智能化建築電氣供配電系統的設計研究

劉春艷
青島宜安建設有限公司山東青島 266700
摘要：隨著智慧城市建設的不斷推進，智能化建築的數量也在迅速增加，這種趨勢展現出了許多優勢。其中，在智能建築的供配電系統設計中，10kV變配電系統是民用住宅建築中常用的電力分配系統。然而，如何進行電力分配以及保障用電安全是智能建築供配電系統設計中必須考慮的問題。在智能建築的供配電系統設計中，負荷計算結果可以進行負荷分級，選擇相應規格的變壓器、備用電源與繼電保護裝置。這樣可以避免電力負載過大導致供電不足的問題，同時也能保證用電安全。推廣使用配電自動化系統可以幫助優化智能建築的使用效果，提高供電系統的可靠性和安全性。
關鍵詞：智能化建築；電氣供配電系統；設計
1建築電氣中的供配電線路設計原則
在電力系統的設計和建設工作中，電力工程師需要重點考慮以下幾個方面，以確保電力系統的高效運行和穩定性。首先，減少線路電阻是電力系統設計中的重要步驟之一。線路電阻過大會導致電能損耗，增加電能消耗成本。因此，在設計電力系統時應當考慮如何降低線路電阻，例如採用低電阻材料或優化線路布置等方法。其次，選擇高效率的變壓器和開關設備也是關鍵。電力系統中的變壓器和開關設備對電能的傳輸和分配起著至關重要的作用。因此，在選擇這些設備時，應注意它們的能效等級、額定容量和負載能力等指標，以確保電力系統的高效運行。此外，合理布置線路也是電力系統設計中必須考慮的問題之一。線路布置的合理性直接影響電能的傳輸和分配效率。因此，在設計電力系統時，應根據實際情況和需求，合理布置線路，以最大限度地提高電能傳輸效率。另外，減少線路長度和損耗也是電力系統設計中必須考慮的問題之一。線路長度過長和線路損耗過大會導致電能損失，從而影響電力系統的穩定性和效率。因此，在設計電力系統時，應儘可能地減少線路長度和損耗，以提升電能傳輸效率和穩定性。最後，合理選擇導線截面也是電力系統設計中非常重要的環節之一。導線截面的大小直接影響電能的傳輸和分配效率。因此，在設計電力系統時，應根據實際情況和需求，合理選擇導線截面，以最大限度地提高電能傳輸效率和穩定性。
2配電自動化設計
2.1配電自動化總體設計方案
隨著智能化建築的不斷發展，配電自動化技術在其中得到了廣泛的應用。配電自動化技術作為電力系統的重要組成部分，對於提升電力系統整體運營水平以及降低電氣設備能耗起著至關重要的作用。因此，設計配電自動化方案時需要遵循可靠性、智能化、協調性的原則，以確保方案的實施和運行穩定。初步設計思路是在住宅小區的中心位置建立一個開關站，以開關站為中心點採取環網供電方式。這種方案能夠有效地降低電力系統的線損和配電過程中的能量損失，提高電力系統的運行效率和可靠性。同時，該方案還能夠實現對電力系統的智能化管理，提高運營效率和服務水平。通過配電自動化技術的應用，可以實現對電力系統的實時監測和故障診斷，提高了系統的響應速度和故障恢復能力。
2.2合理選擇建築電氣供配電材料
電氣供配電材料的選擇對施工成本和安全性有著重要影響。在選擇供配電材料時，鋁線是市場上使用最廣泛的材料之一。它具有優勢明顯、性能高、安全係數較好、敷設成本較低等特點。但是，對於電器保護元件來說，它們在供配電系統中發揮著重要作用。這些元件包括過載保護、短路保護和漏電保護等。在選擇保護元件時，必須充分考慮安全性和可靠性。需要考慮地域環境對供配電線路設計的影響。這包括晝夜溫度、季節差異等因素。選擇合理的保護元件和輸配電材料可有效避免因天氣、氣候等原因導致的安全事故。在電氣施工中，電器保護元件的選擇至關重要。這些元件能夠保護電器設備免受意外損壞或過載電流的影響。短路保護可以在電路中發生短路時自動切斷電源。過載保護可以防止過載電流對電器設備造成損壞。漏電保護則可以防止漏電現象導致的電擊事故發生。在選擇供配電材料時，鋁線是首選材料之一。鋁線具有優勢明顯，包括較小的敷設成本、較高的性能和較好的安全係數。但是，在不同地區使用鋁線時，需要考慮地域環境對供配電線路設計的影響。例如，在寒冷地區，應該選擇耐低溫的輸配電材料。
2.3配電箱設計
配電箱是建築電氣系統中不可或缺的一環，它的作用是對建築內的電力供應進行控制和管理。因此，配電箱的優化設計對於建築電氣系統的安全性、穩定性和節能效益具有重要意義。在進行配電箱的設計之前，首先需要明確建築的供配電需求。特別是對於供電電壓以及用電量的狀況，需要做出準確的估算和預測，以便選擇合適的配電箱型號和配置。同時，在選擇配電箱的位置時，也需要考慮到其應有的作用價值，以充分發揮其功能。在設置配電箱的供電電壓時，需要重點考慮實際情況，避免出現安全隱患。例如，在低壓電網中，應將配電箱的額定電壓設置在220V或380V，以確保其安全性和穩定性。配電箱的位置設計需要結合建築電氣系統的總體狀況，合理確定最佳的安裝區域。一般而言，配電箱應該放在離用電設備較近的位置，以便於電力的供應和管理。同時，還需要考慮到配電箱的通風和排熱問題，以確保其正常運行。優化配電箱的設計可以提升供配電線路的運行安全性和穩定性，同時也可以切實優化節能效益。例如，在配電箱的選擇和配置上，可以採用智能化技術，以實現對電力的精細管理和調節，從而實現節能減排的目標。
2.4配電自動化系統的結構設計
目前，隨著電力自動化技術的不斷發展，配電自動化系統也逐漸成為了電力行業的重要組成部分。在配電自動化系統中，常用的結構主要有集中式結構、分層分布式結構和分層分布分散式結構三種。在這三種結構中，我們選擇了分層分布式結構。根據這種結構，變電所的二次設備被分為變電所層和單元層兩部分，通過現場總線進行信息交互。在現場保護測控層，我們使用了10kV微機綜合保護裝置和測控裝置作為關鍵設備，這些設備可以通過現場總線與控制中心連接，實現對變電所的監控和保護。在通信管理層，核心設備是主控機，這個主控機預留了16個RS485/232/422串行接口，可以支持多種智能設備接入，並且能夠進行數據轉換，提高系統的兼容性。總的來說，我們選擇了分層分布式結構的配電自動化系統，這種結構具有可靠性高、可擴展性好、易於維護等優點，可以更好地滿足電力行業的需求。
2.5做好電氣設備分類設計
為了提升大樓的供電、供電、供電等方面的綜合品質，必須做好電力設施的分級設計。由於現代科技的發展，電力設備的類型變得更加多樣，各種類型的電力消耗也變得更加巨大，因此，在一般的電力供應和分配系統中，一些大功率的電力設備很容易出現故障。有關工作人員要以電氣設備的特性為依據，將具有不同用電功率的電氣設備進行科學的歸類，對於一些用電功率比較大的電氣設備，應該設置專門的用電線路；可有效地改善供電和配電線路的設計，以防止由於各種電氣設備混用而引起的用電安全問題。
3結論
綜上所述，智能化建築內部電氣設備數量增加，對供配電系統的運行穩定性有著更高要求。因此，做好系統設計和負荷計算，使用係數法準確計算供電負荷，以及完善供配電系統的功能，對維護建築內部電氣系統穩定運行，以及各項智能服務的提供都有積極幫助。同時，建築設計師還應該注重能源的節約和環保問題，以實現可持續發展。
參考文獻：
[1]孫妍,宋立立.基於智能感知的智能建築供配電系統設計研究[J].智能建築與智慧城市,2022(9):100-102.
[2]薛曉,梁輝,徐文政,等.智能供配電系統在「四型機場」航站樓的應用研究[J].智能建築電氣技術,2022(2):16-18.
[3]張銀行.智能化供配電系統在工業電氣自動化中的應用與研究[J].電子測試,2021(4):37-39.
[4]章冶.建築電氣供配電系統節能設計研究[J].前衛,2021(13):97-99.