建筑電氣設計中低壓供配電系統(tǒng)的可靠性研究

引言

現(xiàn)如今城市建設腳步進一步加快,高層及超高層建筑如雨后春筍般陸續(xù)涌現(xiàn)出來,和普通建筑相比較,高層及超高層建筑供電負荷更大,加上建筑物內的電氣設備數(shù)目與類型繁多,增加了電氣安全隱患。在這樣的工況下,低壓供配電系統(tǒng)可靠運行的意義隨之凸顯出來,對建筑物電力系統(tǒng)的安全運行具有維護作用。因此,在建筑電氣設計過程中,相關人員應對低壓供配電系統(tǒng)予以一定重視,進而保證建筑電氣設計質量。

1低壓供配電系統(tǒng)在建筑電氣設計中的意義

在現(xiàn)代建筑工程設計與建設過程中,低壓供配電系統(tǒng)發(fā)揮著重要作用,與有關的用電設備設施運行效率密切相關,同時也影響現(xiàn)代群體的生活質量。近年來,人們對電力系統(tǒng)提出了更高的要求。對于低壓供配電系統(tǒng)而言,其作用是將電力由發(fā)電廠輸送至變電站,繼而在供配電設備與有關先進技術的協(xié)助下,將電力資源傳輸至所需之處。由此可見,低壓供配電系統(tǒng)與人們的生產生活密切相關。因此,加強低壓供配電系統(tǒng)優(yōu)化設計,不僅能提升產品質量及使用壽命,還能降低電氣系統(tǒng)施工作業(yè)量,壓縮建筑工程造價成本,推動建筑行業(yè)智能化發(fā)展進程,滿足現(xiàn)代群體生活與工作需求。

2影響低壓供配電系統(tǒng)可靠性的因素

2.1過載與短路

過載是電流超出設備的額定能力:短路是電路中電流流動的路徑越過局部或全部負荷。為保證建筑電氣設計整體質量,促進低壓供配電系統(tǒng)安全運行,應裝設過載保護與短路保護設備。當配電系統(tǒng)運行過程中出現(xiàn)故障時,斷路器與保護裝置能在短時間內作出應答,斷離故障電路,進而維護供電線路和設備設施運行的安全性。當用電設施數(shù)目較大時,負荷量增加會造成載流元件過載,過載電流是緩慢增加的,較短時間內不會對設備形成損傷。而斷路會造成電流瞬間增加,短路電流可能是額定電流的幾十倍到幾百倍,大的短路會瞬間使設備燒損,因此應迅速切斷電源,防止出現(xiàn)事故或事故擴大。

2.2接地質量

在建筑電氣設計中,低壓供配電系統(tǒng)接地方式繁雜,接地管理混亂等現(xiàn)象較為常見,部分施工單位不重視接地處理工作,沒有嚴格依照規(guī)范進行接地,就會增加電氣系統(tǒng)接地出現(xiàn)問題的風險,間接影響低壓供配電系統(tǒng)運行的安全性。

2.3保護裝置

有調查分析顯示,很多高層建筑的低壓供配電系統(tǒng)均存在安全保護裝置的安裝設置問題,以致無法在短時間內監(jiān)控供配電系統(tǒng)的漏電情況,增加觸電事故及發(fā)生火災事故的風險,造成不必要的經(jīng)濟損失。

2.4漏電保護

漏電保護可以被視為一種維護低壓供配電系統(tǒng)安全運行的一種措施,能夠防控接地事故。若機體觸及電流,漏電保護裝置便會立即動作跳閘,切斷電源,維護個體的生命財產安全。但是目前在設計低壓供配電系統(tǒng)過程中,在選擇與應用漏電保護裝置方面,存在以下問題:(1)漏電保護器處于異常運行狀態(tài),不能發(fā)揮保護作用:(2)保護器處于正常運行狀態(tài),起不到保護作用。這會削弱漏電保護裝置的保護效能,降低低壓供配電系統(tǒng)運行過程的安全性。

3供配電系統(tǒng)的運行可靠性分析

3.1照明供電系統(tǒng)

在建筑電氣設計過程中,照明系統(tǒng)占據(jù)重要地位。為保證照明系統(tǒng)安裝的合理性,在設計環(huán)節(jié)中一定要認真遵照節(jié)能減排、成本低廉及使用范圍廣等原則,和國家相關部門全力倡導的節(jié)能環(huán)保要求相匹配,制定綠色施工技術方案,將智能化技術融合其中,在不超出電氣工程預算的基礎上,全力保證建筑照明系統(tǒng)的可持續(xù)性發(fā)展。

在設計實踐中,應結合光照的明暗度,有針對性地選用相應功率的照明設備,尤其是在公共場所中要合理安裝智能化照明裝置,以聲控、光控和震動等較為常見,真正實現(xiàn)設計合理。針對為普通照明與應急照明供電的配電系統(tǒng)時,應分開布設,保證相互間的獨立性。照明供電系統(tǒng)結構如圖1所示。

3.2備用電源

為保證能將10kV市政電源順利輸送至高低壓配電室內,針對10kV配電系統(tǒng)而言,通常會采用單母線運行模式,但若能在對兩臺容量相等的變壓器設計時,一方面能保證電力系統(tǒng)穩(wěn)定運行,另一方面能實現(xiàn)同步供電的目標。把其中一臺變壓器設計成備用設備,若一條線路運行過程中出現(xiàn)故障,則另一條電路能夠提供電氣系統(tǒng)所需的所有負荷,保證電力系統(tǒng)正常運行,不影響用戶的正常生活與工作。

為保證低壓配電系統(tǒng)運行的可靠性,應持續(xù)完善備用電源,通常要落實如下幾點工作內容:(1)若電源類型屬于單臺機組時,應加強額定容量的控制,通常<1500kVA:(2)大型商業(yè)中心運作中,安裝的發(fā)電機組應符合應急供電要求,若發(fā)生停電或電路故障時,需確保供電終端能在30s內恢復無故障運行狀態(tài),以減少經(jīng)濟損失:(3)當發(fā)電機組達到額定轉速后,需依照一定程序投入負荷,將低壓母線的起動壓降降至最低水平:(4)若能夠排除電網(wǎng)故障,在恢復正常供電的環(huán)節(jié)中,需將備用電源拖延1min,促進市電自行恢復進程,且保證發(fā)電機組休息3min。

3.3變壓器

在建筑電氣設計過程中,變壓器占據(jù)的地位不可忽視,應加強對變壓器類型的選擇,盡量選用節(jié)能型變壓器,并保證其參數(shù)與電氣工程節(jié)能要求相匹配。因此,可以結合民用建筑供電設備負荷與供電要求標準考慮變壓器的選型。大量實驗研究表明,電能消耗量和電壓之間存在反比關系,通常情況下,民用建筑供電壓為10~220kV。在具體設計中,可以將電壓設為重要參數(shù),合理規(guī)劃電壓等級[5]。一般規(guī)定選用10V以上的節(jié)能變壓器,且對材質提出較嚴格要求,最好是非晶合金材料,保證設備節(jié)能環(huán)保、性能優(yōu)良、噪聲偏低。同時,在安裝建筑變壓器過程中,要綜合建筑用電需求、造價成本等多種因素,遵照適度原則設定變壓器數(shù)目。由于變壓器是常年連續(xù)運轉,故而工作負載不能過大,且季節(jié)不同,用電量有所差異,這就要求加強對供電電壓的設計。

4結語

在現(xiàn)代建筑發(fā)展進程中,加強低壓供配電系統(tǒng)設計的可靠性與安全性的研究,認真實施相關完善措施,對現(xiàn)代建筑的可持續(xù)發(fā)展具有促進作用。目前,建筑內部電氣設備朝著多樣化方向發(fā)展,在具體施工中具有高度復雜性,因此在設計實踐中應優(yōu)化低壓供配電運轉環(huán)境,優(yōu)化相關電氣設備類型的選擇,保證電力系統(tǒng)運行的可靠性,滿足人們日常生活需求,為國民經(jīng)濟發(fā)展貢獻力量。