【建筑机电优化】建筑低压配电方式选择分析优化
建筑低压配电方式选择分析优化
由于现代经济飞速的发展，各城市新建的建筑规模越来越大，层数越来越多，在这些建筑配电系统电气设计中，供电可靠性、工程经济性和施工便利性越来越重要，在低压供电系统中，三者的矛盾总难完全统一，只能根据不同工程及不同负荷而有所侧重。以下就几种常见的低压配电系统接线方式的适用性、安全性、可靠性及经济性等方面做简要优化分析比较，以便在设计中做参考。
一、常用低压配电方式的优缺点：
配电接线方式 | 优点 | 缺点 | 示意图 | 备注 |
放射式 | 1、线路故障互不影响，供电可靠性高； 2、配电设备集中检修方便。 | 1、系统灵活性较差； 2、有色金属消耗较多； 3、整体造价高。 |
| 一般适用于回路电流400A以下，超过时需采用双拼或多拼电缆 |
链式 | 配电设备及有色金属消耗较少。 | 1、只适用于彼此相近的非重要小容量设备； 2、设备不超5台，功率不超10kw； 3、安全系数低。 |
| 适用范围极小 |
树干式 | 电缆穿刺 | 1、可以在现场制作，不需作前期测量工作，在任何位置可以分支； 2、安装相对方便。 | 1、需破坏绝缘护套，缩短电缆寿命、降低了载流量； 2、接触可靠性差，防护等级低； 3、接点处经过多次热胀冷缩后会产生松动； 4、平时需要经常检查维护； 5、故障率较高、技术陈旧。 |
| 适用于回路电流400A以下，电缆截面300mm2以下 |
电缆T接
| 1、可以在现场制作，不需作前期测量工作，在任何位置可以分支； 2、安装相对方便。 | 1、需破坏绝缘护套，缩短电缆寿命； 2、防护等级低，绝缘和密封性能差； 3、故障率相对偏高； 4、电井占用面积稍大。 |
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集成T接端子(T接衍生产品) | 1、可以在现场制作，不需作前期测量工作，在任何位置可以分支； 2、主干电缆无需截断； 3、占用空间小、安全、可靠性高； 4、施工方便，基本不用维护。 | 1、技术较新，相关产品选择性偏少。 |
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预分支 | 1、连接可靠，接触电阻小； 2、接头全密闭封堵，接触处不会被空气中的氧氧化，不会因高热、导致绝缘老化，降低电气性能； 3、接头故障率极低； 4、安装后免维护、使用寿命长。 | 1、不能现场制作、施工不灵活； 2、分支接点距离制作前需要预测量尺寸； 3、采购周期长、综合成本较高； 4、占用面积大。 |
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母线槽 | 1、散热性能好，过载能力强； 2、可在任意位置预留插接口； 3、接头故障率极低； 4、适用范围广，截流量大； 5、安装后免维护、使用寿命长。 | 1、电井占用面积大； 2、前期投资较高。 |
| 适用于回路电流400A以上 |
二、规范对低压配电方式的要求：
普通及保障负荷（公共建筑） | |||
规范名称 | 负荷分类 | 配电接线方式 | 备注 |
民用建筑电气设计标准 | 400A及以上 | 树干式 | |
400A以下 | 放射式或树干式 | 树干式时宜采用预分支或T接 | |
供避难场所使用的用电设备 | 放射式 | 专线 | |
供配电系统设计规范 | 多层建筑物内，由总配电箱至楼层配电箱 | 树干式或分区树干式 | |
高层建筑物内，向楼层各配电点供电 | 分区树干式 | ||
供配电系统设计规范、民用建筑电气设计标准商店、医疗、交通、教育建筑电气设计标准等 | 重要负荷、用电容量较大负荷 | 放射式 | |
供配电系统设计规范 | 楼层配电箱至用户配电箱 | 放射式 | |
金融建筑电气设计规范 | 主机房不间断电源、专用空调、照明、插座、安全技术防范系统等设备 | 放射式 | |
普通负荷（住宅建筑） | |||
规范名称 | 负荷分类 | 配电接线方式 | 备注 |
居民住宅小区电力配置规范 | 多层住宅 | 树干式 | 不得采用链式 |
高层住宅 | 放射式或树干式 | ||
超高层住宅 | 放射式 | ||
消防负荷 | |||
规范名称 | 负荷分类 | 配电接线方式 | 备注 |
建筑设计防火规范 | 消防水泵、消防电梯、消防控制室、消防风机 | 放射式 | |
民用建筑电气设计标准 | 消防风机、消防排水泵、防火卷帘 | 放射式或树干式 | |
消防水泵、消防电梯、消防控制室 | 放射式 | ||
作用相同、性质相同且容量较小的消防设备 | 可采用链式 | ||
公共建筑顶层防消防电梯外的其它消防负荷 | 放射式 | ||
民用建筑电气设计标准 住宅建筑电气设计标准 | 二类高层住宅消防电梯兼作客梯且共用前室 | 放射式 | |
三、案例分析：
广州某办公楼项目，原设计的应急照明、公共照明及空调动力用电均采用预分支电缆，考虑到预分支电缆施工中的一些弊端以及性价比等因素，我司建议将原设计中的预分支电缆调整为集成T接端子的配电方式，取得缩短电缆制作安装周期、降低施工难度、减少电缆成本等显著成果。
原设计
优化后
优化对比清单：
原设计 | 优化后 | |||||||||
供电区域 | 预分支电缆规格 | 单价 (元/m) | 长度 （m） | 小计 (元) | 电缆规格 | 单价 (元/m) | 长度 （m） | 集成T接端子单价 | 集成T接端子数量 | 小计 (元) |
地下室 应急照明 | YFD-NG-A(BTLY)-4x16+1x16 | 118.9 | 180 | 21402 | NG-A(BTLY)-4x16+1x16 | 87.1 | 180 | 200 | 6 | 16878 |
1#~2#楼 应急照明 | YFD-NG-A(BTLY)-4x120+1x70 | 693.5 | 500 | 346750 | NG-A(BTLY)-4x120+1x70 | 538.5 | 500 | 300 | 58 | 286650 |
地下室 普通照明 | YFD-WDZA-YJY-4x70+1x35 | 285.9 | 180 | 51462 | WDZA-YJY-4x70+1x35 | 212.7 | 180 | 250 | 3 | 39036 |
1#楼 普通照明 | YFD-WDZA-YJY-4x50+1x35 | 196.2 | 180 | 35316 | WDZA-YJY-4x50+1x35 | 148.9 | 180 | 250 | 28 | 33802 |
2#楼 普通照明 | YFD-WDZA-YJY-4x70+1x35 | 285.9 | 320 | 91488 | WDZA-YJY-4x70+1x35 | 212.7 | 320 | 250 | 30 | 75564 |
1#楼 空调动力 | YFD-WDZA-YJY-4x85+1x95 | 681.4 | 90 | 61326 | WDZA-YJY-4x85+1x95 | 529.1 | 90 | 350 | 14 | 52519 |
2#楼 空调动力 | YFD-WDZA-YJY-4x120+1x70 | 469.1 | 160 | 75056 | WDZA-YJY-4x120+1x70 | 359.2 | 160 | 300 | 15 | 61972 |
优化前合计 | 682800 | 优化后合计 | 566421 | |||||||
四、分析总结：
根据电气设计规范中对配电级数、配电线路接线方式以及各类建筑工程实用性等要求，作者给出如下建议总结：
Ø 配电级数——越少越好（故障点越少安全性就越高）；
Ø 配电方式——可靠性从高到低（放射式>树干式>链接式）；
Ø 适用范围——应与建筑特征分类、负荷分类、环境等因素相适应。
配电接线方式 | 适用范围 | 综合性价比 | 推荐使用指数 | |
放射式 | 各类建筑的消防负荷、重要负荷、大容量负荷等均适用 | 高 | ★★★★★ | |
链式 | 仅适用于作用相同、性质相同且容量较小的用电设备（不超5台，容量不大于10kw） 适用于防火卷帘、防火门、排水泵等小功率设备 | 低 | ★ | |
树干式 | 电缆穿刺 | 濒临淘汰，不建议新建或改造项目使用 | 极低 | 不建议使用 |
电缆T接 | 适用于各类建筑的垂直干线配电系统及部分水平配电系统（400A以下） | 较高 | ★★★★ | |
集成T接端子 | 高 | ★★★★★ | ||
预分支 | 一般 | ★★ | ||
母线槽 | 适用于各类建筑的垂直干线配电系统（400A及以上） 公共建筑推荐使用、住宅电井面积满足时也可使用 | 高 | ★★★★★ | |