摘要：现代化产业不断发展，城市建筑物也随着需求持续开发，建筑物中的电气设计对于建筑物的功能分区使用起着重要的作用，特别是高层建筑电气设计工作人员，要针对建筑特征各方面作出合理、安全、有效的低压供配电系统设计方案，确保方案的可行性、经济性、技术性与安全性，才能更好地促进建筑的正常运行和电力系统的正常运作。
关键词：建筑电气；低压供配电；电气系统设计
保证用电的安全一直是很多建筑工程进行电气设计、建设时考虑的原则，如何为城市建筑物提供安全、可靠的供配电系统设计成为很多电气设计人员的首要任务。在保证供电的稳妥性、安全性的前提下，我们根据中断供应电力对建筑物产生的影响以及损失把电力负荷划分为三个级别，这三个级别分别是一级负荷、二级负荷与三级负荷。比如一级负荷，一般是提供两个供电的电源，这样子当其中一个电源出现故障而导致断电的时候，不会影响或者损坏到另外一个电源，当然，除了这两个重要的并列的供电电源以外，都会另外设置一个应急电源，通常使用的应急电源包括EPS应急电源、柴油发电机组等等，此外我们禁止将二级负荷、三级负荷接入到应急供电中，这样才能够保证一级负荷应急供电电源的供电持续性与稳定性。
1、建筑电气设计中的供配电系统特征
一般而言，规范、可靠、安全的供配电系统设计能够影响到建筑电气的提供，直接对现代建筑物的多功能展示起到重要的作用。现在很多建筑物都是商住两用或者是多功能化建筑，集住宅、商业、办公、休闲娱乐于一体，因此对于稳定的供配电系统要求比较高。所以在建筑电气设计中，供配电系统的设计成为了最重要、最关键的部分。
很多建筑物，特别是高层建筑物，都会有配备供水排水、消防、空调、灯光等相关配套设施，因此供配电系统的设计也要遵从一定的原则，配合建筑物的功能分区、使用规模、建筑特质、建筑结构等方面设计。在设计之前，要充分了解建筑物所处地段的实际供电情况，结合对建筑物的全面了解来确定建筑电力的负荷级别、电源电压要求，解决专线电源是直接使用公用电源还是使用自备电源等疑惑。
在主要的建筑电气供配电系统设计中，我们要着重要求专业的技术水平，并同时考虑整个建筑电气工程的投资成本、运营管理和安全守则等常规性标准，在衡量多方标准后，确定好建筑电气设计的供配电系统特征。
2、建筑电气设计中供配电系统的设计
2.1确定负荷等级，计算各级负荷容量
我们在进行建筑电气设计中的供配电设计时，要提前确定负荷等级，计算好各级的负荷容量。如何确定负荷等级，我们可以参考《民用建筑电气设计规范》JGJ16-2008附录A进行确定负荷等级。一般来讲，必须按照国家相关规定来进行负荷等级的确定，比如三级负荷是指中断供电没有特殊要求，二级负荷是指中断供电会在经济、政治领域造成较大损失的情况，一级负荷是指中断供电会给经济、政治造成巨大损失的情况。当然，如果都不是属于一、二级别的供电负荷，统一归类为三级负荷。
建筑设施的性质不同，其负荷等级的划分标准也不一样。《民用建筑电气设计规范》中有明确的规定，比如应急照明、消防控制室、消防电梯、普通电梯、自动报警装置、自动灭火系统等等应该设置为一级供电负荷。
2.2确定供电电压与电源的设计
在很多建筑物特别是高层建筑中，一般的供电电压是低压配电电源，为380/220V。设计建筑电气的低压供配电的时候，要根据此前确定的供电负荷等级、负荷等级容量的标准来设计，在遵从相关安全常规、用电规范的同时，确定供电的低压配置，合理设计配电安排，确保落实安全、稳定的供电方案。
2.3确定建筑物的变压器
确定了电力负荷的等级和容量，了解了低压供电配置以及电源设计，我们还要根据建筑物自身的性质属性，了解当地区域的供电要求，分析负荷的分布等问题来确定变配电所的位置、数量、分布等情况，确定建筑物所要使用的变压器。
普通的变压器一般的负荷率在75%到85%之间，变压器的容量可以根据计算容量来购置。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆另外，因为低压供电半径一般低于或者等于200米，当供电距离超过200米，供电容量查出500kW的时候，必须增设变配电所的数量和位置。
当然，我们可以尽量争取在负荷中心的周围选择变配电所，这样能够尽可能地减少电缆的使用和损耗，提高供电系统的稳定和持续性，保证用电的安全性，简化低压配电系统的设计和程序。
3、实例分析某建筑大厦
比如有个建筑大厦共有16层，主楼高度约为44米，属于二类级别的高层建筑，依据标准定为二级负荷。建筑大厦地上12层，地下4层，裙房6层，总建筑面积约为3万平方米，该建筑大厦负荷要求较高， 用电量庞大，因此其负荷计算可以直接使用负荷密度法。在Pav=p&A式中，A为建筑面积㎡，p为负荷密度kw/㎡，低压配电系统供电电压为220/380V，接地形式采用TN-S系统。为保障建筑大厦消防供电的安全性，我们在地下三层设置变配电所，应急电源采用柴油发电机组。那么当公用电断电的时候，应急照明、保安监控、通讯机房及所有消防用电设备等断电，第三电源即应急电源，柴油发电机组应在15S内自动启动，并供电给低压配电220/380V的应急母线，进而供给应急照明等用电设备。
确定好建筑大厦的计算负荷之后，我们综合考虑各种因素，根据建筑物供电变压器的总装机容量S（KVS）的公式：S=Pj/BCOS￠（其中COS￠是补偿后的平均功率因素，Pj是建筑大厦的计算有功负荷，B是指变压器的负荷率）。假设运行一台变压器，B取值范围可以取70%～80%，变压器损失比小的则B取高值，变压器损失比大的则B取低值；假设采用两台变压器时，此时选择变压器的总装机容量就要考虑到供电负荷级别所需的变压器备用率、节能负荷率等方面的因素。
4、确保供电安全性
4.1 供配电安全性
任何建筑物的低压供配电系统都非常重要，会对建筑物、居民、工人造成巨大的影响。特别是对于一些高层建筑，如果是认定为一级负荷供电或者是二级负荷供电，那么这些建筑物需要两台或者以上的变压器，加上第三电源即应急电源，如柴油发电机组等。所以如果供电电源能够满足建筑物的电力负荷级别的时候，我们应该注重考虑变电所中供配电系统的安全问题。
比如第三电源，柴油发电机组，如果供应给一级负荷、二级负荷供电的建筑物，那么当市电断电时，发电机组必须在10S内自动启动，并且成功供给到一级、二级负荷设备的供电。又比如，为了防止火灾事故的发生，那么需要设置消防控制中心及时发出切断非消防用电电源的信号，确保消防用电的稳定性。
因此，针对一台、两台变压器和柴油发电机组等组成的各种低压供配电系统方案，应该充分分析方案组合的优势和不足，针对具体的建筑物属性和工程项目的需求、资金需求、安全要求等，择优选择供配电设计方案，确保供电安全与可靠。
4.2供电线路安全性
除了控制供配电方案的安全性，我们也要充分考虑到供电线路的安全性。在电力工程的设计中，我们要根据电源条件、供电方案、停电概率、停电危害等因素确定供电线路的选择。当然，供电线路也受外部热源、外部腐蚀、灰尘堆积、铺设振动与冲击等外力作用的影响。此外需要注意的是，专门的供电回路通常被使用于高层建筑的民用消防用电，比如消防电梯、消防水泵、消防控制室等设备的供电都是直接在末一级的配电箱位置设置自动切换，因此它们的供电线路的相关安全规范要求较高。
5.结语
针对建筑电气进行低压供配电的系统设计非常重要，因为既要确保供配电方案的安全性和可靠性，也要注意保障供电线路的安全性，在设计时充分考虑到电力负荷级别、负荷容量、变压器选择等因素，依靠专业的技术经验和用电安全知识，来保证建筑物供电的安全性、保障性与高质量。
参考文献：
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[2]张敏. 浅谈建筑电气供配电系统设计[J]. 建材与装饰,2016,(01):125-127.
[3]曾海涟,何宗楚. 低压供配电系统在高层建筑电气设计中的可靠性探讨[J]. 建材与装饰,2015,(48):228-229.
论文作者:罗慈焱
论文发表刊物:《基层建设》2017年4期
论文发表时间:2017/5/25
标签：负荷论文; 建筑物论文; 电源论文; 供配电论文; 变压器论文; 系统论文; 建筑论文; 《基层建设》2017年4期论文;