
图3 避难层低压配电干线图
8 消防与非消防负荷的设计
建筑的低压配电系统主接线方案应遵循安全、可靠、合理的原则,以保证当切断生产、生活电源时,消防电源不受影响。
目前国内主要有两种设计方案:不分组方案和分组方案。对于不分组方案,常见消防负荷采用专用母线段,消防负荷与非消防负荷共用同一进线断路器或消防负荷与非消防负荷共用同一进线断路器和同一低压母线段。对于分组设计方案,消防供电电源是从建筑的变电站低压侧封闭母线处将消防电源分出,形成各自独立的系统。
对于消防负荷与非消防负荷是否需要分组,国内外标准均未做具体规定,从国际电工委员会标准(IEC 60364-5-56中560.6.5条)可知,消防设备的供电也可以采用不分组设计方案。
2011~2012年笔者参与设计了毛里求斯西乌萨格拉姆国际机场(Sir Seewoosagur Ramgoolam International Airport)项目,该项目采用英国标准设计,其中消防设备的供电即采用不分组的设计方案,见图4。

图4 毛里求斯国际机场项目低压配电方案
近年来多起火灾案例中(尤其是老旧建筑)曾发生消防灭火设备在火灾初期可启动灭火,但在灭火过程中发生主电源跳闸,消防灭火设备不能正常工作,耽误了最佳灭火时间。经事故分析得知,在发生火灾时,非消防负荷没有被可靠地切除,在救援过程中,消防水四溢导致配电线路发生接地故障或短路,造成越级跳闸使主进线断路器无法接通电源。如果消防负荷与非消防负荷不共用同一母线段,在发生火灾时,可以在变配电室中直接手动操作总开关将非消防母线段切掉,避免在灭火过程中消防电源受非消防电源的影响。
经与当地消防部门及行业内专家协商后,本项目采用负荷分组设计方案,最终方案如图5所示。

图5 负荷分组设计方案
9 节能
电能是社会可持续发展的重要因素,加强建筑电气供配电系统的节能设计有着长远的意义。建筑电气供配电系统中会产生电能损耗的主要因素有供配电线路、变压器、照明设备及用能管理不科学等,若不采取行之有效的节能措施,会造成极大的电能浪费。针对以上几种产生电能损耗的因素,本工程采取以下节能措施。
(1)采用10kV电压等级供电,合理选择变配电所位置,使其靠近负荷中心,同时选择合理的配电路径,使线路尽可能缩短,降低线路损耗。
(2)变压器的负载率在50%~60%时,其有功功率损耗最低[4],但负载率太低会造成变压器的初装台数增多,初始投资增大,短时间内难以通过节能来收回投资费用。本项目中使用低损耗节能型干式变压器,有效降低变压器的空载损耗,同时在设计时将变压器的负载率控制在70%~85%,使其接近经济运行方式,不仅节能且降低初始投资。