高压供配电系统的电气设计分析

孙建峰

摘要：本文简要介绍建筑供配电系统的组成以及高压供电的基本要求；通过从供电电源的选择、高压供配电系统主接线方式的选择、电力变压器台数和容量的选择等方面对高压配电系统的设计进行了分析，同时还通过结合简单实例来介绍供配电系统的设计。

关键词：高压供配电系统；电气设计；供电电源；变压器

前 言

在民用建筑中，一般从市网获取高压10KV或低压0.38/0.22KV（常称为市电）作为电源供电，将电能按一定方式分配给用户使用。工程中通过采用各种设备（如变压器、变配电装置、配电箱等）和各种材料、元器件（如导线、电缆、开关等）将电源和负荷连接起来，即组成了建筑供配电系统。鉴于供配电在工程中的重要性，本文就高压供配电系统的设计进行分析。

一、供电电源的确定

民用建筑一般用l0kV电源进行供電，住宅楼和其他公用设施的用电负荷分级宜符合现行的《民用建筑设计防火规范》和《建筑设计防火规范》等规定。供电电源可取自附近区域变电所的供电回路，当民用建筑内同时具有一、二、三级负荷时，应根据区域变电所的变压器台数和电源路数确定供电电源，如果区域变电所的电源仅有一路时，可设置自备电源或从别处的区域变电所引来备用电源。

一级负荷的供电电源应符合下列规定：①一级负荷应有两个电源供电，当其中一个电源发生故障时，另一个电源不会同时受到损坏。②一级负荷中特别重要的负荷，除了由两个电源供电外，还应该增加一个应急电源，并禁止将其他负荷接入此应急供电系统；二级负荷的供电系统，宜采用两回线路供电。在地区供电条件困难或负荷较小时，二级负荷可通过一回6KV及以上专用的电缆或架空线路供电。当采用电缆线路时，应采用两根电缆组成的线路供电，并且每根电缆应能承受100%的二级负荷，当采用架空线时，可为一回架空线供电；；三级负荷的供电系统对电源没有特别的要求。

二、高压供配电系统主接线

供配电系统要能够很好地为国民经济服务，并切实做好安全用电、节约用电和计划用电的工作，其主接线必须满足以下基本要求：（1）可靠性。供电可靠性是建筑供配电的基本要求，主接线应满足这个条件。停电会给国民经济各部门带来严重损失，甚至导致人身伤亡、设备损坏、产品报废、生活混乱等，并造成不良的政治影响。按照供电可靠性的要求，负荷可以分为一级、二级、三级三大类。其中一级负荷不允许停电，二级负荷允许短时停电，三级负荷在供电困难时允许停电。（2）稳定性。主接线应保证必要的电能质量。电压偏移、电压波动、频率偏差等是表征电能质量的基本指标，主接线在各种情况下都应该满足这方面的要求，把电能质量控制在允许的变动范围之内，以保证供配电系统的连续、稳定运行。（3）灵活性。主接线要适应各种运行方式和检修维护方面的要求，并能灵活地进行运行方式的转换，不仅正常运行时能安全可靠地供电，而且在系统故障或设备检修时也能根据调度的要求灵活、简便、迅速地转换运行方式，使停电时间最短，影响范围最小，甚至不影响供电。（4）方便性。主接线应使整个系统操作简便、安全，不易发生误操作。

三、电力变压器台数和容量的选择

1.变压器台数的选择

选择变电所主变压器台数时应遵守下列原则：（1）对接有大量一、二级负荷的变电所，宜采用两台变压器，可保证一台变压器发生故障或检修时，另一台变压器能对一、二级负荷继续供电。（2）对只有二级负荷的变电所，如果低压侧有与其他变电所相联的联络线作为备用电源，也可采用一台变压器。（3）对季节性负荷或昼夜负荷变动较大的变电所，可采用两台变压器，实行经济运行方式。（4）对负荷集中而容量相当大的变电所，虽为三级负荷，也可采用两台或两台以上变压器，以降低单台变压器容量。

2.变压器容量的选择

选择变电所主变压器容量时应遵守以下原则：（1）变电所只装一台主变压器。主变压器的额定容量SNT应能满足全部用电设备在计算负荷S30的需要，即SNT≥S30。（2）装有两台主变压器且互为暗备用的变电所。所谓暗备用，是指两台主变压器同时运行，互为备用的运行方式。（3）装有两台主变压器且互为明备用的变电所。所谓明备用，是指两台主变压器一台运行、另一台备用的运行方式。

四、某综合楼高压供配电系统的电气设计案例

1.本工程为综合楼，包括办公和酒店式写字楼（办公楼地上为十七层，写字楼为二十七层）和三层地下室以及立体车库，该工程的消防设备、电梯、生活水泵、楼梯及电梯前室照明等为一级负荷供电。进线采用两路10KV高压进线，在地下室设变配电室一处，在变配电室设置高低压配电柜、四台1250KV.A变压器，供地下室及办公楼和写字楼的消防、照明及其动力用电，变配电室设计高低压配电系统。10KV双路常供，0.4KV侧单母线分段，母联常开。各用电设备电源从地下变配电室穿管或沿桥架引出。电缆及电线在地下室内敷设以及进入人防区时做密闭封堵。

2.本工程采用高供高计量；低压侧分计量，商铺、办公、公共用电及动力用电分别计量，无功功率负荷采用低压静电电容器柜进行集中补偿，补偿后功率因数大于0.9。

3.本工程采用三相五线制即TN-S系统，低压供电电压为380/220V。变压器设中性点接地，设备的保护接地、消防设备接地、弱电系统接地以及建筑的防雷接地采用共同接地体，接地电阻小于1Ω；若实测接地电阻不能满足设计要求时，增设人工接地装置。

4.本工程的照明设有一般照明、应急照明和疏散指示照明。其中地下车库、楼梯间、公共通道和主要出入口、水泵房、配电房、消控中心等设备用房设带镍铬蓄电池的应急照明灯，其中风机房、水泵房、配电房、消控中心以及消防电梯机房连续放电时间不少于120min，其余地方为30min。

五、结束语

工程中通过采用各种设备（如变压器、变配电装置、配电箱等）和各种材料、元器件（如导线、电缆、开关等）将电源和负荷连接起来，即组成了建筑供配电系统。文章通过从供电电源的选择、高压供配电系统主接线方式的选择、电力变压器台数和容量的选择等方面对高压配电系统的设计进行了分析，同时还通过结合简单实例来介绍供配电系统的设计，给出详细的供配电系统的设计思路，可为同类工程提供参考借鉴。

参考文献：

[1]吴综泽.常用供配电设备选型规定[J].建筑电气，2007，28（08）.

[2]肖暇山.供配电系统变压器配置与高低压供配电方式[J].建筑电气，2009，27（02）.