论述电气供配电系统设计的重点问题及解决措施

1、论述电气供配电系统设计的重点问题及解决措施 【摘要】本文着重分析和讨论了民用建筑供配电系统的常见问题，并给出了这些问题的建议性答案，供建筑电气从业人员讨论和研究。 【关键词】民用建筑；供配电系统；设计问题 目前，随着我国社会主义市场经济的不断发展与人民生活水平的不断提高，民用建筑中居民用电量越来越高，我国目前的状况还无法与国外发达国家相比，因此，供配电设计人员应该意识到其中的差距，有责任将设计做到更加经济、合理、实用，让有限的资金充分发挥出其应有的作用。多年来，由于在民用建筑小区供配电设计中存在的不合理性，导致国家电能出现大量的消耗与浪费现象，同时更使得居民的电器设备使用年限缩短。当然，困扰我

2、国民用建筑用电问题的还包括由于我国工业水平的提升与国民经济水平的增长而导致的能源匮乏。在民用建筑供配电设计中还应注意节能策略的研究。 1 民用建筑供配电设计中常见的问题 近年来，由于很多很多民用建筑供配电的设计者缺乏对设计原则的理解，以及在一些规范条文理解上存在的差异，导致设计非常不合理，最终出现过分浪费、投资消耗过高、给居民带来安全隐患、使用不方便等问题。在民用建筑供配电设计中主要会遇到如下问题。 1）缺乏对相关规范的了解。我国10kv及以下变电所涉及规范中明确做出规定：变配电房不能设置在浴室、经常积水的地下室、厕所等地方，并且也不能与这些场所相毗邻。一般而言，民用建筑小区住宅楼在设计时通常

3、将电配电房设计在一层，楼上的卫生间位置设置局部夹层。但是这种设计通常会由于屏蔽性能差、降噪处理措施不到位等原因而导致楼上住户的频繁投诉。我国于2011年最新颁布并实施的住宅建筑电气设计规范中明确规定：当配变电所设在住宅建筑内时，配变电所不应设在住户的正上方、正下方、贴邻和住宅建筑疏散出口的两侧，不应该设置在住宅建筑低下的最底层。这些规定都比较明确的要求住宅楼下不能设置变配电房。 2）供电设备的设置不符合规范。根据我国民用建筑电气设计规范中规定：当消防用电负荷为二级并采用交流电源供电时，宜采用双回路树干式供电，并按防火分区设置自动切换应急照明配电箱。当采用集中蓄电池或灯具内附电池组时，可由单回线

4、路树干式供电，并按防火分区设置应急照明配电箱。但是，在实际设计中，由存在着在理解上的偏差，民用建筑供配电设计人员、民用建筑的审查人员、校对人员经常会要求在住宅楼消防电梯前室的一两个应急灯也要求单独设置双电源切换箱。从设计的经济性考虑，这样做很明显比较浪费。如果在民用建筑的每一层的每个防火分区都设置应急照明配电箱，那就更不合理了。 3）选择电缆及导体截面时考虑欠周全。在民用建筑供配电设计中，很多设计人员在对电缆及导体的截面积选择进行设计时，通常只对负荷计算出的电流满足要求即可，根本不考虑用电设备的端电压，远距离供电。例如：在高层民用建筑中的电梯、建筑屋顶的小风机等设备。由于电能在传输过程中存在线

5、路的电压损失问题，当电能传输到用电设备端时，此时的电压已经无法满足电压的偏差与电机启动的要求。我国供配电系统设计规范中明确规定：对用电设备端电压的偏差允许值的要求为：电动机为5%，一般工作场所的照明为5%，而对于那些远离变电所的小面积一般工作场所的照明、应急照明、道路照明、警卫照明等为+5%、-10%。而对于其他用电设备而言，如果没有特殊的规定，则应为5%。 2供配电系统设计中的疑难问题 2.1防雷与接地 防雷与接地问题是供配电系统设计中的一大重点，也是难点。当下，主要的防雷设备有：接闪器和避雷器，其中，前者直接接受雷击，避雷针是接闪器上接受雷击的金属，如果是金属线接受雷击，则被称之为避雷线；

6、如果是金属带接受雷击，则被称之为避雷带。后者在实现防雷功能时需要与相应的被保护设备并联，装设在设备的电源侧。在雷雨天气，线路上出现雷击过电压时，避雷器的火花间隙将会被击穿，过电压通过避雷器对大地进行放电，有效的保护了各种电气设备，阀式和排气式是两种主要的避雷器型式。架设避雷线是主要的防雷措施之一，但存在造价高的缺点，对于35kv的架空线路来说，通常只在变配电所的进出段架设避雷线。而对于10kv及以下的线路来说，装设避雷线的成本太高，通常不予架设。室外配电装置的防雷一般都是通过装设避雷针来实现的。另外，如果变配电所所处位置附近存在较高的建筑物，建筑物上的防雷设施能够对变配电所实施保护，就无需再单

7、独为变配电所设置防雷保护。在高压侧装设必要的避雷器，其主要目的是为了保护主变压器，防止雷电冲击波入侵到变配电所中。对于接地来说，当设备和装置正常运行时，接地线中是没有电流流过的。当设备发生故障时，接地线中会流过接地故障电流。接地线与接地体一起构成了接地装置。 2.2供配电系统的抗干扰设计 工业工程中供配电系统不断实施自动化，计算机系统、plc系统等的使用会对电力系统造成了干扰，其中的电气功能模块有可能无法正常工作，最终导致整个系统的故障。另外，这些干扰信号还会通过感应、传导等方式进入到二次设备中，一旦干扰水平超过了电子设备的耐受能力，这些设备将会出现不正常动作。由于干扰信号的产生和对系统造成的

8、干扰都十分复杂，因此解决起来也十分困难。 首先，对于变配电所系统来说，在干扰作用下，各类开关设备和测量系统的安全可靠性都会受到影响。变配电所系统中的常见干扰有：电源干扰、线路干扰以及电磁干扰等。频率和电压的干扰是电源引入产生的干扰，解决电源干扰的主要措施有：变压和稳压，整流和滤波等，这样不仅能够降低集中供电的危险，公共阻抗与公共电源间的耦合也会得到缓解，有利于电源的散热。 同时，对于交流电的引入线，应该采用通导率较大的粗导线，采用双绞线作为直流输出线，合理设置配线的长度。需要对电源设置相应的监视电路，其功能是对电源电压的瞬时短路和瞬间压降以及各种干扰进行监视。在变压器的进线侧需要安装避雷器，另

9、外还需要利用避雷针和避雷线形成避雷网。对传输线路的干扰来说，在长线传输过程中发生单相接地故障、或是外界干扰线号的侵入、不合理的中性点设置等都会产生干扰信号。对传输过程中出现的干扰进行抑制，首先是选择合适的传输线，一般选择同轴电缆及双绞线，其中，前者的组成 包括一根空心的圆柱导体以及内导线，并且两者与外界之间需要通过绝缘材料隔离开来。这种电缆的优点在于具有较强的抗干扰能力和稳定的数据传输特性，并且价格较便宜。后者被封装于绝缘外套中，形成一种传输介质，其构成的环路改变了电磁感应的方向，能够抵抗电磁干扰。其次是采用在线监测技术抗干扰。将各种保护，如：过电流保护、零序电流保护等装设在检测设备上，对线路的绝缘状况进行检测。在抑制电磁干扰上，可以采用屏蔽和接地抗干扰两种措施。良好的接地保护能够实现电流经过地线阻抗时产生的感应电压的消除，防止磁场和电位差造成的影响。对于干扰的抑制来说，接地是最为重要的方法，另外，与屏蔽相结合能够抵抗大部分的电磁干扰问题。 3 总结 总之，随着民用建筑的不断完善与发展，供配电设计作为其中的一项重要内容必须引起设计人员的高度重视，设计