常見建筑電氣設計容量問題綜述

簡介： 在建筑電氣設計范疇里，供配電設備容量的選擇是至關重要的一環。在施工圖設計階段中，有時設計容量會留有一定的裕度是為了考慮日后用電設備發展的可能需要，這是合理的。但如果選得過大或過小，除了直接或間接地增加工程造價外還可能發生配電線路上的誤動作甚至造成電氣事故。下面系本人在日常工作往來中所碰到的有關建筑電氣設計容量選擇為主要題材的綜述，僅供同行參考。
關鍵字：建筑 電氣設計 容量問題
1前言
在建筑電氣設計范疇里，供配電設備容量的選擇是至關重要的一環。
在施工圖設計階段中，有時設計容量會留有一定的裕度是為了考慮日后用電設備發展的可能需要，這是合理的。但如果選得過大或過小，除了直接或間接地增加工程造價外還可能發生配電線路上的誤動作甚至造成電氣事故。
下面系本人在日常工作往來中所碰到的有關建筑電氣設計容量選擇為主要題材的綜述，僅供同行參考。
2配電變壓器的選擇
根據國際《jgj/t16-92》：“用電設備容量在250kw或需要變壓器容量在160kva以上者應以高壓方式供電”的要求，可知凡是有一定建筑規模的工程都將使用電力變壓器，但對于如何選擇變壓器容量的問題上對有些設計者來說還存在誤區。認為變壓器有功負荷能力，容量應按照計算負荷負載或接近滿負載選擇。其實這是一種錯覺，誤認為“滿負荷”可以做到物盡其用，節省投資，殊不知雖然變壓器是一種效率高在95%以上的電氣設備（n=p輸出/輸入×100≥95%）。但只有當變壓器的負荷在0.5-0.6時才可能實現，這也是從發揮變壓器最高效率的角度出發來選擇變壓器容量的首要條件和依
當然最后確定變壓器容量時還要綜合考慮其它一些因素，例如環境溫度的影響，降低溫度可以提高變壓器的輸出功率和減少變壓器的損耗，又如變壓器臺數的合理選擇和技術經濟比較等等都是影響變壓器容量選擇的考慮因素。
至于變壓器的過載能力是和起始負荷率、環境溫度和通風散熱條件等相關的因素有關且只能是應急性質和短時間的。過負載時首要要求不致損壞變壓器的絕緣和降低使用幫助為原是，一年四季中高峰用電是可能會超負荷而低谷時又會出現輕載運行。這‘超’、‘輕’負載兩者之間的量和時間基本等同時會起到互補的作用，但最好不要超負荷15%。
過負荷百分數（n）計算公式：
n=（i-ie）/ie×100%
式中：i-變壓器實際負荷電流；ie-變壓器額定電流
當然對于設置有強迫風冷的變壓器其應急過載能力可達40%-50%，而且過載斷續時間也可適當延長（但絕不允許過載情況下長期運行），這可由產品的技術條件來確定。
綜合上述各種因素對選擇變壓器容量的影響，從節能、經濟、實用、安全可靠出發，一般選取變壓器負荷率在0.65-0.8為宜。
3電容無功補償容量的選擇和裝置
目前我國對用電單位的功率因素要求高壓供電壓者為0.9以上，低壓供電者為0.85以上，為此絕大多數的工業與民用建筑采用補償的辦法、即在低壓配電室的配電母線上安裝若干組電力電容器補償供電范圍內的無功功率以達到提高功率因數的目的，但對于如何正確選擇電容器容量的問題上有的設計者錯誤認為在作施工圖設計時只要根據配電變壓器容量（kva）的1/3來選取補償容量（kvar）就可以了。
例如當變壓器容量為1600kav時，選取電容器補償容量為1600/3=533（kvar）這顯然是不正確的。
眾所周知，要使功率因數由cos 1提高到cos2就必須裝置補償電容器的容量為：
qc-q1-q2=p（tg 1-tg 2）
式中：qc-設置電容器補償容量，kvar；p-總有功計算負荷，kw；tg 1、tg 2-對應于補償前、后cos 1、cos 2正切值
也可以通過三角函數表查了cos 及tg 的對應值。
從上述計算分析可知，電容器的無功補償容量與用電設備的負荷性質、負荷（有功、無功）大小有關，并通過計算求得，而與變壓器的容量大小并無任何關系。
近年來一種具有自愈功能且內裝有放電電阻，體積小，介質損耗低，防火，可靠，安全性能高的無功補償干式電容器已代替舊式的油浸電容器，如國產型號主要有bmmj型，進口產品有abb公司的clmd型等。
clmd型電容器更具有高容量和放電速度快的特點，單臺容量可達83kvar，放電速度可在電容器離開電源后一分鐘端電壓下降到50v。
無功補償電容器在投入運行的瞬間在配電線路上會產生幾十倍甚至上百倍額定電流的涌流，因此要求在配電線路上裝設專用的切除電容器接觸器。
這種接觸器的特點是在產品內部裝配有作為限制涌流和強制電容器放電的電阻，這樣就能夠限制涌流在電容器額定電源20倍之內和保證電容器在下次投入時其端子最大剩余電壓≤50v。
目前國內有b25c-b75c、clc型和進口abb和ua-r型等產品可供選擇。

4高原地區環境對常用電器設備容量的影響
根據國家標準，常用低壓電器使用環境的海撥高度為≤2000米，如果超出高度，上于海撥每升高100m電器的溫升要增大0.1-0.5℃（此時由于氣溫降低0.5℃-1%，也由于高原熄孤困難的原因對電器的分斷容量（能力）也受影響。所以在高海撥地區應用低壓電器要認真考慮諸如分斷能力、工作電流、絕緣強度等的降容或降低使用條件的問題。
據了解，abb公司生產的塑殼斷路器（mccb）用于海撥5000米的高原地區時其分斷能力并不會受到影響。
5若干配電設備的設計容量需要注意的問題
5.1 低壓并聯電容器線路的刀開關和交流接觸器的導體載流量應不小于其負荷（電容器額定電流的1.5倍）。
5.2 用于計算機的不間斷電源其輸出功率應大于計算機及各用電設備額功率總和的150%。
5.3 單臺交流電梯和直流電梯供電導體的連續工作載流量應大于銘牌連接工作額定電源（或交流額定輸入電流）的1.4倍。
5.4 可控硅調光裝置的零線載面當為三相四線配電時，其截面應為相線截面的二倍。
5.5 微型斷路器（包括漏電斷路器）緊密無間隔安裝時要考慮降容和檢驗其截流能力，通常8-9臺緊密無間隔安裝時大約降容20%。環境溫度對開關的額定電流影響也不可忽視，這都可以從產品的技術資料和有關資料中核實。
5.6 插座額定電流對已知使用設備都應大于設備額定電流的1.25倍，未知使用設備者不應小于10a。