高層住宅電氣設(shè)計中常見問題及電氣節(jié)能設(shè)計分析
　　1.潘懿2.呂紅燕
　　1.濟(jì)南市規(guī)劃設(shè)計研究院250001
　　2.濟(jì)南創(chuàng)業(yè)建筑設(shè)計院有限公司250014
　　摘要：本文通過高層住宅電氣設(shè)計中所遇到的設(shè)計不合理，住宅進(jìn)線開關(guān)選擇不當(dāng)?shù)葐栴}進(jìn)行分析，提出改進(jìn)措施，目的是使工程設(shè)計人員在遇到類似問題時引起重視，加以避免。
　　關(guān)鍵詞：高層住宅電氣設(shè)計電氣節(jié)能
　　隨著城市高層住宅的增多，對其功能設(shè)備的要求也漸趨增高。但是由于多方面的原因，很多細(xì)節(jié)在電氣設(shè)計中往往被忽略，現(xiàn)就高層住宅電氣設(shè)計中遇到的有關(guān)問題與各位同行探討。
　　1低壓配電各出線回路應(yīng)與建筑物各個功能分區(qū)協(xié)調(diào)
　　因不同的功能分區(qū)用電負(fù)荷等級不一致，如地下人防為一級負(fù)荷，商場一般照明為三級負(fù)荷，住宅用電為三級負(fù)荷等，同時不同性質(zhì)負(fù)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(fù)荷，以保障消防用電負(fù)荷可靠供電。因此，在設(shè)計時，在低壓配電間內(nèi)應(yīng)根據(jù)各個功能分區(qū)及負(fù)荷性質(zhì)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(shè)備供電未采用專用回路供電。設(shè)計人員在設(shè)計中有時將容量較小的消防設(shè)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(zāi)，消防人員首先切斷與消防設(shè)備無關(guān)的電源，若消防電源與一般配電線路混接，當(dāng)切斷非消防電源時，消防設(shè)備電源亦被切斷，消防設(shè)備不能發(fā)揮作用，將給人民群眾生命及財產(chǎn)安全造成嚴(yán)重?fù)p失。
　　改進(jìn)措施：根據(jù)《建筑設(shè)計防火規(guī)范》GBJ16-87(2001年版)第10、1、3條“消防用電設(shè)備應(yīng)采用單獨的供電回路，并當(dāng)發(fā)生火災(zāi)切斷生產(chǎn)生活用電時，應(yīng)仍能保證消防用電，其配電設(shè)備應(yīng)有明顯標(biāo)志。”和《高層民用建筑設(shè)計規(guī)范》GB50045-95(2005年版)第9、1、3條“消防用電設(shè)備應(yīng)采用專用供電回路，其配電設(shè)備應(yīng)有明顯標(biāo)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(shè)備的供電應(yīng)從配電間開始設(shè)專用的供電回路，消防用電設(shè)備兩路低壓電源應(yīng)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(shè)計中，設(shè)計人員往往對“有關(guān)部位”理解不深，直接將切斷非消防電源的消防控制模塊設(shè)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(jìn)措施：根據(jù)GB50116-98第6、3、1、8條“消防控制室在確認(rèn)火災(zāi)后，應(yīng)能切斷有關(guān)部位的非消防電源，并接通警報裝置及火災(zāi)應(yīng)急照明燈和疏散指示燈。”的規(guī)定，火災(zāi)發(fā)生時，為了撲救方便，消防人員應(yīng)切斷與消防設(shè)備無關(guān)的非消防電源。但是，切斷非消防電源應(yīng)控制在一定的范圍之內(nèi)。“有關(guān)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(yīng)將斷開樓層干線電源改為切斷相應(yīng)樓層電源。
　　(3)問題3、住宅配電箱進(jìn)線開關(guān)選擇不當(dāng)。進(jìn)線開關(guān)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(jìn)措施：根據(jù)《民用建筑電氣設(shè)計規(guī)范》JGJ/T16-92第8、1、4條規(guī)定，“自變壓器二次側(cè)至用電設(shè)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(jìn)線配電箱，為了減少配電級數(shù)，進(jìn)線QL開關(guān)應(yīng)為具有隔離功能的斷路器或負(fù)荷開關(guān)。另外，根據(jù)《住宅設(shè)計規(guī)范》GB50096-1999(2003年版)第6、5、2條“每套住宅應(yīng)設(shè)置電源總斷路器，并應(yīng)用可斷開相線和中性線的開關(guān)電器”的規(guī)定，進(jìn)線QL開關(guān)還應(yīng)具備同時斷開相線和中性線的功能。以便于室內(nèi)電氣檢修時斷電及電氣火災(zāi)時切斷室內(nèi)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(shè)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(nèi)生產(chǎn)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(zhì)為“成”型固體繞注式，該產(chǎn)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(jié)構(gòu)，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(chǎn)品的線圈采用真空壓力浸漆(VPI)工藝制造，屬外包封型結(jié)構(gòu)，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(dǎo)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(biāo)準(zhǔn)Q/SHG6-2002[SCBH8型干式外晶合金干式變壓器，所施行的標(biāo)準(zhǔn)，其空載損耗比GB/T10228降低3/4負(fù)載損耗和GB/T10228相同。
　　設(shè)計人員應(yīng)從變壓器的運(yùn)行經(jīng)濟(jì)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(bǔ)償
　　無功補(bǔ)償是電網(wǎng)采用的重要節(jié)能措施，合理的無功補(bǔ)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(zhì)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(bǔ)償?shù)碾娙萜鹘M，主要用于補(bǔ)償主變變損與供電范圍內(nèi)尖峰時無功損耗，對降損、調(diào)壓，發(fā)揮重要作用。在民用建筑中，補(bǔ)償方式分為集中補(bǔ)償和就地補(bǔ)償。
　　根據(jù)用戶負(fù)荷水平的波動，在配電變壓器380V側(cè)集中電容補(bǔ)償，投入相應(yīng)數(shù)量的電容器進(jìn)行跟蹤補(bǔ)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(shè)備電壓水平。
　　供配電系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范(GB50052-1995)指出對容量較大、負(fù)荷平穩(wěn)且經(jīng)常使用的用電設(shè)備，無功負(fù)荷宜單獨就地補(bǔ)償，用戶終端就地補(bǔ)償可使線路損率減少20%，減小電壓降，改善電源質(zhì)量，進(jìn)而改善用電設(shè)備的啟動和運(yùn)行條件。
　　3.2抑制諧波
　　隨著用電設(shè)備的多元化，由于許多外線性電氣設(shè)備的投入運(yùn)行，如公共場所的高壓熒光燈及家用電器等非線性用電設(shè)備接入電網(wǎng)，會產(chǎn)生諧波電流注入電網(wǎng)，產(chǎn)生的諧波電流將隨著非線性用電設(shè)備負(fù)荷電流的大小而相應(yīng)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(chǎn)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(chǎn)生以下主要危害:
　�。�1）電機(jī)變壓器等電氣設(shè)備由于諧波電流而產(chǎn)生附加損耗，從而引起過熱，使得絕緣介質(zhì)老化加速，導(dǎo)致絕緣損壞。
　�。�2）使變壓器產(chǎn)生磁伸縮和噪聲，電抗器產(chǎn)生振動和噪聲，感應(yīng)電動機(jī)引起固定數(shù)的振動力矩和轉(zhuǎn)速的周期變動。
　�。�3）使相位控制設(shè)備的正常工作因信號紊亂而受到干擾，如電了計算機(jī)誤動作、電了設(shè)備誤觸發(fā)、電了元件測試無法進(jìn)行。
　�。�4）使某些類型的繼電保護(hù)、晶體管整流型保護(hù)變壓器及母線復(fù)合電壓保護(hù)，由于相位變化而誤動或拒動。
　　（5）使通信網(wǎng)絡(luò)、弱電回路產(chǎn)生雜音，甚至造成故障。諧波產(chǎn)生的種種危害表明:在電氣設(shè)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(shè)備的正常運(yùn)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(bǔ)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(jìn)行補(bǔ)償，是一種較理想的補(bǔ)償諧波裝置。
　　在實際工程中，設(shè)計人員應(yīng)充分了解可能發(fā)生的諧波問題，對諧波電流大小進(jìn)行評估、檢測，最終采取措施將諧波畸變限制在合理范圍內(nèi)。
　　4電氣照明系統(tǒng)的節(jié)能
　　4.1選擇合理的照度標(biāo)準(zhǔn)
　　選擇照度是照明設(shè)計的重點。照度太低，會損害工作人員視力，影響產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率，而且不合理的高照度則浪費(fèi)電力。因此，選擇照度必須與所進(jìn)行的視覺工作環(huán)境相適宜，按國家頒布的建筑照明設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)(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(biāo)準(zhǔn)照度的條件下為節(jié)約電力，應(yīng)恰當(dāng)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(dá)到精細(xì)視覺作業(yè)要求的照度;如果按要求設(shè)置一個局部照明的光源，用電較少便可達(dá)到所需要求。
　　4.3選擇高效電光源及配套裝置
　　通過科學(xué)合理的照明設(shè)計，采用光效高、壽命長和安全性能穩(wěn)定的照明電器產(chǎn)品。如高效節(jié)能燈、節(jié)能電了鎮(zhèn)流器、電器附件，最終達(dá)到高效、舒適、安全有益于環(huán)境保護(hù)和人們身心健康的標(biāo)準(zhǔn)。
　　建筑節(jié)能對于促進(jìn)能源資源節(jié)約和合理的利用，緩解我國能源供應(yīng)與社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的矛盾，加快發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)，實現(xiàn)我國國民經(jīng)濟(jì)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(hù)環(huán)境、提高人民群眾生活質(zhì)量，貫徹落實科學(xué)發(fā)展的一項重要舉措。在此結(jié)合自己多年工作經(jīng)驗，介紹建筑電氣的節(jié)能設(shè)計。

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