民用建筑可靠性鉴定 民用建筑供配电可靠性研究探讨

　　 摘要：民用建筑供配电系统的可靠性关系着居民的生命和财产安全，对维护社会的稳定具有至关重要的作用。因此，我们只有不断加强民用建筑供配电系统的可靠性，才能保证国民经济的健康发展。本文探讨了民用建筑供配电可靠性。
　　关键词：民用；建筑；供配电；可靠性
　　中图分类号：TM7文献标识码： A 文章编号：
　　民用建筑内有大量的用电设备， 建筑供配电系统的可靠性直接影响这些设备的运行状况， 从而影响建筑的安全和使用。建筑供配电系统处于电力系统的末端， 直接与用户设备相连接， 是电力系统向用电设备提供电能的重要环节， 其可靠性取决于外电源及建筑供配电系统本身， 可靠性特征量的统计分析及提高的措施须立足于整个电力系统， 全方位加以考虑。
　　一、建筑供配电系统可靠性
　　建筑供配电系统的可靠性主要是通过评估当前设计、运行中常用的高层建筑的主要配电模式的供电可靠性，找出薄弱环节，指出改善运行的供电方案。供配电系统的安全可靠性在电气设计时是至关重要的一环。电力负荷根据对供电可靠性的要求及中断供电的损失和影响程度分为一级负荷、二级负荷、三级负荷。一类高层建筑的消防控制室、消防水泵、消防电梯、火灾自动报警、自动灭火系统、应急照明等消防设备为一级负荷，还有柴油发电机房送风机、专用变电所所用的送、排风机及消防水泵房、消防电梯所用的污水泵等设备应与消防设备等级一致。一级负荷中特别重要负荷，除有两个电源外，还必须增设应急电源。为保证对特别重要负荷的供电，严禁将其他负荷接入应急供电系统。在建筑电气设计中，最常用的应急电源是柴油发电机组和EPS 应急电源。
　　二、建筑物供配电系统可靠性分析方法
　　目前用于定量分析评估配电系统可靠性的方法可以分为三类: 解析法、模拟法和人工智能法。
　　1、解析法是根据系统的结构、系统和元件的功能以及两者之间的逻辑关系, 建立系统的可靠性概率模型。通过递推或迭代等过程精确求解模型,从而计算出系统的可靠性指标。
　　2、模拟法又分为蒙特卡洛模拟法与混合法。
　　􀀁 蒙特卡洛模拟法􀀁 在已知配电系统各元件的可靠性原始数据的前提下, 通过计算机模拟随机出现的各种运行状态, 从大量的模拟试验结果中统计出系统的可靠性指标。模拟法要求随机模拟次数与系统的规模无关, 收敛速度与问题的维数无关, 算法和程序结构都较简单, 可以求解出可靠性指标的概率分布, 适宜于求解多维、环境因素复杂的问题, 多用于复杂大系统的可靠性评估。但模拟法计算量大, 需要较长的模拟试验时间。
　　􀀁 混合法􀀁 混合法是蒙特卡洛模拟法和解析法的有机组合。基本思想是: 用蒙特卡洛法随机模拟系统的状态转移过程, 用解析法确定系统在所模拟到的各状态中的平均持续时间, 并以此代替持续时间的抽样值。可以提高模拟效率, 减少模拟统计量的方差, 是近年来可靠性评估的研究热点。
　　3、人工智能法是通过仿效生物处理模式, 获取智能信息处理功能, 以便简化处理一些复杂现象, 快速有效地解决各种难题。目前包括遗传算法、人工神经网络算法和模糊算法。
　　上述几种算法在现阶段跨区级供配电网及地区级供配电网的可靠性研究中都有不同程度的应用,对于民用建筑供配电系统而言, 其网络结构相对固定, 针对不同负荷等级的供电措施、方案种类较少。同时为了简化系统模型, 增强在方案设计、规划中的实用性, 可以用简化模型对系统进行简化处理。在建筑供配电系统可靠性评估中采用网络简化法进行可靠性评估。
　　三、加强民用建筑供配电可靠性的措施
　　当供电电源满足民用建筑电力负荷时，供配电系统的可靠性显得至关重要。以下以最常见的由柴油发电机组与变压器共同构成的供配电系统为例，提出几点建设性建议。
　　1、为了最大限度地利用柴油发电机组的功能，平时居民建筑停电时，它可以及时直接地供应一般性负荷的电能；柴油发电机组一般不设专用的母线，它主要是与变压器低压侧共用一条母线。通过这一措施，可以有效地保证建筑供配电的可靠性。
　　2􀀁 经济合理地设计电气各系统
　　通常在设计中只要满足规范的要求就基本上能满足上述要求, 但经济性同样是电气各系统设计的重要原则。考虑经济问题时, 必需从整个建筑的全局出发, 根据民用建筑本身的性质特点, 经济合理地设计电气的各系统, 然而可靠性与经济性二者之间既有矛盾的一面也有统一的一面。如果过分强调可靠性, 以配电系统为例, 大部分设备由变配电所低压母线放射式供电, 势必造成设备增多, 投资增大, 导致不必要的浪费, 使经济性下降; 如果过分强调经济性, 减少设备, 简化结线, 就必然会影响可靠性, 当发生事故时会造成较大面积的停电, 从而又会带来损失, 可见这样的结果是不但降低了可靠性, 同时也降低了经济性,因此在处理这些矛盾时, 应当在满足可靠性的同时再提高经济性。
　　高压配电系统是一个工程配电的源头, 因此, 这一部分的经济性主要体现在不出现故障, 以至造成整个工程断电, 应当选用合格可靠的电气产品。民用建筑高压配电系统推荐设计为环网供电方案, 经过这些年我国电气设备制造业发展, 采用高压负荷开关加高压熔断器供电方式已经能够完全满足民用建筑供电要求, 环网供电特点是操作简便、价格低廉、安全性及可靠性能够满足民用建筑的供电要求。
　　低压配电系统这一部分是一般民用建筑电气设计的核心部分。低压配电系统一般是由树干式配电与放射式配电相结合而构成的, 同样一栋建筑采用同一层次的产品, 由于设计系统结构的不同, 会产生很大的价格差, 主要原因是系统的结构与设计时计算系数的选用不同造成的。怎样才能使系统既经济又安全可靠, 我们试举一例, 假设某一栋高层公共建筑采用二路高压进线、二台变压器, 并且在本建筑内含有水泵房、空调机房, 我们通常的做法是高压采用单母线分段运行手动联络(自动联络或不联络) ; 低压为母线分段运行, 联络开关设自投自复、自投不自复、手动转换开关, 自投时应自动断开三级负荷, 以保证变压器正常工作, 主进开关与联络开关设电气联锁, 任何情况下只能合其中的两个开关。考虑季节性负荷变化, 通常一台变压器的低压出线主要供给照明负荷, 而另一台变压器的低压出线主要供给动力、空调负荷。
　　3、供配电线路的布设方式要根据民用建筑结构的要求、设备分布以及环境特点等因数进行确定，应尽量避免热源、腐蚀物、灰尘聚集以及外来不利因素的影响。在供配电系统运行时，应注意因冲击、建筑物伸缩以及沉降等外界应力的作用而造成的损害。民用建筑结构的消防用电设备，应当布设专门的供电回路，尤其是消防控制室、消防电梯、消防水泵、以及排烟风机等装置；应当在最末级配的电箱位置安装自动切换系统，以保证该供配电线路的布设符合规范要求。在民用建筑电气的设计过程中，地下室车库中的应急照明设备往往直接安装在车库的墙上，而配电箱却没有采取任何的防火措施，配电箱或周围突发火灾，则配电箱很快就会被烧毁。因此，除了供配电系统主要部分的可靠性考虑外，还要加强配电箱等普通设备的可靠性保证。
　　建筑供配电系统的可靠性， 主要是由电源的可靠性决定的。提高电源的可靠性或增加并联冗余的电源， 建筑供配电系统的可靠性将大大提高。在不涉及电源的情况下， 仅将电力系统的一部分进行并联冗余， 使用低压双电源切换开关进行末端切换， 在大部分情况下并不能有效地提高可靠性， 该做法增加了建筑材料的损耗， 与绿色建筑的概念矛盾， 只有在确定能有效提高供配电系统可靠性的情况下， 才可考虑采用。
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