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近些年來隨著經濟發展的步伐不斷加快,建筑電氣中供配電線路所造成的能源無故浪費現象日趨嚴重,加之我國是一個人口大國,資源雖多但人均占有量非常有限,如果我們沒有進行有效地保護,則能源的消耗量會迅速增加,最終將引發一場能源危機。建筑能耗是能源消耗的主要渠道,應引起我們足夠的重視,所以,不斷優化建筑電氣中配電線路的設計,是降低能量消耗的最直接方式。
1建筑供配電設計的要求
現在所修建的大多數建筑物都有多方面的用途,像娛樂、辦公或其他方面,為其配置空調、排水裝置等是必不可缺的,而且這些配置都需要消耗能源,因此,在進行建筑供配電設計過程中,施工人員要注意對建筑的實際規模以及配電線路的具體布置等都應有一定的了解。此外,還需對設備所需的電壓等級進行逐一比對與核查,最終明確供配電壓的最終等級以及線路的恰當選擇。在建筑的供配電系統中,一方面需要權衡相關技術要素,另一方面還需對整體的施工成效性以及成本費用做好預估與分析。
2建筑供配電設計的原則
2.1高效化運行模式在建筑供配電設計中,設計人員要注意最大限度地降低電能的無故浪費現象,提高電能的使用效率。對于一些建筑物來說,在符合相關要求的基礎上并保證安全的前提下,盡可能地降低資源的無故浪費,增強設備的使用成效性。設計人員在對供配電系統進行設計時要從以下幾方面加以重視:一是負荷平衡;二是損失最小化;三是維修成本低。應使能源的使用效率達到最大化。
2.2科學調整負荷原則設計人員在進行建筑供配電設計時一定要選取恰當的設計參數,在增強設備的使用率的基礎上,調整負荷的指數,如遇一些特殊因素可選取行之有效的節能設備進行應用,最終達到節能的目的。
2.3與建筑物的功能相匹配建筑施工單位在進行建筑電氣供配電線路的設計時,應該保證所設計的供配電線路與建筑物的功能相匹配,具體表述如下:①與建筑物的外觀審美要求相符合;②滿足建筑物的照明需求;③滿足建筑物室內相關電器設備對電能的需求;④滿足建筑物所有電器設施對電能的需求。
3建筑電氣中供配電線路設計
3.1電器分類設計隨著經濟發展的步伐不斷加快,現代生活中建筑用電的種類與之前相比明顯增多,施工人員在明確線路設計的基礎上對建筑電器進行分門別類至關重要,它可有效地緩解建筑電氣供配電系統電能的耗損。尤其是近些年來,隨著人們生活水平的不斷提高,各種各樣的電器都出現在了人們的生活中,為人們提供一定的便捷,但不同類型的電器所具有的功能有一定的區別,因此,在正常的供配電系統中會出現一些較大功率的電器不能正常工作[2]。因此,施工人員首先需要按照電器的性能對其進行分門別類,然后根據各種類型電器的功能差異進行有效使用,這樣做一方面能夠節約資源,另一方面也降低了不安全事故現象的發生。
3.2合理有效選取導線在進行導線的選擇上主要遵循兩個參數指標:一是材質的選擇,材質通常選取銅或者鋁兩種材料的導線,室內布線通常選取的是銅導線,原因在于其具有較高的過載余量,而且較為安全;二是截面積,在確定導線截面積時主要是按照實際功率Pf進行計算的,這樣可避免導線的無故浪費,節省一部分開支。施工人員在選取導線時應注意以下幾點:①配電導線的截面積應大于2.55mm2,按照實際計算所得值并留有余量;②單相回路中性線截面積要與相線截面積相吻合;③保護線截面積應大于保護線最小截面積的規定值。
3.3選取恰當的保護元件在建筑物電氣保護中主要有三類:一是過載保護;二是短路保護;三是漏電保護。由于各個建筑物樓內所使用的設備存在一定的差異,因而保護的力度也存在一定的區別。為了提高保護的可靠度,施工人員可采用上下級的電氣保護系統,可在配電室、各個樓層等相應部位都安裝一定的保護設備。要使維修工作簡便可行,施工人員可在建筑室內設置一定的漏電保護裝置,像開關等設備,如果發生異常現象時人們可通過斷電將其阻止,但如果在室內安裝的是熔斷器則一旦被燒毀應請專業的電工對其進行維修。對于一些配電室、樓層中由于對電器的功率要求較大,因而在出現電流短路現象時空氣開關很難將其斷開,這時采用熔斷器可有效解決。在選擇相關保護元件時,一方面要考慮電壓以及電流與電路的關系,另一方面還需對動作時間有一定的了解與掌握。對于功率一般的用電設備來說,漏電保護器的動作時間與動作電流的乘積應在30mA•s以內;而對于精密度較高的電子儀器來說,則可選擇短路保護器進行保護。
3.4配電回路的設計一些家用電器像電冰箱等多路管線大都是鋪設在地面,而照明線路則主要位于頂板部位,這種情況極容易發生線路交叉現象,線路一經交叉,處理起來難度非常大,而且還會存在一定的安全隱患。有的住戶在鋪設地板時會將地面的管線弄斷,這種行為是不正確的,會影響建筑物的使用年限。對此施工人員可將暗敷線路沿板孔、墻縫垂直或平行地面進行鋪設,這樣可最大限度地緩解管線交叉現象所帶來的危害,對于照明線路來說,可通過墻的拐角處利用接線盒對其進行分線處理[3]。相關人員還可按照配電平面圖,先搞清楚建筑物中各個分支線路的具體特征,在實際布排時避免發生交叉現象。
3.5高低電壓的接線和運行模式通常情況下,建筑物中高低電壓供電系統中的接線方式與運行模式都會嚴格參照下列設計思路進行。第一,對于高壓線來說,主要采用一路的10kV進線,接線的方式則是單母線方式運行。變壓器的低壓側邊部分主要采用的是單母線方式進行運行,而且每臺變壓器會有一個固定的單母線段,每個母線段也都有專門的開關進行控制。當系統進行正常工作時,每一段的母線都是單獨工作、互不干擾,若發現有其中任一變壓器出現故障,則只需將控制該變壓器的母聯開關關閉即可,但這種現象會使得同一組中另一臺變壓器的荷載量增加。當變壓器恢復正常后母聯開關即可隨時打開,該變壓器即可恢復正常工作。第二,可在變壓器低壓區域設置一段應急母線,在正常通電的基礎上對應急母線進行源源不斷地供能,當遇到特殊情況需要中斷電路時,應急母線的有效性即可發揮出來,它能在一定程度上為相關設備提供一定的電能。我們發現雙向開關沒有機械連鎖以及電氣裝置,主要的原因在于防止出現供電異常,造成電壓超負荷運作等危險情況的發生。
3.6明確負荷等級,尋求有效的負荷容量在確定負荷量等級時應嚴格根據相關標準要求執行,一般情況下,操作的具體流程有以下幾個等級:消防電梯、地下室的應急照明燈等設備主要是一級負荷;生活泵電力以及客戶使用的電梯電力等屬于二級負荷;而三級負荷則是剩余的電力設備所帶來的電負荷。我們可按照負荷的三種等級初步將電力負荷分為兩類:一是居民用電;二是商業用電。我們都知道居民用電與商業用電之間的計算方式是有差異的,居民用電主要包含有居民在生活中的照明以及其他方面的用電情況,這些由居民變電配置房為其提供電力。而商業用電主要指的是一些商業電梯、一些公用設備、商戶等方面的用電情況,這方面的用電均由商業變電房供給。當前,對于建筑負荷的計算方法,我們常用的主要有兩種:一是單位容量法;二是負荷密度法。
3.7科學有效地增強供配電系統的功率因數如果發現系統自然功率因數與接入電網的實際需求不相吻合,可通過采取無功補償的方式增強系統的自然功率因數,最大限度地降低能源的無故損耗。所采取的主要措施如下:①設計人員在進行相關設計過程中,要選擇功率因數高的用電設備,降低用電設備的損耗,增強用電設備的自然功率因數;②安裝一定的無功補償裝置。當前,在民用建筑設計中,我們發現所使用的變壓器大都是低壓側集中補償型,此種方法的優點是一方面可增強用戶處的自然功率因數,另一方面可降低區域變電站到用戶處的無功傳輸路徑。此外,無功補償裝置還可以使住戶免受電業局的罰款。無功補償裝置并不是適用于所有情況,根據相關規定我們可知對于容量較大,負載力趨于平穩的用電設備需要對其進行單獨補償,若采用無功補償方法的話,不僅起不到節能的目的,還會對設備造成一定的損害,因此,在選取時應根據具體情況進行篩選。
4結語
我國地處亞洲地區,氣候呈現冬季冷、夏季熱的特征,因而在空調的使用上都較為頻繁,這在一定程度上也說明了我國建筑能耗較其他國家多。我們更應該科學合理地對資源進行分配,尋求有效的方案,不斷優化建筑電氣供配電線路的設計。改進建筑電氣中供配電路線設計的方法眾多,每種方法都存在自身的優勢與不足之處,因此,在實際應用中,施工人員要按照實際情況采取切實可行的施工方案對供配電線路進行設計,最大限度地增強供電的優質性與高效性。
作者:肖盛聰 單位:四川建筑職業技術學院