周越

（重慶市江津區(qū)建筑勘察設(shè)計(jì)院有限公司，重慶 402260）

0 引言

隨著各種先進(jìn)電氣設(shè)備在人們?nèi)粘Ｉa(chǎn)生活中的應(yīng)用，不僅用電量大幅提高，而且需要提高整個(gè)電氣工程的工作效率和電能質(zhì)量，這樣才能夠更好地滿足用戶需求。因此對(duì)建筑電氣設(shè)計(jì)的要求也隨之提高。根據(jù)建筑物的特點(diǎn)，運(yùn)用先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)在建筑物的電力設(shè)計(jì)中開(kāi)展工作，減少建筑物的電力消耗，提高建筑物的電力利用率，已成為工業(yè)和能源行業(yè)的重要問(wèn)題。但是，在當(dāng)前建筑電氣設(shè)計(jì)過(guò)程中還存在的一些問(wèn)題，因此需要積極使用更高效的措施加以解決，進(jìn)一步保證建筑電氣設(shè)計(jì)的可靠性，為建筑電氣系統(tǒng)安全、穩(wěn)定的運(yùn)行打下良好的基礎(chǔ)，建筑電氣系統(tǒng)如圖1 所示。

圖1 建筑電氣系統(tǒng)

1 建筑電氣設(shè)計(jì)原則

1.1 安全性

在具體建筑電氣設(shè)計(jì)時(shí)，安全性是設(shè)計(jì)時(shí)必然遵循的原則。在具體設(shè)計(jì)工作開(kāi)展過(guò)程中，需要對(duì)建筑電氣的實(shí)際需求有全面的了解，并根據(jù)需求制定科學(xué)合理的設(shè)計(jì)方案，設(shè)計(jì)時(shí)將安全性作為設(shè)計(jì)的重點(diǎn)，這樣在建筑電氣系統(tǒng)投入使用后才能保證其運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性，避免出現(xiàn)電氣事故和造成大面積的經(jīng)濟(jì)損失。

1.2 節(jié)能性

建筑設(shè)計(jì)本身必須嚴(yán)格遵循指導(dǎo)節(jié)能和環(huán)境保護(hù)的思想。在當(dāng)前大力提倡可持續(xù)發(fā)展理念的新形勢(shì)下，在建筑電氣設(shè)計(jì)過(guò)程中，需要體現(xiàn)節(jié)能性，在整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中，始終堅(jiān)持實(shí)施節(jié)能的概念，避免在以后使用建筑物時(shí)出現(xiàn)能量損失的問(wèn)題。但是，盲目促進(jìn)節(jié)能或增加其他成本會(huì)導(dǎo)致能源浪費(fèi)。因此，需要考慮長(zhǎng)期發(fā)展戰(zhàn)略問(wèn)題，正確評(píng)估資源投入與節(jié)能之間的關(guān)系，并在節(jié)能與電氣系統(tǒng)之間找到投資的平衡。節(jié)能理念應(yīng)當(dāng)成為設(shè)計(jì)中不可忽視的環(huán)節(jié)，并貫徹始終，不僅能夠有效降低資源的損耗，節(jié)約設(shè)計(jì)成本，同時(shí)還能夠?qū)崿F(xiàn)資源的充分利用，使建筑電氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略相符合。

1.3 經(jīng)濟(jì)性

在建筑電氣設(shè)計(jì)過(guò)程中，經(jīng)濟(jì)性也是設(shè)計(jì)時(shí)需要遵循的原則，即要求在保證建筑電氣系統(tǒng)正常運(yùn)行的前提下，強(qiáng)調(diào)設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)性，實(shí)現(xiàn)成本的節(jié)約，進(jìn)一步提高建筑電氣系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)效益，確保整體工程具有較好的經(jīng)濟(jì)性。要想遵循經(jīng)濟(jì)性原則，就必須保證在前期投資以及后續(xù)施工過(guò)程中資金消耗的合理性。要求設(shè)計(jì)人員嚴(yán)格按照工程預(yù)算進(jìn)行設(shè)計(jì)，在保證工程質(zhì)量的前提下選用性價(jià)比較高的設(shè)備或材料。如何在滿足使用需求的同時(shí)節(jié)省投資成本是每一個(gè)建筑單位都需要考慮的問(wèn)題。

2 建筑電氣設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題

2.1 建筑電氣設(shè)計(jì)的配電設(shè)備不合理

在建筑電氣設(shè)計(jì)過(guò)程中，部分工程項(xiàng)目為了節(jié)約資金，賺取更大的利潤(rùn)，存在使用落后的機(jī)電設(shè)備情況，由于使用老舊的輸電設(shè)備，導(dǎo)致輸電線路損耗嚴(yán)重，而且電容量也不足，投入使用后必然會(huì)導(dǎo)致安全隱患增加，系統(tǒng)運(yùn)行的安全性得不到保障。

2.2 長(zhǎng)期負(fù)載率問(wèn)題

在完善電氣傳輸系統(tǒng)時(shí)，需要對(duì)線路的實(shí)際荷載能力進(jìn)行有效把握，如果實(shí)際的線路荷載超過(guò)線路的限定荷載，電力傳輸系統(tǒng)也會(huì)因此受到影響，其輸送電力資源的能力會(huì)被削弱。在針對(duì)電氣設(shè)備進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)電氣設(shè)備長(zhǎng)期負(fù)載率具有較高的要求，具體設(shè)計(jì)時(shí)宜提按照國(guó)家規(guī)范不高于85%即可，一旦長(zhǎng)期負(fù)載率設(shè)計(jì)過(guò)高，會(huì)造成安全隱患，負(fù)載率設(shè)計(jì)過(guò)低，會(huì)導(dǎo)致用戶的基本電費(fèi)增加，增加用電用戶的用電成本。

2.3 建筑電氣設(shè)計(jì)能力不符合要求

在當(dāng)前社會(huì)發(fā)展過(guò)程中，建筑電氣不斷增加，我們?cè)谑褂眠^(guò)程中應(yīng)保證電氣線路、斷路器等基礎(chǔ)設(shè)施的增長(zhǎng)與用電負(fù)荷保持一致，通過(guò)這種方式確保日常電氣設(shè)備的穩(wěn)定。但在實(shí)際建筑電氣設(shè)計(jì)時(shí)，往往會(huì)對(duì)建筑電氣增長(zhǎng)速度預(yù)估不準(zhǔn)確，使得相關(guān)設(shè)施難以匹配。

3 建筑電氣系統(tǒng)的優(yōu)化措施

3.1 嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)配置建筑電氣系統(tǒng)的配電設(shè)備

根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的負(fù)荷配置系數(shù)來(lái)確定設(shè)計(jì)中使用的配電容量，在具體設(shè)計(jì)開(kāi)始之前，首先應(yīng)當(dāng)針對(duì)用電范圍的具體情況做出詳細(xì)調(diào)查，準(zhǔn)確統(tǒng)計(jì)得到實(shí)際用電負(fù)荷，同時(shí)明確用電負(fù)荷種類。為了避免電源突然中斷而造成損失，建筑物通常使用兩個(gè)獨(dú)立的電源作為其供電電源，并且配備在兩個(gè)電源斷開(kāi)后可以立即為其供電的獨(dú)立應(yīng)急系統(tǒng)。制定整體用電方案，并基于當(dāng)?shù)氐挠秒妼?shí)際情況科學(xué)劃分開(kāi)發(fā)規(guī)模，確保電氣設(shè)備的規(guī)范性，進(jìn)一步保證電氣設(shè)備的實(shí)用性以及安全性。

3.2 建筑用電負(fù)荷計(jì)算

建筑用電負(fù)荷通常情況下包括空調(diào)、動(dòng)力及電氣照明等，這其中空調(diào)負(fù)荷較大，而且多設(shè)置在首層或是下部，這就需要根據(jù)供電變壓器的供電范圍確定電房的位置。在具體計(jì)算電力負(fù)荷時(shí)，通常情況下我們對(duì)負(fù)荷容量的計(jì)算使用的是單位容量法和負(fù)荷密度法，因?yàn)槠鋸V泛應(yīng)用，可以確保結(jié)果準(zhǔn)確，確保供配電設(shè)計(jì)可以滿足電力用戶的用電荷載需求。

3.3 電氣高低壓配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

（1）高壓配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

一般情況下會(huì)采用放射式系統(tǒng)進(jìn)行高配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)，以此保證供電的可靠性和實(shí)現(xiàn)靈活把控。部分大型建筑電氣項(xiàng)目，針對(duì)變壓器分散布設(shè)的情形，在設(shè)計(jì)過(guò)程中也可以使用環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)。在具體設(shè)計(jì)時(shí)，首先選取實(shí)際配電電壓與其網(wǎng)絡(luò)組構(gòu)，計(jì)算配電干線負(fù)荷，選擇適用的開(kāi)關(guān)設(shè)備并核驗(yàn)短路情況，保證二次回路方案制定的準(zhǔn)確性，并實(shí)施繼電保護(hù)整定計(jì)算，科學(xué)選擇高壓電纜截面和形式、確定配電干線路徑與敷設(shè)方式。

（2）低壓配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

電能測(cè)量設(shè)備單獨(dú)安裝用于照明和功率負(fù)荷，在變壓器的低壓側(cè)之間安裝連接開(kāi)關(guān)可防止低壓故障。首先需要確定低壓配電方式與網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，即要明確豎直和水平配電干線的個(gè)數(shù)、位置和走向。計(jì)算分干線與干線的負(fù)荷，做好開(kāi)關(guān)設(shè)備及導(dǎo)線、電纜、封閉式母線的截面與形式的選擇。科學(xué)選擇保護(hù)裝置，通過(guò)保護(hù)整定計(jì)算保證期級(jí)間的選擇性配合，防止出現(xiàn)穿越式跳閘問(wèn)題。明確線路敷設(shè)方式，同時(shí)注意電氣井與配電間的設(shè)置。通過(guò)對(duì)低壓無(wú)功補(bǔ)償容量的計(jì)算，選取補(bǔ)償與調(diào)節(jié)方式，合理進(jìn)行功率因數(shù)補(bǔ)償，采用集中補(bǔ)償方式進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償。根據(jù)實(shí)際需求配置電氣測(cè)量與電能計(jì)量裝置，設(shè)計(jì)保護(hù)接地和重復(fù)接地系統(tǒng)，具體設(shè)計(jì)時(shí)，在除了要保證電氣供電的穩(wěn)定與安全，還要最大限度降低能耗，保證設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)性和合理性。

3.4 供電線路安全設(shè)計(jì)

在具體供配電線路布置時(shí)，宜根據(jù)實(shí)際情況，最大限度滿足一些特殊位置對(duì)用電線路的需求，而且供配電線路布置與設(shè)計(jì)還要與規(guī)定要求相符。為了確保供電線路的安全，設(shè)計(jì)時(shí)要根據(jù)實(shí)際建筑布局采取有效的電力線路保護(hù)措施，可以借助建筑管井來(lái)布設(shè)供配電線路，布設(shè)過(guò)程中要采取措施避免結(jié)構(gòu)內(nèi)鋒利物體或是拐角與線路之間發(fā)生接觸。在實(shí)際布設(shè)供電線路時(shí)，還需要避免線路接觸到腐蝕和潮濕的環(huán)境，保證線路的絕緣性能。供電線路安全設(shè)計(jì)時(shí)，還應(yīng)選擇自動(dòng)控制或是自動(dòng)切換裝置，一旦供電線路出現(xiàn)故障，則會(huì)自動(dòng)切斷電源，保證整個(gè)供電系統(tǒng)的安全。另外，在實(shí)際供配電線路設(shè)計(jì)時(shí)，一般情況下會(huì)采用10kV的高壓線路，并采用單母線運(yùn)行方式。這樣在實(shí)際系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，一旦某一條單母線發(fā)生故障，則以冠軍其他單母線取代，以此保證供電線路的穩(wěn)定運(yùn)行。而低壓供配電線路設(shè)計(jì)時(shí)，宜根據(jù)要求設(shè)置一段應(yīng)急母線，這樣可以避免正常母線故障無(wú)法運(yùn)行情況發(fā)生，有效提高建筑電氣系統(tǒng)運(yùn)行的效率。

3.5 加強(qiáng)電氣自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用

將電氣自動(dòng)化的技術(shù)融入建筑電氣系統(tǒng)中，可以高效實(shí)現(xiàn)符合外部要求的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)，調(diào)整以及管理。在如今的法治時(shí)代，建筑電氣系統(tǒng)的各項(xiàng)指標(biāo)也必須依法根據(jù)我國(guó)網(wǎng)絡(luò)安全制度相關(guān)規(guī)定和要求進(jìn)行，而如今融入電氣自動(dòng)化的技術(shù)可以更加高效、準(zhǔn)確地建設(shè)并調(diào)配電力系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)，從而完成規(guī)定的電力資源的調(diào)度，從多個(gè)方面提高建筑電氣系統(tǒng)的可靠性、獨(dú)立性以及安全合理性。將電氣自動(dòng)化的技術(shù)融入到建筑電氣系統(tǒng)中，計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用無(wú)疑是核心以及關(guān)鍵。而配電工作、發(fā)電工作和輸電工作在整個(gè)建筑電氣系統(tǒng)中是最關(guān)鍵的幾個(gè)部分，計(jì)算機(jī)技術(shù)主要是引入了一個(gè)把電網(wǎng)智能化的技術(shù)，在實(shí)際使用的過(guò)程中實(shí)現(xiàn)把這些重要的部分進(jìn)行全面的覆蓋，從而實(shí)現(xiàn)整個(gè)建筑電氣系統(tǒng)的智能化的發(fā)展。而其中十分重要的電網(wǎng)調(diào)度實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化可以實(shí)現(xiàn)一個(gè)十分大的跨越，這樣一來(lái)可以連接國(guó)家電網(wǎng)和每個(gè)地區(qū)的小型電網(wǎng)，從而完成不同等級(jí)的電網(wǎng)的調(diào)動(dòng)傳輸?shù)娜蝿?wù)。具體來(lái)說(shuō)，大型電網(wǎng)與小型電網(wǎng)進(jìn)行連接，解決小電網(wǎng)供電量不充足的情況，實(shí)現(xiàn)國(guó)家電網(wǎng)的資源的合理以及最大化的利用。

4 結(jié)論

建筑電氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)具有復(fù)雜性和系統(tǒng)性，在具體設(shè)計(jì)過(guò)程中要根據(jù)實(shí)際情況確定負(fù)荷等級(jí)，合理配置電力設(shè)備，優(yōu)化高低壓建筑電氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，做好供電線路安全設(shè)計(jì)，以此提高建筑電氣設(shè)計(jì)的科學(xué)性和合理性，實(shí)現(xiàn)電力資源的有效利用，更好地滿足電力用戶的用電需求。