摘要：供配电系统设计作为建筑电气工程设计工作的重要组成部分，设计的合理性直接影响到建筑电气设施和装置的投资、运行及管理等方面，因此供配电设计除了要保障人身安全、供电可靠、技术先进外，还要检验设计在实际运行中是否经济、合理。本文就建筑供配电系统设计中易于忽视的3个问题作了较深入的探讨和分析，按照现行设计规范、国家标准和工程实践，力求给出具有可操作性的解决方案。
关键词：建筑供配电设计；经济合理；负荷计算；变压器、导体和线缆的选择
供配电系统设计是工民用建筑建设中非常普遍又非常重要的一项工作，其技术性和规范性都很强，本文从工程实践角度出发，对负荷计算、变压器、导体和线缆的选择等容易忽视的问题进行探讨。
1 供配电系统设计的总原则
在建筑供电配电设计中应按照负荷性质、用电容量、工程特点和地区供电条件，统筹兼顾，合理确定设计方案。做到保障人身安全、供电可靠、技术先进、经济合理、整体美观、维护管理方便。
1.1 供配电系统技术先进原则
应选择符合国家现行标准的产品，采取经实践证明行之有效的新技术，提高经济效益、社会效益。
1.2 系统高效运行原则
装备水平应与工程的功能要求和使用性质相适应。在建筑供电配电设计中应采用符合国家现行有关标准的高效节能、环保、安全、性能先进的电气产品；采用成熟、有效的节能措施，降低电能损耗。
1.3 科学确定用电负荷原则
建筑供电配电设计应根据工程特点、规模和发展规划，做到远近期结合，在满足，在满足近期使用要求的同时，兼顾未来发展的需要。选择合理的负荷设计指标或需要系数，尽可能的提高设备利用率，科学地确定计算负荷。
2 建筑供配电设计中易忽视的问题及解决方案
2.1 负荷计算的问题
2.1.1 负荷计算的意义及目的
在对用电单位和用电设备进行负荷分级的基础上，区分消防负荷和非消防负荷，尽量准确地计算出建筑所需的总负荷和负荷等级，计算出各支路的分负荷，以作为向供电部门申请电容量的依据和拟定供配电系统；是选择电气设备和装置、线缆直径，以及计算电压损失、功率损失、电能损失和无功功率补偿的重要依据；其计算的准确性对合理选择设备、系统的安全可靠和经济运行等方面均起到决定性的作用。
2.1.2 易忽视的问题
消防负荷和非消防负荷的统计和计算不准确，，非消切换时易产生故障动作，埋下电力设备运行故障的隐患；设计指标或需用系数取值不合理；计算负荷确定过大，将造成设计冗余量大，不能物尽其用、浪费设备投资；计算负荷确定过小，将使设备长期处于满负荷状态下运行，产生的长期发热易使设备和装置的机械性能下降、接触电阻增加、绝缘性能降低过早老化甚至烧毁，破坏正常工作状态造成重大损失。
2.2 解决方案
1）明确建筑的使用功能分区、建筑所在地供电条件，向业主方深入了解近期的用电需求和未来的建筑用途，拟定设计要求和目的。
2）根据现行设计规范，对其中的建筑负荷进行分类统计和计算，进行负荷等级与无功补偿计算，列出负荷计算表；其次，根据负荷类别及对供电可靠性的要求进行负荷验算；最后，根据总计算负荷，选择变压器容量及台数、主接线方案以及是否需要备用发电机组，确定配电站主接线方式。
3）负荷计算应包含的内容：负荷计算、尖峰电流、一二级负荷、季节性负荷。单相负荷应均衡分配到三相负荷上。选取单位面积用电负荷设计指标或需要系数，可参考《全国民用建筑工程设计技术措施•电气》（2003）。
4）当消防设备计算负荷＞火灾时切除的非消防设备计算负荷，应按消防设备计算负荷+火灾时未切除的非消防设备计算负荷，进行计算；当消防设备计算负荷＜火灾时切除的非消防设备计算负荷，可不计入消防负荷。
5）应急发电机的负荷计算应满足设计规范要求。
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2.3 变压器选择的问题
2.3.1 变压器选择的意义及目的
电力变压器是变电所中最关键的一次设备，其功能是将电力系统中的电能电压升高或降低，以利于电能的合理输送、分配和使用。变压器的容量、型式及台数的选择和连接点的确定直接影响电气主接线的形式和配电装置的结构，影响着主接线的可靠性、灵活性和经济性。
2.3.2 易忽视的问题
变压器容量选得过大、台数过多，增加了投资、增大占地面积，而且也增加了运行电能损耗，设备未能充分发挥效益。变压器容量选得过小，将可能满足不了用电负荷的需要。
2.3.3 解决方案
1）供电系统中宜选用D，yn11连接组别的三相节能型变压器；长期工作负载率不宜大于85%。
2）根据接线形式和特点合理选择变压器容量和型式。设置在民用建筑中的变压器应选择干式、气体绝缘或非可燃性液体绝缘的变压器。
变压器低压侧电压为0.4KV时，单台变压器容量不宜大于1250KVA。预装式变电所变压器，单台不宜大于800KVA。
3）用电负荷分散的大型民用建筑或超高层建筑、大型建筑群，或供电负荷较大，供电半径较长时，可设多台变压器分散布置。
变压器安装位置应尽量深入或接近负荷中心。供电半径≤250m为宜，尽量不要超过300m；如超过300m时，一定要进行电压损失计算。
2.4 导体和线缆选择的问题
2.4.1 导体和线缆选择意义及目的
据有关方面统计，电气火灾中约有60%的火灾是由电力线路火灾引起的。供配电线路产生的火灾有的多方面的因素造成，其中与电力电缆的选择和敷设方式密切相关。
2.4.2 易忽视的问题
导体和线缆选用的截面积偏小，导致电能质量下降、线路损耗过大，严重的甚至造成线缆过热烧毁；选用的截面积偏大，使工程初期投资高，造成设施的利用率低、不经济。
2.4.3 解决方案
按不同项目的用途和使用条件要求，运用计算机进行定量分析计算，实现各类优化计算，进而提高导体和线缆比选的准确度。
1）选择导体和线缆时，根据其用途、使用条件和敷设方式，综合性价比确定芯线材料及型号；
2）根据需要系数法或二项式法计算出负荷的计算电流；
3）根据选定电缆相应的载流量，先按规定的经济电流密度选择电缆的截面，以使线路的年运行费用接近最小、节约电能损耗和有色金属；然后校验导体和线缆的允许电压降、热稳定及机械强度，最终得到较为合理的截面。
总之，供配电系统的合理设计，不仅能起到节约资源的作用，还能够在供配电系统中发挥资源优化组合的功用，最大限度满足用电设备的使用需求。影响供配电系统设计合理性的因素有多方面，诸如：电压选择、电气接线、节能设计、配电装置选择等，因此，还需要我们加强分析和研究。
限于笔者水平，文中难免有错误和不足之处，热诚希望读者和同仁批评指正。
参考文献：
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[3]黄瑜兴、黄铁兵、梁志超：民用建筑电气设计手册（第2版）[M]，中国建筑工业出版社，2007年3月第2版.
[4]供配电系统设计规范（GB50052-2009）.北京：中国计划出版社，2010.
[5]民用建筑电气设计规范（JGJ16-2008）.北京：中国建筑工业出版社，2008.
论文作者:鲁建荣
论文发表刊物:《电力设备》2017年第24期
论文发表时间:2017/12/18
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