高層住宅電氣設計中常見問題及電氣節(jié)能設計分析-期刊網(wǎng)
高層住宅電氣設計中常見問題及電氣節(jié)能設計分析
1.潘懿2.呂紅燕
1.濟南市規(guī)劃設計研究院250001
2.濟南創(chuàng)業(yè)建筑設計院有限公司250014
摘要：本文通過高層住宅電氣設計中所遇到的設計不合理，住宅進線開關選擇不當?shù)葐栴}進行分析，提出改進措施，目的是使工程設計人員在遇到類似問題時引起重視，加以避免。
關鍵詞：高層住宅電氣設計電氣節(jié)能
隨著城市高層住宅的增多，對其功能設備的要求也漸趨增高。但是由于多方面的原因，很多細節(jié)在電氣設計中往往被忽略，現(xiàn)就高層住宅電氣設計中遇到的有關問題與各位同行探討。
1低壓配電各出線回路應與建筑物各個功能分區(qū)協(xié)調
因不同的功能分區(qū)用電負荷等級不一致，如地下人防為一級負荷，商場一般照明為三級負荷，住宅用電為三級負荷等，同時不同性質負荷電價不同，另外，在消防管理時，消防人員可方便切除非消防負荷，以保障消防用電負荷可靠供電。因此，在設計時，在低壓配電間內應根據(jù)各個功能分區(qū)及負荷性質的不同，給予不同的出線回路。
2 高層住宅的供、配電系統(tǒng)：
(1)問題1、消防設備供電未采用專用回路供電。設計人員在設計中有時將容量較小的消防設備電源直接接引附近兩路低壓非消防供電回路，一旦建筑物發(fā)生火災，消防人員首先切斷與消防設備無關的電源，若消防電源與一般配電線路混接，當切斷非消防電源時，消防設備電源亦被切斷，消防設備不能發(fā)揮作用，將給人民群眾生命及財產安全造成嚴重損失。
改進措施：根據(jù)《建筑設計防火規(guī)范》GBJ16-87(2001年版)第10、1、3條“消防用電設備應采用單獨的供電回路，并當發(fā)生火災切斷生產生活用電時，應仍能保證消防用電，其配電設備應有明顯標志。”和《高層民用建筑設計規(guī)范》GB50045-95(2005年版)第9、1、3條“消防用電設備應采用專用供電回路，其配電設備應有明顯標志。其配電線路和控制回路宜按防火分區(qū)分。”規(guī)定，消防用電設備的供電應從配電間開始設專用的供電回路，消防用電設備兩路低壓電源應由建筑物低壓配電柜兩路不同電源直接接引。
(2)問題2、公共建筑非消防電源切斷區(qū)域不合理。具體設計中，設計人員往往對“有關部位”理解不深，直接將切斷非消防電源的消防控制模塊設在低壓配電室樓層照明干線回路上。這樣勢必造成消防時斷電范圍過大，給大樓住戶造成不必要的恐慌。
改進措施：根據(jù)GB50116-98第6、3、1、8條“消防控制室在確認火災后，應能切斷有關部位的非消防電源，并接通警報裝置及火災應急照明燈和疏散指示燈。”的規(guī)定，火災發(fā)生時，為了撲救方便，消防人員應切斷與消防設備無關的非消防電源。但是，切斷非消防電源應控制在一定的范圍之內。“有關部位”指的是著火的那個防火分區(qū)或樓層，沒有必要切斷全樓的非消防電源，以減少斷電帶來的不必要的驚慌。因此，應將斷開樓層干線電源改為切斷相應樓層電源。
(3)問題3、住宅配電箱進線開關選擇不當。進線開關QF為具有短路和過載功能力的斷路器，增加了配電級數(shù)。
改進措施：根據(jù)《民用建筑電氣設計規(guī)范》JGJ/T16-92第8、1、4條規(guī)定，“自變壓器二次側至用電設備之間的低壓配電級數(shù)不宜超過三級，…”配電級數(shù)過多，供電可靠性降低。因此，放射式供電的進線配電箱，為了減少配電級數(shù)，進線QL開關應為具有隔離功能的斷路器或負荷開關。另外，根據(jù)《住宅設計規(guī)范》GB50096-1999(2003年版)第6、5、2條“每套住宅應設置電源總斷路器，并應用可斷開相線和中性線的開關電器”的規(guī)定，進線QL開關還應具備同時斷開相線和中性線的功能。以便于室內電氣檢修時斷電及電氣火災時切斷室內電源，有利于人身安全。
3供配電系統(tǒng)的節(jié)能
變壓器作為輸變配電的重要設備，其性能參數(shù)節(jié)能、環(huán)保的優(yōu)化是電氣節(jié)能的一個重要方面。目前國內生產的干式變壓器主要有兩大類型:環(huán)氧樹脂干式變壓器(包括包繞式)和浸漬型干式變壓器。環(huán)氧樹脂澆注、干式變壓器包括外晶式變壓器和硅鋼干式變壓器，前者的鐵芯采用超低損耗的外晶合金帶卷繞而成，后者的鐵芯采用硅鋼疊片組成。
三相干式變壓器主要分為SC和黔兩大類。型號中“S”表示三相，“C”表示繞組外絕緣介質為“成”型固體繞注式，該產品中的大部分高壓線圈采用環(huán)氧樹脂真空澆注工藝制造，屬包封型結構，絕緣耐熱等級為F級(絕緣系統(tǒng)溫度155℃，參數(shù)溫度120℃，線圈溫升100K)。SG型中“G”表示空氣“干式”該產品的線圈采用真空壓力浸漆(VPI)工藝制造，屬外包封型結構，絕緣耐熱等級為H級(絕緣系統(tǒng)溫度180℃，參數(shù)溫度145℃，線圈溫升125K)。漲型干式變壓器包括SCBH和SC兩種，其中“B”類線圈導線采用銅“箔”繞制，SCBH中的“H”表示鐵心采用外晶“合”金帶材，SCB為傳統(tǒng)的硅鋼鐵心。
根據(jù)配變企業(yè)標準Q/SHG6-2002[SCBH8型干式外晶合金干式變壓器，所施行的標準，其空載損耗比GB/T10228降低3/4負載損耗和GB/T10228相同。
設計人員應從變壓器的運行經(jīng)濟性能和社會能角度考慮，優(yōu)先選用B型外晶干式變壓器，其次選用10-F型干式變壓器。
3.1配電系統(tǒng)無功補償
無功補償是電網(wǎng)采用的重要節(jié)能措施，合理的無功補償配置投資少、收效快，可以減少輸送無功電流造成的電能損耗，改善電壓質量，充分發(fā)揮電力輸送有功功效的潛力。變配電站安裝集中補償?shù)碾娙萜鹘M，主要用于補償主變變損與供電范圍內尖峰時無功損耗，對降損、調壓，發(fā)揮重要作用。在民用建筑中，補償方式分為集中補償和就地補償。
根據(jù)用戶負荷水平的波動，在配電變壓器380V側集中電容補償，投入相應數(shù)量的電容器進行跟蹤補償，其目的是提高專用變壓器的功率因數(shù)，實現(xiàn)無功功率的就地平衡，對配電網(wǎng)和配電變壓器的降損有一定作用，保證了用電設備電壓水平。
供配電系統(tǒng)設計規(guī)范(GB50052-1995)指出對容量較大、負荷平穩(wěn)且經(jīng)常使用的用電設備，無功負荷宜單獨就地補償，用戶終端就地補償可使線路損率減少20%，減小電壓降，改善電源質量，進而改善用電設備的啟動和運行條件。
3.2抑制諧波
隨著用電設備的多元化，由于許多外線性電氣設備的投入運行，如公共場所的高壓熒光燈及家用電器等非線性用電設備接入電網(wǎng)，會產生諧波電流注入電網(wǎng)，產生的諧波電流將隨著非線性用電設備負荷電流的大小而相應變化，而流入電網(wǎng)各分路的諧波電流則隨分路諧波阻抗的大小按反比例分配。大量諧波電流流入電網(wǎng)后，通過電網(wǎng)阻抗產生諧波壓降、疊加在電網(wǎng)基波上，引起電網(wǎng)電壓畸變，將產生以下主要危害:
�。�1）電機變壓器等電氣設備由于諧波電流而產生附加損耗，從而引起過熱，使得絕緣介質老化加速，導致絕緣損壞。
�。�2）使變壓器產生磁伸縮和噪聲，電抗器產生振動和噪聲，感應電動機引起固定數(shù)的振動力矩和轉速的周期變動。
（3）使相位控制設備的正常工作因信號紊亂而受到干擾，如電了計算機誤動作、電了設備誤觸發(fā)、電了元件測試無法進行。
�。�4）使某些類型的繼電保護、晶體管整流型保護變壓器及母線復合電壓保護，由于相位變化而誤動或拒動。
�。�5）使通信網(wǎng)絡、弱電回路產生雜音，甚至造成故障。諧波產生的種種危害表明:在電氣設計工作中，必須盡可能采取措施抑制諧波，避免電網(wǎng)電壓的畸變和保證用電設備的正常運行。
消除諧波的手段大體有三類:無源濾波器、隔離和降低諧波的變壓器和有源濾波器。無源濾波器主要針對特定頻率的諧波電流，只能濾除特定次諧波電流，隔離變壓器只對3N次諧波有效;有源濾波器是一種動態(tài)抑制諧波和補償無功的電力電子裝置，它能對頻率和大小都變化的諧波和無功進行補償，是一種較理想的補償諧波裝置。
在實際工程中，設計人員應充分了解可能發(fā)生的諧波問題，對諧波電流大小進行評估、檢測，最終采取措施將諧波畸變限制在合理范圍內。
4電氣照明系統(tǒng)的節(jié)能
4.1選擇合理的照度標準
選擇照度是照明設計的重點。照度太低，會損害工作人員視力，影響產品質量和生產效率，而且不合理的高照度則浪費電力。因此，選擇照度必須與所進行的視覺工作環(huán)境相適宜，按國家頒布的建筑照明設計標準(GB50034-2004)選擇照度。
4.2選擇合理的照明方式
照明方式分為：一般照明、局部照明和混合照明。在滿足標準照度的條件下為節(jié)約電力，應恰當選用一般照明、局部照明和混合照明三種方式。例如大空間的車間及辦公樓，只用一般的照明方式，用較多燈具也很難達到精細視覺作業(yè)要求的照度;如果按要求設置一個局部照明的光源，用電較少便可達到所需要求。
4.3選擇高效電光源及配套裝置
通過科學合理的照明設計，采用光效高、壽命長和安全性能穩(wěn)定的照明電器產品。如高效節(jié)能燈、節(jié)能電了鎮(zhèn)流器、電器附件，最終達到高效、舒適、安全有益于環(huán)境保護和人們身心健康的標準。
建筑節(jié)能對于促進能源資源節(jié)約和合理的利用，緩解我國能源供應與社會經(jīng)濟發(fā)展的矛盾，加快發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟，實現(xiàn)我國國民經(jīng)濟可持續(xù)的高速發(fā)展，有著舉足輕重的作用，同時也是保障國家能源安全、保護環(huán)境、提高人民群眾生活質量，貫徹落實科學發(fā)展的一項重要舉措。在此結合自己多年工作經(jīng)驗，介紹建筑電氣的節(jié)能設計。
