议住宅建筑电气设备选择与容量设计

舒畅

【摘 要】在对建筑电气选择与容量设计之前，应明确建筑物的总建筑面积、主体高度、层数、各层功能用途；变配电所、水泵房、冷冻站、锅炉房位置；消防控制室、弱电机房位置；强电井、弱电井位置与数量；客用电梯、消防电梯数量、防火分区的划分情况等信息。然后，结合投资情况，进行科学、合力的谋划与实施。

【关键词】建筑电气；设备选择；容量设计

0.引言

现代建筑趋于多元化的风格，高度大、面积大、功能复杂，电气设计内容也日趋复杂，项目繁多。建筑电气设计从狭义上仅指民用建筑中的电气设计，从广义上讲应该包括工业建筑、构筑物和道路、广场等户外工程。

传统建筑电气设计只包括供电和照明，而今天一般将其设计的内容形容为强电和弱电。将供电、照明、防雷归类在强电，而其余部分，如电话、电视、消防和楼宇自控等内容统统归于弱电。这种分类以电压的高低为依据，强调了电气设计中所增加的消防、电讯和自控内容与传统电气设计内容完全不同，容易理解，所以很快被人们所接受。但是，这种按电压高低进行分类的方法并不严谨，如：动力设备的二次控制回路，其电压可能很低；而消防回路中的联动也不宜与配电箱完全分割开。又如人防设计、防雷设计、保安设计等功能性设计，其内容不仅仅是弱电信号的报警，也包含有动力、照明的联锁反应。又如防雷接地，强弱电都要求，而且有向等电位联结发展的趋势，实际上又很难分开。如果电气设计仅仅以电压高低进行分工，势必造成强弱两个子工种之间交叉过多，界限不清楚。

1.住宅建筑电气设计的设备选型

现代建筑要求电气设备防火、防潮、防爆、防污染、节能及小型化。电气设备有的需要引进。设备引进是一项技术性、政策性很强的工作，对国际市场的产品动态及发展趋势都应有一定了解，具备必要的国际贸易常识。

电气设备的选择是涉及多种因素，首先要考虑并坚持的是产品性能质量。电气产品的选用必须符合国家有关规范。其次才是经济性，要根据业主功能要求、经济情况做出选择。随着人们环境保护意识的日益增加，选择环保产品、节能产品也是新的时尚，这就不仅仅是钱的问题了。电气工程师所要选择的产品包含在每个设计子项之中，主要有电源设备、高低压开关柜、电力变压器、电缆电线、母线槽、开关电器、照明灯具、电讯产品、消防安防产品、楼宇自控产品等。

住宅建筑电气设计的设备选型，应能满足居民在住宅居住期内（一般按3050年考虑）用电的增长，以居民远期负荷发展为依据，以居民生活用电达到中等电气化水平为目标。根据居民生活情况，使每户住宅的供电达到410kW的水平，并保证在住宅居住期内不再改造。具有合格的电能质量，家用电器能正常工作。另外，也要为新建居民住宅电气设计提供参考，使电气安装一次达到要求，不搞重复建设。

2.建筑电气设计容量的分析

2.1配电变压器的选择

在配电变压器的选择上，根据国际《jgj/t16-92》：“用电设备容量在250kw或需要变压器容量在160kva以上者应以高压方式供电”的要求，可知凡是有一定建筑规模的工程都将使用电力变压器，但对于如何选择变压器容量的问题上对有些设计者来说还存在误区。认为变压器有功负荷能力，容量应按照计算负荷负载或接近满负载选择。其实这是一种错觉，误认为“满负荷”可以做到物尽其用，节省投资，殊不知虽然变压器是一种效率高在95%以上的电气设备（n=p输出/输入×100≥95%）。但只有当变压器的负荷在0.5-0.6时才可能实现，这也是从发挥变压器最高效率的角度出发来选择变压器容量的首要条件和依据。当然最后确定变压器容量时还要综合考虑其它一些因素，例如环境温度的影响，降低温度可以提高变压器的输出功率和减少变压器的损耗，又如变压器台数的合理选择和技术经济比较等等都是影响变压器容量选择的考虑因素。至于变压器的过载能力是和起始负荷率、环境温度和通风散热条件等相关的因素有关且只能是应急性质和短时间的。过负载时首要要求不致损坏变压器的绝缘和降低使用帮助为原是，一年四季中高峰用电是可能会超负荷而低谷时又会出现轻载运行。这‘超、‘轻负载两者之间的量和时间基本等同时会起到互补的作用，但最好不要超负荷15%.过负荷百分数（n）计算公式：n=（i-ie）/ie×100%，式中：i-变压器实际负荷电流；ie-变压器额定电流。当然对于设置有强迫风冷的变压器其应急过载能力可达40%-50%，而且过载断续时间也可适当延长（但绝不允许过载情况下长期运行），这可由产品的技术条件来确定。

综合上述各种因素，对选择变压器容量的影响，从节能、经济、实用、安全可靠出发，一般选取变压器负荷率在0.65-0.8为宜。

2.2电容无功补偿容量的选择和装置

目前我国对用电单位的功率因素要求高压供电压者为0.9以上，低压供电者为0.85以上，为此绝大多数的工业与民用建筑采用补偿的办法、即在低压配电室的配电母线上安装若干组电力电容器补偿供电范围内的无功功率以达到提高功率因数的目的，但对于如何正确选择电容器容量的问题上有的设计者错误认为在作施工图设计时只要根据配电变压器容量（kva）的1/3来选取补偿容量（kvar）就可以了。例如，当变压器容量为1600kav时，选取电容器补偿容量为1600/3=533（kvar）这显然是不正确的。通常要使功率因数由cos1提高到cos2就必须装置补偿电容器的容量为：qc-q1-q2=p（tg1-tg2），式中：qc-设置电容器补偿容量，kvar；p-总有功计算负荷，kw；tg1、tg2-对应于补偿前、后cos1、cos2正切值，也可以通过三角函数表查了cos 及tg 的对应值。

从上述计算分析可知，电容器的无功补偿容量与用电设备的负荷性质、负荷（有功、无功）大小有关，并通过计算求得，而与变压器的容量大小并无任何关系。

近年来一种具有自愈功能且内装有放电电阻，体积小，介质损耗低，防火，可靠，安全性能高的无功补偿干式电容器已代替旧式的油浸电容器，如国产型号主要有bmmj型，进口产品有abb公司的clmd型等。

clmd型电容器更具有高容量和放电速度快的特点，单台容量可达83kvar，放电速度可在电容器离开电源后一分钟端电压下降到50v.无功补偿电容器在投入运行的瞬间在配电线路上会产生几十倍甚至上百倍额定电流的涌流，因此要求在配电线路上装设专用的切除电容器接触器。这种接触器的特点是在产品内部装配有作为限制涌流和强制电容器放电的电阻，这样就能够限制涌流在电容器额定电源20倍之内和保证电容器在下次投入时其端子最大剩余电压≤50v。

目前国内有b25c-b75c、clc型和进口abb和ua-r型等产品可供选择。

2.3若干配电设备的设计容量需要注意的问题

主要是：（1）低压并联电容器线路的刀开关和交流接触器的导体载流量应不小于其负荷（电容器额定电流的1.5倍）。（2）用于计算机的不间断电源其输出功率应大于计算机及各用电设备额功率总和的150%.（3）单台交流电梯和直流电梯供电导体的连续工作载流量应大于铭牌连接工作额定电源（或交流额定输入电流）的1.4倍。（4）可控硅调光装置的零线载面当为三相四线配电时，其截面应为相线截面的二倍。（5）微型断路器（包括漏电断路器）紧密无间隔安装时要考虑降容和检验其截流能力，通常8-9台紧密无间隔安装时大约降容20%.环境温度对开关的额定电流影响也不可忽视，这都可以从产品的技术资料和有关资料中核实。（6）插座额定电流对已知使用设备都应大于设备额定电流的1.25倍，未知使用设备者不应小于10a。

3.结束语

随着经济水平的日趋发展，居民家用电器逐渐增多，住宅设计由原来纯照明向多功能的方向发展，电气线路、 配电设备也越来越复杂。电气设计是建筑工程重要的内容之一，然而建筑电气设计的有关标准，没有引起专业人员的足够重视，家庭住宅的电气安装比较混乱，电气设计不够规范，许多住宅的电气安装没有考虑家用电器普及和快速发展的态势，埋下了安全隐患。相关工作人员应从安全性、可靠性、经济性及节能性等方面进行综合分析，不断的研究探讨、总结经验、提高水平。