(天津市市政工程设计研究院天津市300392)
摘要：现阶段民用建筑内部的供配电设计存在着许多不尽合理的地方，这不仅在一定程度上影响到了人民生活的质量，还给国家带来了巨大的能源损耗。为了减少电力资源的浪费，对民用建筑供配电设计值得进一步研究。在对民用建筑供配电系统设计的过程中，应从可靠性和经济性综合出发，对系统进行统筹考虑。本文对民用建筑供配电设计的可靠性与经济性的一些影响因素进行归纳总结，以供参考。
关键词：建筑工程；供配电设计；可靠性；经济性
引言
在供配电系统设计中，不合理的设计不仅可能造成较大的材料和能源浪费，还可能导致设备处电能质量不佳、无法安全稳定运行等其他问题，造成严重的经济损失和产生安全隐患。民用建筑的供配电设计中，应以使系统稳定、可靠运行为基础目标，同时尚需通过使用一定的技术手段达到节约能源的目的，最终提高整体配电系统的能源效率。
1供配电系统在建筑电气设计中的意义
在现代建筑工程设计施工与使用过程中，低压供配电系统发挥着重要作用。近年来，人们对电力系统提出了更高的要求。民用建筑的供配电设计，主要内容是将从市政中压配电网引来的电能经配电所合理分配至各变电所，在各变电所用变压器变成用电设备所需的220/380V电压后，再经低压配电设备分配后供应至各用电设备处。因此，供配电系统的设计与人们的生产生活密切相关。因此，加强供配电系统优化设计，不仅能减少故障、提升各种配电设备和用电设备的使用寿命，还能降低电气系统施工作业量，压缩建筑工程造价成本，推动建筑行业智能化发展进程，满足现代群体生活与工作需求。
2民用建筑供配电设计中存在的问题
2.1对相关规范不够熟悉
对于民用建筑供配电设计，国家出台了一系列相关设计标准和规范，对系统设计提出了明确的要求。供配电设计领域现行的主要规范有《供配电系统设计规范》GB50052-2009、《低压配电设计规范》GB50054-2011、《民用建筑电气设计规范》JGJ16-2008、《20kV及以下变电所设计规范》GB50053-2013、《通用用电设备》GB50055-2011、《3~110kV高压配电装置设计规范》GB50060-2008、《交流电气装置的接地设计规范》GB/T50065-2011等。除了设计规范外，还有《建筑电气工程施工质量验收规范》GB50303-2015和《电气装置安装工程》系列施工及验收规范等，也都对设计起着要求和规范作用。由于现行标准规范众多，设计师通常只对其中部分标准规范相对熟悉，因而违反规范的情况时有发生。如《电气装置安装工程接地装置施工及验收规范》GB50169-2016第4.1.8条规定“严禁利用金属软管、管道保温层的金属外皮或金属网、低压照明网络的导线铅皮以及电缆金属护层作为接地线”，如果按经验仍然利用电缆金属护层兼做接地线就会导致违反规范的情况发生。
2.2当前我国供配电线路的设计现状
改革开放特别是21世纪以来，我国经济发展迅速，城市化人口迅猛增长，新建建筑数量激增，消耗的电能也同步增长。而我国的人均能源储量在世界上并不靠前，随着建筑用能耗的占总能耗比例的增长，建筑节能的重要性也越来越突出，对建筑电气的节能方案设计提出了新的要求。然而我国建筑节能效果的现状尚有很多提升空间，电气节能和绿色建筑的理念还有待宣传推广。同时，我国正处于全面建成小康社会的关键时期，人民对生活质量的要求也不断提升。这对电气设计师提出了新的要求：要设计出合理的设计方案，既能保证生活质量，又能实现节能环保。提高对电力资源的利用效率，保证我国建筑经济可持续的健康发展。
2.3剩余电流保护
剩余电流保护装置（RCD）在TN-S、TT接地系统中可以有效防止接地故障导致的间接接触电击事故，并可以作为直接接触电击事故的后备保护措施。额定动作电流为30mA的RCD能在人体触电时瞬时跳闸切断电源保护人身安全。但目前在低压配电系统设计和施工中，在选择与应用RCD装置上存在以下问题：（1）N线和PE线常混接导致RCD装置不能合闸，为保证使用常拆除RCD装置从而失去保护作用；（2）广泛应用的电子式RCD跳闸动作与装置安装处剩余电压有关，在特定故障情况下动作不可靠。这会削弱RCD装置的保护效能，降低低压配电系统的安全性。
3供配电系统的运行可靠性与经济性分析
3.1变配电所位置选择
民用建筑中变配电室应布置于整个建筑的负荷中心，以减少低压配电线路的长度，减少线材用料和电能损耗。低压配电线路的供电半径应尽量不大于200m。当建筑物体量较大时，则应根据负荷分布，分区设置各自的变配电所，分区设置多个变配电所的做法能有效减少低压配电线路的长度。高层建筑中常将配电室设置在强电竖井附近，还要考虑采取防止电能倒送的措施。
3.2重视与具体末端用电设备的协调
民用建筑土建施工完成后往往还进行装饰装修。在装饰装修的过程中应对用电需求进行全面的考虑。比如，住宅建筑内部常设置有热水器、浴霸以及厨房的燃气报警装置，对这些电器设备应统筹考虑其插座布置。插座和配电线的规格要考虑用电设备的用电需求，根据不同电器的功能以及负荷大小选择适当的插座，以避免过负荷等故障的发生，保障电器的安全运行。
3.3电源的合理布置
供配电系统设计的基础步骤是负荷等级分析。根据建筑物性质确定各种负荷的用电负荷等级后，根据规范要求确定各负荷的供电形式，以保证供电可靠性。如二级负荷建议采用双回线路供电、三级负荷采用单电源单回路供电等。施工过程中还有施工临时用电需求，施工临时用电为三级负荷，通常是向电网申请临时用电接入，单独设置临时用电变压器和用电电缆等。在保证满足建筑竣工后正常使用的前提下，可以考虑采用永临结合的方式，直接建设永久性变电设施兼顾施工用电需要，提高整体建设工程的经济性。
3.4变压器
为使变压器安全可靠运行，设计时应考虑使变压器运行在经济合理的负荷率区间内。设计时应选择高效率节能型变压器，并使正常运行状态下变压器的负荷率保持在70％~85％的最经济区间。当变电所设置多台变压器而每台变压器运行负荷率偏低时，在满足高等级负荷对电源要求的前提下，可以减少运行变压器的数量，从而减少变压器损耗、降低运行成本。对季节性明显的运行负荷，可在不同的季节采取不同的变压器运行方式，负荷小的季节将容量富余的变压器停运。这样可以有效的节约能源，避免因为轻载运行而造成的无谓损耗并节省基本电费。
3.5照明供电系统
在建筑电气设计过程中，照明系统占据重要地位。照明系统的设计应在满足功能要求的前提下，采用节能绿色的新型光源和节能技术。在设计实践中，应在满足规范要求的照度指标的基础上，有针对性地采用自熄、分组、调光等节能措施。特别是在大型公共建筑中可合理安装智能化照明装置，以声控、光控红外感应等方式进行智能照明控制，以更好地完成照明节能任务。
结束语
建筑行业的节能性改革是大势所趋，也是时代要求，因此，科学合理的供配电线路节能设计方案值得建筑设计从业人员悉心研究。科学合理的供配电设计不仅能保证电气系统的安全稳定运行，而且能更有效地节约能源，提高经济效益，走可持续发展之路。
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