摘要：近年来，随着我国城市化建设的发展，建筑行业的发展速度不断提高，大型经济开发区、地标性建筑、大规模城市综合体、超高层建筑以及大型厂房的建设所带来的建筑功能高度集成、各专业设计复杂化、建筑体量的大型化不断的进入当代建筑的常态化发展队列。同时，我国发输电网的不断健强及配电网可靠性的提高，也为这些大规模大体量建筑功能的实现提供了基本保障。这样，建筑自身的电气系统配电可靠性成为了建筑功能实现的关键环节。
关键词：建筑电气设计；中低压配电系统；可靠性研究
1导言
目前我国配电网的输送电要求不断提高，我国电力部门同步国家国民经济发展进程，不断规划及优化电网结构，保证用户电能质量及供电可靠性。对于大型经济开发区、大型城市综合体、超高层建筑及大型厂房，电力部门一般采取6~10kV中压配电。各建筑内部设置配变电所，把中压配电网的电能变送到各用电设备，从而实现建筑内部各功能设备的运行。不仅如此，对于大规模用能建筑，还有设置开关站及多个配变电所的情况，同时对于数据机房类建筑还要求设置备用发电机组及不间断电源进行专门的区域供电。进而，建筑内部配电系统越来越复杂，电气主接线运行方式也越来越灵活，各个环节的电力设备也越来越高端，电力保护装置要求也越来越高。中低压配电网可靠性尤为重要，其要求不仅成为了电气系统设计的运行指标，同时中低压配电也是密切与用户发生着各种联系，电网安全可靠性涉及人身安全，在系统设计时也不容忽视。
2中低压供配电系统在建筑电气设计中的意义
按照我国建筑设计规范的范围划分，建筑电气设计涵盖范围广泛，其中有中低压配部分相关章节、电气照明、常用电气装置、建筑物防雷、接地及安全、火灾自动报警与联动控制、以及智能建筑相关专业的设计内容。电气照明、电气装置及智能建筑等专业直接影响着建筑物的功能体验，随着建筑业的发展，新型电气产品层出不穷，而中低压配电系统作为供能的媒介，却发挥着把电能从国家配电网向各终端设备输送的作用，作为输电的最后一个环节，输电质量和输电可靠性都直接影响的终端设备的正常使用。同时低压配电系统的安全可靠性也为建筑功能的安全运行提供基本保障。
3影响中低压供配电系统可靠性的因素
中低压配电网主要由配变电所设备和配变电所以外的线路和配电装置组成，按照影响供电可靠性的区域进行分析，主要分为电源端故障导致的在用电源失电；用户端正常检修导致的用电装置或线路停用；线路或设备意外故障，包括漏电、短路、过载、触电等。
3.1电源失电
电源失电主要原因电为电网意外故障或电源点检修。目前大部分城市配电网变电站都已经不再采用单元供电或是单母线供电结构。基本能够保证为同一供电区域的重要用户持续提供电力。并且随着国家配电网绝缘化率和电缆化率的提高，双回供电和环网供电结构的普及，基本实现了重要用户的可靠双路供电模式。并且我国高压输电网停电可能性较低，按照国家能源局对国内特大城市的统计，供电可靠性已经达到99.95%以上。所以建筑内电源失电情况多为一路电源故障或检修失电。
3.2正常检修停电
配电系统作为建筑系统的一部分，或是正常例行检查；或是因施工质量问题；或是因产品质量；或是因设计阶段的计算及系统设计问题都可能出现停电检修情况。有时，停电检修可以计划进行，有时却无法合理避开用户高峰期，强迫停电检修，以避免更大范围的停电。检修可能发生在线路上，也很可能出现在各开关部位甚至二次控制回路上。
3.3意外故障
电气故障种类很多。主要为：漏电故障、短路故障、欠压断相故障等。
3.3.1漏电故障
漏电故障主要是指单相线路或设备相电压对地发生漏电现象。在不接地系统中发生单相对地漏电情况，因为系统中性点不接地，漏电处无法形成闭合回路，漏电流很小，但是能够造成中性点偏移，促使相电压由220V上升到线电压380V，对大部分民用电器造成破坏的同时，还可能造成人员伤亡。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆同时，对于大型建筑物，当各部位小的漏电电流叠加到一定程度时，上级配电线路可能会出现过载过热现象，甚至发生电气火灾。
3.3.2短路故障
短路故障一般分为相间短路和单相对地短路，无论是相间短路还是在中性点接地系统中的单相对地短路，短路电流都很大，能直接造成电气设备破坏，电气火灾，人员伤亡等重大事故。而分析其原因大致分为四类：（1）设计不合理，造成线路过载运行，导致绝缘破坏短路；（2）电气设备老化，绝缘老化导致短路；电气设备本身存在缺陷，导致运行故障短路；（3）自然因素，比如恶略天气，雷击、大风等造成线路设备故障；（4）人为因素，比如不规范操作，不合理使用用电设备等，造成短路故障。
3.3.3欠压、断相故障
欠压、断相故障主要是针对于用设备出现的故障类型。比如说异步电动机，当供电电压低于额定电压一定程度时，电能无法提供足够的机械转矩驱动电动机运行或是带额定负荷运行，导致电动机无法合理的将电能通过磁场转化为机械能，而全部转化为热能导致电动机烧毁。而当断相时，电源缺相无法给电动机提供正常的三相旋转磁场，最终也无法启动电动机旋转，结果也是直接烧毁电动机。而建筑当中，各种水泵，风机都是电动机。欠压、断相故障同样能烧毁用电设备，甚至造成短路。
4 建筑电气中低压配电系统设计可靠性解决方案
4.1明确低压运行方式
首先要明确电源类型及供给情况，然后确定建筑物负荷等级。最后合理选择低压主接线方式及配电结构、备用电源。通过合理的确定运行方式，对各类负荷按照回路进行分类，将各电源进行合理组合。力求电源故障，建筑不停电，或是合理的区域停电。
4.2合理的负荷计算，合理设备选择
通过合理的负荷计算，在保留一定裕度的情况下合理选择设备。同时根据系统运行方式，考虑负荷转带情况，局部设备及线路正常运行满载时负载率不能超过50%。同时要合理考虑变压器的容载比，不仅要考虑停电故障时的运行方式切换，还要考虑一定量的建筑电能消耗增长。
4.3加强设备选型
第一是合理选择设备类型。比如对于消防系统用电设备，要选择满足国家规范要求燃烧等级的耐火产品。并且对于重点区域可以提高产品的耐火性能。比如重点区域的干线设计可以选择矿物耐火电缆。第二是合理选择电气产品品牌档次。比如配电室内的电气产品，通过选择更高的档次品牌的电气产品来获得更高的电气运行可靠性。并且从产品技术层面来说，电气产品技术集成度高，很多产品都是工厂组装，高档次品牌的产品有时会提供更多的产品功能服务。
4.4 设置更为完备的电气保护装置和管理系统
针对于目前电力监控技术的先进性特点，建筑电气配电系统设计可以充分利用各类监控系统进行电力系统监管。实现更高一级的系统管理任务。并且通过设置更为完备的保护装置，来为系统的安全可靠性保驾护航。
5结束语
建筑电气中低压配电系统虽然不直接面对建筑用户，但其作用显而易见，它不仅是建筑的持续可靠供电的基础，也是建筑设备安全运行的保障。通过合理设计配电系统结构，通过准确计算，合理选择电气设备及线路参数，合理设置系统配置，实现更为可靠、安全、智能的配电系统。
参考文献
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[4]杨瑞杰.高层建筑电气设计中低压供配电系统可靠性研究[J].中国高新区,2017(16):130.
论文作者:马士博
论文发表刊物:《建筑实践》2019年第09期
论文发表时间:2019/8/15
标签：建筑论文; 系统论文; 故障论文; 可靠性论文; 电气论文; 低压论文; 设备论文; 《建筑实践》2019年第09期论文;