xiàn)加重現(xiàn)象。

3.4 電力電纜的選擇

在電力運(yùn)輸過程中，電力電纜是十分重要的構(gòu)成設(shè)備，在提高供配電系統(tǒng)節(jié)能效果方面發(fā)揮著十分重要的作用。在選擇電力電纜時(shí)，首先需要考慮電力電纜的安全性能以及經(jīng)濟(jì)效益，另外，電力電纜的選擇與電纜截面積大小也有很大關(guān)聯(lián)。通常情況下，電力電纜的截面面積越大，則線路設(shè)置費(fèi)用就會越高，線路損耗就越小，反之，則線路設(shè)置的費(fèi)用會減小。因此，在對電力電纜進(jìn)行選擇時(shí)，應(yīng)該綜合考慮導(dǎo)體載流量以及經(jīng)濟(jì)電流密度情況。

3.5 人工無功功率補(bǔ)償

選擇更為合適的電動機(jī)設(shè)備是配電設(shè)計(jì)中重要的舉措之一，其主要的實(shí)施目標(biāo)是降低電氣線路中的總體功耗，并使電動變壓裝置達(dá)到最理想的工作狀態(tài)。另一方面，人工無功率補(bǔ)償是控制能源損耗的另一大重要設(shè)計(jì)方法，其主要原理是通過聯(lián)動電容器中的功能運(yùn)轉(zhuǎn)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)電氣損耗的有效補(bǔ)償，對于這種電氣效率的提升措施而言，以高壓部分的無功率補(bǔ)償作為較集中的一個(gè)部分，而具體節(jié)能效果則依據(jù)具體工期而定，其集中與分散的補(bǔ)償方式各不相同。

3.6 省電裝置的應(yīng)用

建筑配電省電裝置的核心構(gòu)成是電磁結(jié)構(gòu)，將其以串聯(lián)的形式與調(diào)壓器相連接，通過外部獨(dú)立結(jié)構(gòu)調(diào)整消除高次諧波線圈，將三柱式鐵芯中的節(jié)電裝置進(jìn)行；連接搭配，配合相關(guān)線路的纏繞時(shí)電壓保持在一個(gè)穩(wěn)定的區(qū)域內(nèi)，抑制電流啟動消耗，實(shí)現(xiàn)電氣節(jié)能的最終效益。

4 基于節(jié)能理念的某高層住宅小區(qū)的供配電設(shè)計(jì)實(shí)例

4.1 某高層住宅小區(qū)概況

本小區(qū)規(guī)劃總用地約12ha，總建筑面積373818m2。總計(jì)16個(gè)建筑單體，其中8棟為住宅樓、4棟為公寓樓，并且其內(nèi)含底商、3處商業(yè)樓及1座地下車庫。住宅及其公寓建筑面積290296m2，總戶數(shù)為2808戶，商業(yè)建筑面積為12980m2，另外，該高層住宅小區(qū)地下車庫建筑面積為70543m2。

4.2 該高層住宅小區(qū)負(fù)荷統(tǒng)計(jì)結(jié)果

4.2.1 負(fù)荷級別

（1）本小區(qū)一級負(fù)荷的建筑和設(shè)備主要有以下幾點(diǎn)：地下室停車庫、生活水泵房、高層住宅中的消防設(shè)備和小區(qū)的消防泵房、電梯和規(guī)范規(guī)定的其他一級負(fù)荷。該小區(qū)各變配電室主要由兩路獨(dú)立的10kV高壓引入，所有一級負(fù)荷都是由雙重電源進(jìn)行供電的。如果一個(gè)電源發(fā)生故障問題，則另一個(gè)電源應(yīng)該避免同時(shí)受到損壞，這樣才能滿足一級負(fù)荷供電要求。該住宅小區(qū)電源是由規(guī)劃區(qū)外220kV變電站所引入的。

（2）除上述的一級以外，其他建筑其供電負(fù)荷都為三級負(fù)荷。如果住宅每戶用電和所有小型商鋪，路燈照明，園林照明等。

4.2.2 負(fù)荷統(tǒng)計(jì)

（1）該小區(qū)住宅以及公寓的單位面積用電指標(biāo)為24VA/m2，公建單位面積用電指標(biāo)為80VA/m2，地下車庫單位面積用電指標(biāo)為15VA/m2。

（2）根據(jù)建筑面積電力容量計(jì)算原則：該住宅小區(qū)計(jì)算總負(fù)荷為9564kVA。

4.3 該高層住宅小區(qū)供電方案設(shè)計(jì)

4.3.1 供電電源電壓及開閉所數(shù)量

①該住宅小區(qū)變壓器總?cè)萘繛?080kVA，屬于50～10000kVA級別；采用10kV雙回路供電的方式供電。②本期供電設(shè)置1個(gè)開閉所——本工程開閉所。

4.3.2 終端變配電室數(shù)量及布置

①本項(xiàng)目為建筑面積較大的新建高層建筑小區(qū)；輸電線路和各級配電線路采用電纜線路。②根據(jù)便于進(jìn)出線的布置，從變壓器低壓出線端至供電計(jì)量表之間的電纜實(shí)際距離不大于250m的原則，本期小區(qū)共布置了4個(gè)變配電室。

4.4 該高層住宅小區(qū)配電系統(tǒng)

本工程開閉所同1號變配電室合建，其位置在本工程1號商業(yè)西側(cè)；向1～4號變電室供電。該住宅小區(qū)在建筑物室外的電纜敷設(shè)均采用穿管及管溝埋地的敷設(shè)方式，在拐彎以及直線適當(dāng)處作拉線井，應(yīng)該采用電纜、穿金屬線槽架空敷設(shè)的方式。其中，1號具體變電室供電方案明細(xì)詳見表1。

5 結(jié)束語

電能是當(dāng)今社會最廣泛使用的能源之一，也是損耗較嚴(yán)重的能源。電能在建筑發(fā)展和人們?nèi)粘Ｉ钪械氖褂梅秶軓V?，F(xiàn)如今，社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展對于電力的需求也越來越大，隨之而來的浪費(fèi)也越來越嚴(yán)重，而電力也越來越稀缺。因此，節(jié)能設(shè)計(jì)的發(fā)展，配和合理有效的設(shè)計(jì)，有利于緩解能源短缺和浪費(fèi)，實(shí)現(xiàn)節(jié)能和環(huán)保。節(jié)能設(shè)計(jì)在一定程度上發(fā)揮了積極作用，為我國國民經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展帶來了長遠(yuǎn)利益。

表1 供電方案明細(xì)表

[1]徐少巍.高層住宅供配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J].商品與質(zhì)量·建筑與發(fā)展，2014（04）：36.

[2]宋珊珊，卞洪志.高層住宅小區(qū)的電氣設(shè)計(jì)研究[J].當(dāng)代青年（月刊），2015（09）：322.

[3]覃操.高層建筑高低壓供配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及應(yīng)用[J].文摘版：工程技術(shù)，2015（27）：18.

TU852

A

1004-7344（2016）24-0105-02

2016-8-13

周鋼（1987-），男，本科，主要從事電力設(shè)計(jì)工作。