建筑电气设计中低压供配电系统的可靠性研究

引言

现如今城市建设脚步进一步加快,高层及超高层建筑如雨后春笋般陆续涌现出来,和普通建筑相比较,高层及超高层建筑供电负荷更大,加上建筑物内的电气设备数目与类型繁多,增加了电气安全隐患。在这样的工况下,低压供配电系统可靠运行的意义随之凸显出来,对建筑物电力系统的安全运行具有维护作用。因此,在建筑电气设计过程中,相关人员应对低压供配电系统予以一定重视,进而保证建筑电气设计质量。

1低压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与建设过程中,低压供配电系统发挥着重要作用,与有关的用电设备设施运行效率密切相关,同时也影响现代群体的生活质量。近年来,人们对电力系统提出了更高的要求。对于低压供配电系统而言,其作用是将电力由发电厂输送至变电站,继而在供配电设备与有关先进技术的协助下,将电力资源传输至所需之处。由此可见,低压供配电系统与人们的生产生活密切相关。因此,加强低压供配电系统优化设计,不仅能提升产品质量及使用寿命,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影响低压供配电系统可靠性的因素

2.1过载与短路

过载是电流超出设备的额定能力:短路是电路中电流流动的路径越过局部或全部负荷。为保证建筑电气设计整体质量,促进低压供配电系统安全运行,应装设过载保护与短路保护设备。当配电系统运行过程中出现故障时,断路器与保护装置能在短时间内作出应答,断离故障电路,进而维护供电线路和设备设施运行的安全性。当用电设施数目较大时,负荷量增加会造成载流元件过载,过载电流是缓慢增加的,较短时间内不会对设备形成损伤。而断路会造成电流瞬间增加,短路电流可能是额定电流的几十倍到几百倍,大的短路会瞬间使设备烧损,因此应迅速切断电源,防止出现事故或事故扩大。

2.2接地质量

在建筑电气设计中,低压供配电系统接地方式繁杂,接地管理混乱等现象较为常见,部分施工单位不重视接地处理工作,没有严格依照规范进行接地,就会增加电气系统接地出现问题的风险,间接影响低压供配电系统运行的安全性。

2.3保护装置

有调查分析显示,很多高层建筑的低压供配电系统均存在安全保护装置的安装设置问题,以致无法在短时间内监控供配电系统的漏电情况,增加触电事故及发生火灾事故的风险,造成不必要的经济损失。

2.4漏电保护

漏电保护可以被视为一种维护低压供配电系统安全运行的一种措施,能够防控接地事故。若机体触及电流,漏电保护装置便会立即动作跳闸,切断电源,维护个体的生命财产安全。但是目前在设计低压供配电系统过程中,在选择与应用漏电保护装置方面,存在以下问题:(1)漏电保护器处于异常运行状态,不能发挥保护作用:(2)保护器处于正常运行状态,起不到保护作用。这会削弱漏电保护装置的保护效能,降低低压供配电系统运行过程的安全性。

3供配电系统的运行可靠性分析

3.1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。为保证照明系统安装的合理性,在设计环节中一定要认真遵照节能减排、成本低廉及使用范围广等原则,和国家相关部门全力倡导的节能环保要求相匹配,制定绿色施工技术方案,将智能化技术融合其中,在不超出电气工程预算的基础上,全力保证建筑照明系统的可持续性发展。

在设计实践中,应结合光照的明暗度,有针对性地选用相应功率的照明设备,尤其是在公共场所中要合理安装智能化照明装置,以声控、光控和震动等较为常见,真正实现设计合理。针对为普通照明与应急照明供电的配电系统时,应分开布设,保证相互间的独立性。照明供电系统结构如图1所示。

3.2备用电源

为保证能将10kV市政电源顺利输送至高低压配电室内,针对10kV配电系统而言,通常会采用单母线运行模式,但若能在对两台容量相等的变压器设计时,一方面能保证电力系统稳定运行,另一方面能实现同步供电的目标。把其中一台变压器设计成备用设备,若一条线路运行过程中出现故障,则另一条电路能够提供电气系统所需的所有负荷,保证电力系统正常运行,不影响用户的正常生活与工作。

为保证低压配电系统运行的可靠性,应持续完善备用电源,通常要落实如下几点工作内容:(1)若电源类型属于单台机组时,应加强额定容量的控制,通常<1500kVA:(2)大型商业中心运作中,安装的发电机组应符合应急供电要求,若发生停电或电路故障时,需确保供电终端能在30s内恢复无故障运行状态,以减少经济损失:(3)当发电机组达到额定转速后,需依照一定程序投入负荷,将低压母线的起动压降降至最低水平:(4)若能够排除电网故障,在恢复正常供电的环节中,需将备用电源拖延1min,促进市电自行恢复进程,且保证发电机组休息3min。

3.3变压器

在建筑电气设计过程中,变压器占据的地位不可忽视,应加强对变压器类型的选择,尽量选用节能型变压器,并保证其参数与电气工程节能要求相匹配。因此,可以结合民用建筑供电设备负荷与供电要求标准考虑变压器的选型。大量实验研究表明,电能消耗量和电压之间存在反比关系,通常情况下,民用建筑供电压为10~220kV。在具体设计中,可以将电压设为重要参数,合理规划电压等级[5]。一般规定选用10V以上的节能变压器,且对材质提出较严格要求,最好是非晶合金材料,保证设备节能环保、性能优良、噪声偏低。同时,在安装建筑变压器过程中,要综合建筑用电需求、造价成本等多种因素,遵照适度原则设定变压器数目。由于变压器是常年连续运转,故而工作负载不能过大,且季节不同,用电量有所差异,这就要求加强对供电电压的设计。

4结语

在现代建筑发展进程中,加强低压供配电系统设计的可靠性与安全性的研究,认真实施相关完善措施,对现代建筑的可持续发展具有促进作用。目前,建筑内部电气设备朝着多样化方向发展,在具体施工中具有高度复杂性,因此在设计实践中应优化低压供配电运转环境,优化相关电气设备类型的选择,保证电力系统运行的可靠性,满足人们日常生活需求,为国民经济发展贡献力量。