高層民用建筑供電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

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[摘要]根據(jù)高層民用建筑特點(diǎn)對(duì)其供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)的主要方面進(jìn)行闡述

　　[關(guān)鍵詞]配電室接地裝置配電系統(tǒng)保護(hù)總等電位聯(lián)結(jié)

　　隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，土地資源越來(lái)越珍貴，因此，高層民用建筑也就發(fā)展迅猛。而一個(gè)好的高層建筑，必須有一個(gè)完善的、安全的、可靠的供電系統(tǒng)作保證。

　　1.高層民用建筑配電室的選擇

　　參考GB5003－94《10kv及以下變電所設(shè)計(jì)規(guī)范》的規(guī)定，高層民用建筑的總配電室或總配電箱間宜選在地下層或一層，這樣進(jìn)，出線方便，且便于運(yùn)行維護(hù)。

　　低壓配電室內(nèi)布置的配電屏，其屏前屏后的通道最小寬度應(yīng)按GB50053－94規(guī)定設(shè)計(jì)，并考慮相關(guān)的問(wèn)題，如配電室的高度、耐火等級(jí)，以及門(mén)向外開(kāi)設(shè)，房間長(zhǎng)度超過(guò)7m的應(yīng)設(shè)兩個(gè)出口等問(wèn)題。

　　2.高層建筑配電系統(tǒng)接地裝置的設(shè)定

　　由于高層建筑的鋼筋混凝土基礎(chǔ)較深、較牢固，為節(jié)約投資，要充分利用這一自然接地體。設(shè)計(jì)時(shí)

　?。?）根據(jù)公式

　　RE=0.2ρV1/3

　　ρ_土壤電阻率（Ω。m）

　　V_鋼筋混凝土基礎(chǔ)的體積（m3）

　　算出自然接地體的電阻

　?。?）根據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)范要求確定允許的接地電阻值

　　1kv以下系統(tǒng)：

　　與總?cè)萘吭?00KV.A以上的發(fā)電機(jī)或變壓器相聯(lián)RE≤4Ω；

　　與總?cè)萘吭?00KVA及以下的發(fā)電機(jī)或變壓器相聯(lián)的接地裝置RE≤10Ω。

　?。?）比較自然接地電阻與規(guī)范要求允許的接地電阻

　　a、若RE（nat）≤RE

　　且滿足熱穩(wěn)定度，即鋼接地線的最小允許截面（m2）滿足：Amin=Ik①tk1/2 /70

　　Ik①_單相接地短路電流（A）

　　tk_短路電流持續(xù)時(shí)間（S）

　　則不用再裝設(shè)人工接地電阻

　　b、若RE（nat）自然接地電阻不滿足

　　則必須按下面的公式補(bǔ)充人工接地電阻

　　RE（man）=RE?nat　。RE/?RE?nat?。璕E　

　　在設(shè)計(jì)高層建筑配電系統(tǒng)接地裝置時(shí)，應(yīng)注意與其防雷擊的接地裝置有一定的安全距離，應(yīng)按GB50057－94規(guī)定實(shí)施。

　　3.配電系統(tǒng)的選定

　　（1）高層建筑的負(fù)荷分級(jí)

　　一級(jí)負(fù)荷：消防用電設(shè)備，應(yīng)急照明，消防電梯

　　二級(jí)負(fù)荷：客用電梯，供水系統(tǒng)，公用照明

　　三級(jí)負(fù)荷：居民用電等其它

　?。?）配電系統(tǒng)

　　因?yàn)楦邔咏ㄖ嬖谥患?jí)或二級(jí)負(fù)荷，因此高層建筑配電系統(tǒng)的供電電源應(yīng)有兩個(gè)獨(dú)立的回路供電或采用一條回路電源和備用電源（發(fā)電機(jī)）供電。

　　配電電壓采用220/380V.配電系統(tǒng)根據(jù)負(fù)荷大小用單相（共三線：L線，N線，PE線）220V配電或三相（五線：即L1 L2 L3線，N線，PE線）配電。

　　高層住宅的垂直干線宜采用電力電纜，分支電纜或母線槽配電、干線應(yīng)在電氣豎井內(nèi)敷設(shè)，而電纜截面應(yīng)按發(fā)熱條件選（即：使其允許載流量不小于通過(guò)相線的計(jì)算電流），再校驗(yàn)電壓損和機(jī)械度。

　　高層住宅中只有一級(jí)和二級(jí)負(fù)荷才用雙電源供電，設(shè)計(jì)系統(tǒng)時(shí)應(yīng)注意。

　　每個(gè)住宅單元應(yīng)設(shè)宅配電總箱、樓層電表箱和住戶配電箱，樓層電表箱與住戶配電箱應(yīng)分開(kāi)設(shè)置。公用走廊、樓梯間照明負(fù)荷應(yīng)單獨(dú)設(shè)公用電表計(jì)量。住宅電能計(jì)量系統(tǒng)應(yīng)采用總線式集中抄表或自動(dòng)抄表系統(tǒng)，以便物業(yè)管理。

　　住戶配電箱應(yīng)設(shè)照明回路和一般電源插座回路、廚房插座回路、衛(wèi)生間插座回路、空調(diào)插座回路。除照明回路導(dǎo)線截面選擇外，其余回路導(dǎo)線截面選擇參照前面所述的電纜截面選擇。

　　照明回路對(duì)電壓要求較高。按GB50034－92規(guī)定，燈的端電壓一般不應(yīng)高于其額定電壓的105％，也不宜低于其額定電壓的95％。因此照明回路導(dǎo)線截面選擇應(yīng)按下式：

　　A=?∑M＋∑αM′　/CΔUal％

　　∑M——為計(jì)算線段及其后面各段（指具有與計(jì)算線段相同導(dǎo)線根數(shù)的線段）的功率矩（M=PL）之和

　　∑αM′——為由計(jì)算線段供電而導(dǎo)線根數(shù)與計(jì)算線段不同的所有分支線的功率矩（M′=PL）之和，這些功率矩應(yīng)分別乘以對(duì)應(yīng)的功率矩?fù)Q算系數(shù)后再相加

　　α——為功率矩?fù)Q算系數(shù)（如下表）

　　ΔUal％′——為從計(jì)算線段的首端起至整個(gè)線路末端上的允許電壓降對(duì)線路額定電壓的百分值

　　C——為計(jì)算系數(shù)。

　　計(jì)算時(shí)，應(yīng)從靠近電源的第一段干線開(kāi)始，依次往后計(jì)算各線段的導(dǎo)線截面。計(jì)算出截面后，應(yīng)選取相近而偏大的標(biāo)準(zhǔn)截面。而每段導(dǎo)線截面均應(yīng)按機(jī)械強(qiáng)度和發(fā)熱條件進(jìn)行校驗(yàn)。

　　住宅配電線路應(yīng)設(shè)短路保護(hù)、過(guò)負(fù)荷保護(hù)、接地保護(hù)以及漏電保護(hù)。為了防止電源電壓波動(dòng)對(duì)家用電器的影響，宜在住戶配電箱內(nèi)裝設(shè)浪涌抑制保護(hù)裝置，住宅室內(nèi)配線宜用PVC管暗敷。

　　4.高層建筑的保護(hù)接地系統(tǒng)、等電位聯(lián)結(jié)、接地保護(hù)的設(shè)定

　?。?）高層建筑若是城市公用變壓器供電，低壓配電系統(tǒng)保護(hù)接地形式應(yīng)采用TT接地系統(tǒng)，且設(shè)專用保護(hù)線。若是住宅小區(qū)或單位內(nèi)變壓器供電，低壓配電系統(tǒng)保護(hù)接地形式應(yīng)采用TN－S形式。

　?。?）等電位聯(lián)結(jié)是使電氣裝置各外露可導(dǎo)電部分和裝置外可導(dǎo)電部分電位基本相等的一種電氣聯(lián)結(jié)。等電位聯(lián)結(jié)的作用，在于降低接觸電壓，以保障人員安全。

　　按GB50054－95《低壓配電設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定，采用接地故障保護(hù)時(shí)，在建筑物內(nèi)應(yīng)作總等電位聯(lián)結(jié)。而當(dāng)電氣裝置或其某一部分的接地故障保護(hù)不能滿足規(guī)定要求時(shí)，尚應(yīng)在局部范圍內(nèi)做局部等電位聯(lián)結(jié)。因此高層建筑住宅中的浴室、衛(wèi)生間、廚房等應(yīng)做局部等電位聯(lián)結(jié)。

　?。?）接地保護(hù)

　　a.TN－S系統(tǒng)中接地保護(hù)：對(duì)己有總等電位聯(lián)結(jié)的措施；

　　若配電線路只供給固定式用電設(shè)備的末端線路，接地故障保護(hù)動(dòng)作時(shí)間不宜大于5s，即top（E）≤5s

　　若供電給手握式和移動(dòng)式電氣設(shè)備的末端線路，則

　　top（E）≤0.4s

　　而系統(tǒng)配電線路接地故障保護(hù)的動(dòng)作電流Iop（E）應(yīng)滿足：

　　Iop（E）≤Uφ|Z∑φ|

　　Uφ_系統(tǒng)相電壓

　　|Z∑φ|_接地故障回路總阻抗模

　　接地保護(hù)可由過(guò)流保護(hù)或零序電流保護(hù)來(lái)實(shí)現(xiàn)，如達(dá)不到保護(hù)要求時(shí)，則應(yīng)采用漏電電流保護(hù)。

　　b.TT系統(tǒng)中的接地保護(hù)

　　己采用總等電位聯(lián)結(jié)措施的，其接地保護(hù)滿足下式：

　　Iop（E）RE≤50v

　　其中：Iop（E）_接地故障保護(hù)動(dòng)作電流

　　RE_電氣設(shè)備外露可導(dǎo)電部分的接地電阻和PE線電阻

　　當(dāng)采用過(guò)流保護(hù)時(shí)，反時(shí)限特性過(guò)流保護(hù)電器Iop（E）應(yīng)保證5s內(nèi)切斷接地故障回路；而當(dāng)采用瞬時(shí)動(dòng)作特性過(guò)流保護(hù)時(shí)，Iop（E）應(yīng)保證瞬時(shí)切斷接地故障回路。

　　若過(guò)流保護(hù)達(dá)不到上述要求時(shí)，則采取漏電電流保護(hù)。