建筑电气系统设计中的可靠性与稳定性分析研究

建筑电气系统设计中的可靠性与稳定性分析研究

杨钱坤

身份证号：33050119931028301X

摘要：对于建筑电气工程的设计要求进行创新和升级，新的设计需要更广泛全面、安全有效，而这对于其关键的强电施工而言，如何优化设计策略，也是一个巨大的挑战。

关键词：建筑电气系统设计；可靠性；稳定性；分析研究

中图分类号:TU85

文献标识码：A

引言

在现代科技发展的过程中，各类建设项目如雨后春笋般涌现出来。在建设项目中，电气设计工作既是项目建设的重要组成部分，又是项目投产后建筑用电的有力保证，所以，设计单位要严格控制设计质量，施工企业要重视电气元器件及线路的安装敷设质量，以确保建设项目建设和投产后的用电需要。在科技快速发展的当前，房屋建筑的电气系统越来越复杂，出现了一些问题是比较常见的，也是正常的，关键在于相关方要重视，要制定出相应的合作方案，提高电气系统设计的品质。

1房屋建筑电气系统的复杂性分析

在科技快速发展的当前，房屋建筑电气系统越来越复杂，人们十分重视房屋建筑电气设计的科学合理性。在现代化的建筑物中除了电力线外，各类网络线、接地线混杂其中。在电力系统接地中的防雷接地和重复接地、在楼宇智能化控制系统中的接地系统的接地电路，都必须通过专门的连接线路对不同电路加以处理，或由火灾控制室接地，最后再引出连接物体。消防应急设备或其它线路，必须敷设在不可燃的物件结构中，且按照相关要求，这些用于保护线路的物件的整体厚度不得<4cm。此外，对某些可以通过明敷来进行处理的情形，要求在金属管上使用标准的保护装置，有效地隔离水、火，确保线路的安全。然后，也有因为电气设计人员水平不高，不能做出正确的设计，如布线不当，从而导致工程内的电能设备存在安全隐患，给人民的财产和人身安全带来很大的危害。

2建筑电气系统设计中的可靠性与稳定性提升措施

2.1选择变压器

在房屋建筑电气设计中，选择供配电设备至关重要，要谨慎选择变压器的台数和基本配置，为电气系统的节能和智能化奠定基础。在设计过程中，一般都是以目前的用电量为基础，预先估计负载，再确定变压器的台数和基本配置。但必须注意，一定要考虑到将来的用电量，这是国际上的通行做法。

一定规模的房屋建筑，其变压器组所供电的总容量都是三级，而且相对独立，所以在高低压上都采取单母或分段的连接形式。而变电箱所提供的负载是一级，对稳定性的要求更高。在具体低压侧接线中，将母线分成两段，一段供电于公共照明，二段供电于消防，还将另一路供电电源油机设置在低压母线上，以便在市电断电时自动启动。

在后期维修时，只需关闭高压断路器，关闭电源和隔离开关，就可以保证工作的安全。在仅关闭高压开关的情况下，只能对低压侧的母线及变压器进行维修工作；而将断路器换成10kV进线柜，则可以使进线电源断开后的维修工作更加方便。

由于一些用电设备尤其是公用电力设备，其用电容量较大[4]，所以应考虑以较高的电压来供电，以保证设备的正常工作，也对变压器进行保护[5]。同时，根据电气负荷的需求，确定变压器的额定容量。需要考虑负荷的峰值、平均负荷和瞬态负荷等因素，并合理预留一定的容量余量，以确保变压器在运行期间不超载。并结合电源系统的频率要求（通常为50Hz或60Hz），选择相应频率的变压器。根据输入电源电压和输出负载的电压要求，选择合适的额定电压比。通常，变压器的额定电压比可以满足电网电压和负载电压的转换要求。除了上述因素，还需遵循当地电气安全标准和规范进行选择和安装。对于大型项目或特殊需求，建议咨询电气工程师或专业技术人员，以确保最佳的变压器选择和设计。

2.2配电系统母线连接设计

一般情况下，对低电压用电的主要连接有单母线与双母线两种，一是单母线连接，另一个是母线分段连接。单母线连接的优点是操作简单，易于掌握，经济；缺点是很难保持稳定。单母段需嵌入大量的开关，当某个区段发生故障时，可以迅速地排除，保证供电继续，因此，其稳定性较高，但费用较高。在房屋建筑中，功能统一，不是办公就是住宅，对于负荷的需要相差不多。因此，必须采用双电源的方式，才能为一级负荷提供经济稳定的供电环境。采用油机与市电构成双回供电方式，实现了双回供电。在电网停电时，油机可使发电机自动起动，保证电网的正常运行。在此过程中，油机和市电之间的开关互锁，可达到对其进行自动控制的目的。

2.3敷设线路优化

为了优化房屋建筑的电气设计，笔者主张设计备用电气系统，并对敷设线路进行优化，优化布线和电气接线，提高电气系统的稳定性和可靠性。电力分配主干电缆沿桥架进行敷设，或明敷于电力垂直井中，而电线则以管道的形式暗敷。所有的消防线都要用钢管进行地下敷设，如果是和其他的电缆在一个架上敷设，则要做好耐火处理，并且要在架体之间设置隔离层。冷冻室、塔楼部分照明、空调主干通过母线插口进行分配。明敷时，必须对消防管道或金属线沟槽进行防火处理，并对消防配电室进行标识。在铺设防火电缆时，将钢管放置在不燃的构造中。

10kV高压电缆分别敷设在电井内，两路10kV高压电缆通过桥架分别敷设在电井的两端。非防火负载的主变和备变是分桥架敷设的，防火负载的电缆使用无机绝缘防火，并敷设在与防火装置没有关系的电缆那一面。对闭合母线槽垂直敷设进行抗震降扰动的处理，每隔一段距离设置一个柔性接头、一个弹性支架或一个独立的接头，通过吸收侧向变形来实现抗摇摆、抗震降扰动等目标。当高低压电缆桥架和封闭母线槽经过防火分区和楼板时，一定要进行防火封闭，并使用不小于原有防火分隔和楼板耐火极限的防火封闭材料。

2.4设计优化

在住宅建设工程中，安全性和可靠性是其在房屋建设中最主要的要求。目前，建筑供配电系统的维修方式以人工巡检为主，一旦出现了问题，就需要人工进行排查，这不仅需要耗费大量的时间和精力，还需要运营人的经验和能力，对故障排查的效率造成了很大的影响。在建筑中，电力设施的数量和结构都比较多，因此需要建立一个智能化的电力设施运行管理体系。在每一楼层根据不同的业主，分别安装最终计量器，将这些计量器按照一定的楼层，集中安装在电井里，为了便于后期的物业管理，还应建立一个远程的抄表系统。建立配电网监控与管理系统，该系统采取三层体系结构，即监控中心层、通信管理层和现场采集层。这些仪表可以对变配电系统提供详细的数据采集、运行监视、事故预警以及对电能质量进行监视和控制。不仅可以帮助用户更好地控制设备的能耗，而且还可以为系统提供可靠的监控，从而更好地保证设备的安全运行。此外，这些仪表还可以提供实时的数据，从而帮助用户更好地了解运行状态。

结束语

总之，住宅建筑电气工程体系的设计水平，不仅关系到住宅建筑的使用安全，而且关系到人民群众的生命和财产的安全。因此，要提高对电气系统设计的关注程度，采用现代化的电气设计思想，运用专业的电气设计理念展开建筑电气设计，减少能量损失，为建筑中的用电安全打下基础，从而提高住宅建筑电气设计的合理性和安全性，满足居民的真实需要。

参考文献

[1]李祖嵩.建筑电气设计中存在的问题及对策研究[J].中国设备工程,2022(21):135-137.

[2]周舒迎.解析房屋建筑设计中电气设计优化的应用[J].门窗,2019(1):96-97.

[3]韩建强.房屋建筑设计中电气设计优化的应用探索[J].建材与装饰,2018(35):87-88.

[4]王湘红,覃德金.高层建筑电气设计与节能[J].中国房地产业,2015(9):159-160.

[5]刘丕华.建筑房屋电梯的电气设计原则与一般规定[J].建材与装饰(下旬刊),2014(9):77-78.