优化配电系统设计 建筑高效节能化供电趋势渐明
添加时间：2014-02-28 10:21:02
来源：中国建设报
建筑电气设备逐渐向自动化、节能化、信息化以及智能化方向发展，这样一来也就对电气配电系统设计提出了更多的要求，使建筑电气配电系统的设计范围不断扩大，技术要求越来越高。
优化建筑配电系统设计
建筑配电系统包括高低压系统、变压器、备用电源系统以及电力系统配电及其控制系统，所以设计建筑电气配电系统时要根据建筑规模、功能定位以及使用要求确定工程拟设置的电气系统，然后确定变电系统以及配电系统的容量，以及变配电所位置、数量、容量，变压器台数。由于配电系统是各个机电系统设计的关键，所以在确定建筑配电系统之前要根据建筑电气设备专业提供的数据资料，分类进行负荷计算，并算出总负荷后按照要求进行负荷分级。此外，还要根据负荷性质以及负荷容量，提出要求外供电源的回路数、容量以及电压等级的要求，判断是否需要设置应急电源系统以及备用电源和应急电源的型式以及对建筑的照明、防雷、接地等建筑设计进行详细说明。
建筑电气配电系统运行方式主要是两路10千伏的电源采用单母线分段接线的方式连接，电源分列运行，而且两路互为备用，当一路电源出现故障时在继电保护作用下，分段断路器上的电源回路断路器便自动断开。这时非故障段母线可以继续运行，缩小了母线故障的停电范围，提高了供电的可靠性以及灵活性。
例如，大型商业建筑或者多层单元式住宅的低压配电系统要采用放射式与树干式相结合的配电方式，其他个别的部分采用链接方式进行配电。大型商业建筑或者多层单元式住宅、电梯、空调电源、照明设备以及消防设备分别由变电所低压屏放射式供电。树干式供电由变电所将各类电源分别引入各竖井，通过桥架送入各层。各竖井内分别配置有照明、配电、空调以及应急照明配电箱。配电分别放射到各个区域的配电箱，各个区域的计量表应该设置在竖井配电箱内。消防用电设备、应急照明及特殊要求的用电设备均采用双路供电。一路电源由正常母线配出，另一路电源则由应急母线配出，即一级负荷与二级负荷均为双路供电末端自投。
对于大型商业建筑或者多层单元式住宅的电源等级要求，应急电源系统根据建筑的规模，采用双电源切换或者柴油发电机组系统。大型商业建筑或者多层单元式住宅的应急电源供电方案首先考虑采用柴油发电机组系统，由于受到建筑的使用功能以及使用面积等多方面因素的制约，在方案设计时需要综合考虑进而优化管理，一般情况下为了节省使用面积，将柴油发电机组设置在地下一层，但这样一来就增添了发电机组的进排风、排烟、机组的冷却、噪音消除以及供油系统等一些列新的问题。为解决这些问题，就必须采取相应的措施，比如在柴油发电机组上方设置一些进风井和排烟井，增设进风机、排风机帮助通风等。
另外，为了达到环保要求，柴油发电机排出的废气要通过排烟管经过消声器沿着排烟竖井排出，在排烟口处还要安装二次燃烧过滤网，将所排废气在高温条件下进行二次燃烧，进而降低外排气体对环境的污染。
除此以外，大型商业建筑或者多层单元式住宅还可以采用一套大容量的应急电源系统来代替柴油发电机组，这种方案最大优点是可以带感性、阻性负载，增强适应负载的能力，从而有效地解决了柴油发电机进排风以及排烟井等问题。但缺点在于这种方案的供电时间较短，设备的投资费用高而且占地面积大，达不到供电的可靠性以及节约投资的目的，所以现行的应急电源设计方案普遍采用柴油发电机组。
做实配电系统保护设计
进行建筑电气配电系统的保护设计是指为了防止电流经由人体任何部位，通过限制可能流经人体的电流，使之小于电击电流。在发生故障的情况下，如果触及外露可导电的部分，就会引起流经人体的电流强度超过电击电流，造成严重的后果，这样一来就需要在相应的时间内自动断开电源，进行安全保护；如果发生短路或者超负载、过热以及电弧引起可燃物燃烧甚至使人遭受灼伤时，也需要在相应的时间内自动断开电源。
电力系统的保护方式一般有接地保护、建筑物总的电位防雷接地、中性线不接地系统、局部等电位接地以及漏电保护。在大型商业建筑或者多层单元式住宅的一般场所的移动设设备应该采用漏电断路器进行保护。
一般情况下高压系统为中性点不接地系统，而低压配电系统采用的接地形式为TN S系统（接零保护系统），由于TN S系统的中性线路与保护线是分开的，其优点在于正常时即使中性线上有不平衡电流，专用保护线上也不会有电流，特别适用于一些重要的大型商业化建筑以及多层单元式住宅。局部则采用IT系统（中性点不接地系统）以及IT系统中有一点直接接地，电气设备的外露可接近导体通过保护接地线接至与电力系统地点无关的接地极。通常情况下装置内的外露可接近导电部分为地电位。
另外，在大型商业建筑或者多层单元式住宅中一般的用电系统供电回路装有剩余电流保护器。除此以外，还要进行必要的防雷措施，电气工程师按国内电气设计规范对民用建筑以及大型商业建筑的主要防雷措施进行细致分析，只有正确实施了防雷技术，才能有效地确保防雷工作地可靠性。