医院供配电（精选9篇）
医院供配电 篇1
摘要：应舞钢职工医院的相关要求, 根据有关国家规范, 本着既提高供电可靠性又美化环境的目的, 对该院的高低压供配电系统改造, 使所有用电设备均实现双电源供电, 确保所有用电设备的可靠、安全运行。
关键词：供配电系统,双电源,可靠,安全
一、前言
舞钢职工医院是国家重点宽厚板科研生产基地——河北集团舞钢公司的职工医院, 为省级二级甲等医院。该院现有病房楼一座、综合楼一座、特诊楼一座, 并欲建现代化门诊大楼一座, 用电负荷较高。拥有核磁共振、CT、彩超等多种先进的医疗设备, 这些医疗设备作为用电负荷的共同特点是反复短时工作、启动瞬间电流大, 对本系统内其他用电设备有较大影响。改造前各台医疗设备各设一台专用变压器。另外, 该院所有医疗设备均无备用电源。因此, 一方面医院医疗工作无法正常进行;另一方面专用变压器太多, 严重破坏了医院的优美环境。根据电气设计规范及舞钢职工医院的有关要求, 本着既提高供电可靠性又美化环境的目的, 对该院的高低压供配电系统进行改造, 高低压系统均采用单母线分段形式。使所有用电设备均实现双电源供电, 并降低了对电网的冲击, 确保了所有用电设备的正常运行, 提高了供电的安全性、连续性及可靠性。
二、技术方案
1、负荷等级的确定
舞钢职工医院为县级及以上等级医院, 拥有病床床位数量1000个以上, 属于一级负荷。应采用双电源供电系统。
2、双电源的取得
该院区域内原有提水南线及北线两路6KV高压电源, 可以方便取得, 采用高压双电源方案。
3、负荷分类
病房楼内有重症监护病房、手术部、分娩室、婴儿室等重要负荷, 为保持该楼的供电连续性, 该楼设两台变压器, 一用一备。
由于特诊楼内医疗设备对电网冲击性较大, 且属于反复短时工作制, 对该楼内医疗设备专设一台变压器, 防止工作时影响其他医疗工作的正常进行。
4、负荷计算及变压器的选择
采用需用系数法[1]进行负荷计算, 计算结果为:病房楼总计算负荷为660KVA, 特诊楼总计算负荷为307KVA.
变压器经济运行状态为负载率β=75%[2]
因此病房楼等负荷变压器容量为:660/0.75=880KVA选择变压器容量应为800 KVA
特诊楼变压器容量为:307/0.75=409.3KVA选择变压器容量应为400 KVA
特诊楼所有医疗设备中, 单台设备容量最大的为CT机, 其容量与变压器容量之比为55/400=0.1375=13.75%, 13.75%<25%[3], 因此该容量变压器可保证所有医疗设备的正常启动。
5、高压供电系统
高压供电系统采用单母线分段形式, 两路高压电源进线, 任意一段母线均可带全部负荷, 高压负荷实现双电源。高压开关柜采用中置式高压开关柜, 断路器采用国产真空断路器。高压供电系统图略。
6、高压开关柜操作电源的取得
操作电源采用直流220V电源, 选用无锡斯达自动化设备有限公司生产的直流屏, 由于高压断路器采用弹簧操作机构, 且不频繁操作, 采用40AH的直流蓄电池及电源屏。直流小母线采用单母线分段形式, 各配出开关均有备用开关。
7、继电保护
(1) 继电保护设置
近十年来, 微机继电保护逐渐取代了传统的继电器继电保护。微机继电保护具有可靠性高、动作正确率高、保护性能易改善、使用灵活方便、维护及调试方便和可远传等优点, 因此, 本次改造采用微机继电保护系统, 由于保护装置较少未设后台微机, 所有信号信号屏。微机保护装置采用珠海万力达公司生产的微机保护装置, 分别选用变压器保护装置、PT保护装置等。上述保护装置的使用可实现高压供电系统的正常运行。
(2) 高压系统短路电流计算
经比较, 提水南线线路较短, 相应阻抗较低、短路电流偏高, 因此本改造工程短路电流计算以提水南线为基准进行计算。
经计算800KVA变压器保护定值为:
过电流:Idz1=230A, Idzj=7.6A
速断:Idz1=750A, Idzj=25A
三、效果
通过本次改造, 采用高压两路进线, 确保了高压双电源的需求。采用两台800KVA变压器带病房楼、门诊楼、综合楼等负荷, 这两台变压器一用一备, 保证变压器故障时的用电需求。采用1台400KVA变压器作为特诊楼全部设备供电变压器, 既可减小单台医疗设备启动瞬间对电网的造成的冲击, 又可以避免单台设备采用专用变压器、造成多个柱上变电亭破坏医院整体环境的美观。此外, 从800KVA变压器二次母线引出一路低压联络线作为400KVA变压器故障时的备用电源。当400KVA变压器故障时, 把800KVA变压器部分不重要负荷退出, 保证特诊楼重要检查设备的正常运行, 这样可减少一台变压器的使用, 降低设备费。
通过本次改造, 一方面保证了医院所有医疗设备为双电源供电, 另一方面减少了变压器的使用。既提高了医疗设备的供电可靠性, 又美化了医院环境, 为医院创三级甲等提供了有力的保证。改造后投入运行三年以来, 舞钢职工医院反映良好, 达到预期效果。
医院供配电 篇2
1.某高层建筑内设变电所一处，有两回10kV电源进线，拟选用4台变压器中，2台800kVA变压器T1、T2向空调制冷机组供电，各有5个出线回路，全部为三级负荷；
1台630kVA变压器T3向动力设备供电，共有6个出线回路，其中2个回路为一级负荷中特别重要负荷，1个回路为一级负荷，2个回路为二级负荷，1个回路为三级负荷；
另1台1000kVA变压器T4向照明设备供电，共有10个出线回路，其中3个回路为一级负荷中特别重要负荷，2个回路为一级负荷，3个回路为二级负荷，2个回路为三级负荷；
同时设一350kW自备柴油发电机，向一级负荷中特别重要负荷供电。试根据上述条件设计两种不同的变电站主结线，并比较优劣。1)负荷分析
由已知条件分析：
1.该建筑用电负荷应属于城乡居民用电负荷或商业负荷。应分别考虑两种用电类型的特点。
居民用电：具有逐年增长的趋势以及明显的季节波动。
商业建筑：覆盖面积广，用电平稳以及季节性波动，用电大多处于高峰时段，还应考虑节假日商业用电增加的特点。
2.建筑已知的用电设备包括空调，动力以及照明设备均属于保障型设备，这些用电负荷除了电力部门停电检修或电力系统故障情况下不可运行外,其它情况下人们需要它时就能立即投入运行。在这些负荷中,餐厅、厨房、走道处的少数用电设备,即使在电气系统停电时也要供给少量的电能,以维持人们最基本的生活需要。
3.根据题目所给条件，建筑负荷按等级划分别包括一级负荷（包括特别重要负荷），二级负荷和三级负荷。
一级负荷：要求有两个独立电源供电（包括引自不同发电厂，区域变电站或设备用发电机等），其中特别重要负荷应设独立应急电源。二级负荷：要求有要有不来自同一变压器的两回线路供电。三级负荷：无特殊要求。2)高压主结线分析
工程设计常用的主结线结线方式淘汰原因： 单母线（不分段）单回路进线结线：一旦电源或母线出现故障，所有用电设备均无法使用，因此只用于三级负荷。
单母线（不分段）双进线回路(并列运行)结线:两回10KV进线要满足一级负荷要求，至少应来自不同区域变电站，无法满足两电源的同期要求。
单母线（不分段）双进线回路(一进一出)结线：这种方式为单回进线显然不符。单母线带旁路结线：检修形式较复杂，操作程序繁琐，常用于110KV高压变电站主结线。
无母线结线：变压器数与10KV进线回数限制，无法采用。
分析筛选：单母线双进线回路(一备一用)结线和单母线分段结线。
单母线（不分段）双进线回路(一备一用）结线：一个电源作为工作电源向母线供电，另一个电源做备用电源，两台进线断路器之间有联锁结构。
题目提供两回10KV电源进线，出线回路为4，并未超过5回且每回路总容量均未大于5（7）KVA。因此，可以采用单母线一备一用结线方式。
优点：1.正常工况下，与单进线回路类似，结线简单，清晰，使用设备少且母线可延伸接线。
2.两路电源作为工作电源和备用电源，供电可靠性高，可以满足所有等级的电力负荷。
3.两电源间可以任意切换，方便检修维护。
单母线分段结线：分段母线在每一段母线上接一个电源，在母线之间用联络柜分断，各段母线分别引出出线(双电源并列运行对电源要求苛刻,不予考虑双电源一备一用运行,与分列运行类似,不予解释)。
题目提供两回10KV电源进线，出线回路为4，并未超过10（15）回且每回路总容量均未大于15KKVA。因此可以采用单母线分段结线方式。
优点：1.两母线段可并列运行，以可分裂运行
2.重要用户可以用双回路接于不同母线段，保证不间断供电。3.任一段母线或母线隔离开关检修，只停该段，其他段可继续供电，减小了停电范围。3)确定高压主结线
单母线分段结线方式可靠性高，技术成熟，是民用电气设计常用主结线方式之一，因此决定采用这种结线方式，且两回10KV高压母线分别向两台变压器供电: 两10KV母线间应设置联锁装置（可选用机械互锁或电气互锁）。
题中变压器容量均未超过1250KVA,所以变电所中压开关应设“中压负荷开关+熔断器”的保护装置。具体开关，部件将在高压主结线图上说明。4)低压主结线分析
与高压主结线相比，低压主结线可采用样式较少，常按负荷等级分类，将不同等级负荷分布在不同低压母线上，其中包含一级负荷中重要负荷时，接线间采用分段链接或并联在双重母线上等方式来确保其稳定运行。5)确定低压主结线
题目要求变压器带不同等级负荷，因此无法通过负荷按等级分母线连接来优化设计。
已知负荷中包括一级负荷中的特殊负荷，在双重电源的基础上应添加独立于电网的应急电源即柴油发电机等，并根据要求选择是否与外电源接线联锁。
互感器，避雷器，电容补偿装置等元件将在低压主结线图上表示。6)绘制高低压主结线 附图1-1(单母线分段接法)
2.某高校教学办公楼高60m，建筑面积约20000m2，教学管理采用计算机系统，请回答以下问题：
①判断下述电力负荷的负荷等级：教学管理计算机系统（2）、设备用房电气照明（1）、主要通道照明（1）、消火栓泵（1）、喷淋泵（1）、排水泵（2）、消防电梯（1）、生活水泵（2）、客梯（1）。
②已知该教学楼的电气负荷密度为45W/m，试估算整栋楼的电力负荷、选择大楼电源电压等级并扼要说明原因。Pc=ρs=45x20K=900KW 经计算，电路需要的输送功率为900KW，查表分析，应采用10KV架空线或电缆输电到楼内变电所经变压处理后使用。
③该建筑是否需要备用电源？若需要，请选择备用电源型式并简单说明理由。
需要，可采用EPS应急电源，UPS应急电源或柴油发电机组。柴油电动机：
柴油发电机组的容量较大，可并机运行且延续供电时间长，还可独立运行，不与地区电网并列运行，不受电网故障的影响，可靠性较高。尤其对某些地区常用市电不是很可靠的情况下，把柴油发电机作为备用电源，既能起到应急电源的作
2用，又能经过低压系统的科学优化，将一些平时衡量重要的负荷在停电时应用，因此在工程中获得普遍的应用。
但柴油发电机组的推广也带来诸多问题，首选是动用面积较大，除发电机组外，还需考虑控制、配电、油箱等附属设备间，对平面和空间请求较高，加上储油间本身是一个火灾隐患，因而还需对其举行防火处理。在城市用地日趋紧张的情况下，也应考虑其经济科学性。其次，柴油发电机组带来的噪音、振动、排烟、通风、防潮、防冻的问题也很严重，这和现在所倡导的环保理念也方枘圆凿，尤其是对环保请求较高的医院、商业中心及高档商务楼更不合适。再次，柴油发电机的运行必须是在市电同时失去的情况下才能启动，严禁和市电并列运行。采用蓄电池作为应急电源：
主要指许可短时电源中断的应急电源装置EPS和不间断电源装置UPS。蓄电池是一种能量转换装置，充电时将电能转换成化学能而被存贮留蓄电池中，放电时又将化学能转换成电能供负荷职业。蓄电池充电和放电均为直流，因而变配电所蓄电池的充电电源需由交流电源经整流获得。
其中，UPS能作为不间断供电设备，是因为当市电异常转为电池供电或市电恢复正常后将负载切换到市电时的切换时间是10mS。而10mS的断电时间属于计算机正常工作情况，即计算机不向市电或UPS摄取能量的时间是10mS。所以，UPS广泛应用于计算机、程控交换机、数据处理系统、医疗诊断仪及精密电子仪等不能中断供电的场所。但因为UPS是只要开机，就连续不间断的工作，因此，寿命相对较短，一般为8年左右。价格却是同容量的EPS的1.5倍。UPS对使用环境要求也很高，只能放在计算机房或空调房间。EPS产品具有以下特点：
1.电网有电时，处于静态，无噪音；有市电时，小于60db。不需排烟、防震处理。而且具有无公害、无火灾隐患的特点。
2.自动切换，可实现无人值守，节能，电网供电与EPS电源供电相互切换时间均为0.1～0.25S。
3.带载能力强，EPS适应于电感性、电容性、及综合性负载的设备，如电梯、水泵、风机、办公自动化设备、应急照明等。4.使用可$$$、主机寿命长达20年以上。
5.适应恶劣环境，可放置于地下室或配电室，甚至建筑竖井里 可以紧$$$应急负荷使用场所就地设置，减少供电线路。
6.对于某些功率较大的用电设施，如：消防水泵、风机，EPS还可直接与电机相连变频启动后，再进入正常运行状态，可省去电机的软启动和控制箱等设置。7.应急备用时间：标准型为60分钟（有延时接口），可长可短。价格比较：
400KW的EPS柜的总价为1，500，000元左右。如果将这些400KW的消防设备采用柴油发电机组作为应急电源，则以美国康明斯柴油发电机为例。需要注意的是，在进行价格比较时，要以负载功率为准。即选用EPS时，其选用的功率与负载功率为1∶1即可，而选用柴油发电机时，其常载功率与负载功率应为1.3 ～1.5 ∶1方可。所以，400KW的负载，用柴油发电机组则需用DFJB KTA－38G2 600KW 规格。该机组价格为1，375，519元。但是当使用柴油发电机组时，除机组本身价格之外，还需油罐（2～5万元）、自启动（3～6万元）、噪音治理费（1～2万元）、通风、排烟、冷却（2～3万元）、机组本身消防措施、水幕灭火或二氧化碳灭火（5～7万元）、基建房屋费用（2～5万元），所以计算使用柴油发电机组费用时除机组购置价格之外，还需外加其他辅助装置费用约15～28万元，现以18万元计算，即选用柴油发电机组总价为1，555，519元。所以，二者价格相差不多。
将各容量EPS与柴油发电机价格做比较将得出如下结论： 当EPS容量小于250KW时，其价格要小于进口柴油发电机组的综合造价。反之，当EPS容量介于250KW和400KW之间时，其价格接近于进口柴油发电机组的综合造价,当大于400KW时EPS造价将高于柴油发电机。
综上，选择EPS型应急电源最为合理。
④变配电所宜设在建筑什么位置？对周围环境有何要求？
根据进线方式，变电所内变压器，开关等部件选择不同，变电所选址也不同。实际选址应参考国家规范。
⑤若选柴油发电机作为备用电源，宜设在建筑什么位置？对周围环境有何要求？
发电机房的位置选择
1.发电机房宜靠近一级负荷或配变电所,可设置在建筑物的首层、地下一层或地下二层。
2.当设置在地下室时，宜至少一面靠外墙的非主入口及背风侧，以便于设备的进出、通风及排烟等。
3.应便于设备运输、吊装和检修。
4.应避开建筑物的主要出入口及主要通道；以免在机组定期维修、保养时，影响人员进出。
5.不应设置在厕所、浴室等潮湿场所的下方或相邻，以免渗水影响机组运行
参考文献：
雍静 《供配电系统》
韩贵文 《高层建筑电气负荷计算分析》 龙莉莉 《建筑供配电课程讲义》
筑龙网 《高层建筑变电所低压母线主结线分析》 百度文库《EPS与柴油发电机比较研究》
《应急电源柴油发电机》
浅谈供配电设计的节能 篇3
【关键词】供配电；节能；设计
一、准确测算用电负荷
据有关统计资料，电网的损耗约占发电功率的5.11%，而其中变压器的损耗占全部损耗的27%，因此，尽量降低变压器损耗对降低网损具有举足轻重的意义。在整个电网所装接的变压器中，尤以广大用户所安装的配电变压器台数多且总容量大，因此，配电变压器的节能就自然是用户及设计者首先应注意的课题。要降低变压器损耗，必须合理确定变压器容量。而要合理确定变压器容量，首先就要准确测算用电负荷。设计者当前普遍感到的困惑，是一些计算系数（如用电设备的需要系数）已不能准确地反映负荷的实际情况。许多计算系数还是沿用几年前的数据，与当前我国企业实际反映出来的负荷情况有较大差距。特别是许多新兴工业部门和新型用电设备，极需要有关部门组织力量，通过调查研究制定出符合我国国情的各类用电设备实际需要的比较合理的计算值，以满足设计部门的需要。
二、关于配电变压器负荷率的确定
关于配电变压器经济负荷率的确定，已有不少文章从不同的角度进行了探讨。从目前来看，比较一致的看法是：按变压器的功率损耗（包括有功和无功功率损耗）最小，即效率最高的原则来确定的变压器容量，负荷率偏低，且没有反映出负荷变动情况（难以保证在不同大小的负荷情况下变压器效率都最高），对用户来讲，这并不是最经济的选择，因而在实际上不被用户和设计部门所接受。而按变压器年电能损耗最低和年运行费用最低，并综合考虑变压器装设的初投资来确定的变压器安装容量才是经济合理的。如何才能将配电变压器容量选择上的经济性和节能性统一起来呢？笔者认为，将基本电费按用户的实际最高需要功率（千瓦）来计征，已投产的用户大力推广安装最高需量表，对新设计的用户可先按计算容量预收，俟投产后按实际最高需量核定并结算。这样使用户交纳的上述费用真正与实际用电量挂钩，而不是与变压器的装设容量挂钩，将有利于配电变压器的节能选择及运行，从而有利于整个配电网能耗的降低。
三、选择低损耗的节能型变压器
由于配电变压器特别是10千伏级配变遍布广大企业及农村，其装设总容量为整个电网发电容量的数倍，因此在供配电设计中处理合理确定配变容量外，还要正确选择变压器型号。1979年全国统一设计的SL7系列配变，与原有的老产品相比，空载损耗降低约40%，负载损耗约15%。1984年全国统一设计的S9系列则是按照IEC标准开发，比SL7系列空载损耗平均降低8%；负载损耗降低约24%；油重降低17%；总重量降低约20%，且采用了新式条形分接开关，大幅度缩小了油箱高度，是目前国内最先进的产品。S6系列产品，其性能与S9相近。另外对于季节性容量变化较大的负荷，比如农用配电变压器，可采用双容量变压器，当负荷轻时可切换到较小的输出容量上运行，从而可降低空载损耗，节约电能。
四、合理确定无功补偿点，降低配电网损耗
目前我们在供配电设计中，大多数情况下均采用在配变低压侧集中装设并联电容器进行无功补偿的方式。这种补偿方式，虽能提高配变低压侧及高压侧的功率因数，但补偿范围伸不到低压配电网，使低压配电系统线路损耗得不到降低；而长距离、大容量的低压配电，其线路损耗是不容忽视的，因此设计者宜在配电网的设计中，对长期运行运行、容量较大且用电设备集中的负荷点进行就地补偿，如工厂内的各种泵站、动力站房及负荷集中的车将或班组宜就地设置补偿电容器装置。但是，对于暂载率较低的电焊机，或频繁、快速起停，正反运行的电动机等则不宜就地补偿。
五、合理确定配电电压以节约电能
提高配电网电压，可使网络电流减小、损耗降低，因此在供配电设计中，应尽量选择可能的较高的配电电压。工厂的高压配电电压，目前大多采用10千伏。但是随着35千伏成套户内开关柜和35千伏全塑电缆以及高分断低压配电开关等电气设备的广泛使用，将使采用35千伏作为工厂内部配电电压与使用10千伏作为配电电压一样方便；特别是对于用电负荷在2000～20000千伏安的企业，在当地电网供电条件许可的情况下，宜采用35千伏作为企业内部配电电压。这样可以减少电网配电级数，大大降低线损及配变总损耗。至于低压配电电压，大多采用380/220伏，如果将其升为660/380伏，则除能减小导线截面、扩大供电范围外，因相同输送功率的电流下降42.3%，线路及电气设备的损耗亦将大幅度下降。当然，低压配电电压要升压运行，要引起配电设备、电线电缆以及用电设备额定电压的升高。用电设备电动机采取一些措施如选380伏△接法的六个抽头的电动机可以很方便地改接为Y接法，将额定电压提高到660伏。
医院供配电系统的设计分析 篇4
关键词：医院,供配电系统,电源,变压器
0 引言
民用建筑供配电系统设计的目的,就是满足各种用电设备在正常、事故状况下的不同用电需求,确保供电的安全性、可靠性。供配电设计作为民用建筑电气的主要部分,是根据建筑工程特点、用电负荷及其他电力系统条件,分类统计用电负荷计算出总用电负荷,并合理确定变压器安装容量。
1 工程概况
该项目是一所综合性二级医院的门诊医技楼,总建筑面积:46 903.9 m2,地上4层,地下1层,其中地上36 725.9 m2,地下10 178 m2。建筑消防高度:17.4 m。
平面功能:地下1层:车库、设备用房、中心供应室;首层:挂号、收费、门诊大厅、药房、医生办公室、儿科门急诊、急诊急救门诊、门急诊输配液中心、健康体检中心、影像中心、咖啡厅;2层:医疗街、医生办公室、普通门诊、功能检查中心、检验中心;3层:医疗街、医生办公室、普通门诊、妇产科门诊、产房、病理中心、预留生物分子实验室、配血中心;4层:医疗街、医生办公室、普通门诊、手术中心、ICU中心、血液透析中心。
2 供配电系统
2.1 负荷等级
负荷等级的划分都是根据中断供电将造成人身安全、经济损失或社会影响的大小来划分的,根据JGJ 312—2013医疗建筑电气设计规范第4.2.1条规定,本工程负荷等级划分如下:
一级负荷中特别重要负荷:急诊抢救室、产房、早产儿室、血液透析室、手术室、术前准备室、术后复苏室、心血管造影检查室等涉及患者生命安全的设备及照明用电;大型生化仪器通风系统。
一级负荷:急诊抢救室、产房、早产儿室、血液透析室、手术室、术前准备室、术后复苏室、心血管造影检查室等场所中除一级负荷中特别重要负荷的其他用电设备;急诊室、影像科、放射治疗科、核医学科等场所的设备及照明用电;血库、高压氧舱、病理科、检验科的诊疗设备及照明用电;消防控制室、消防用电设备以及应急照明。
二级负荷:影像科诊断用电设备、中心消毒供应室、空气净化机组;客梯、网络机房等用电负荷。
三级负荷:一、二级负荷以外的其他负荷。
2.2 各级负荷容量
一级负荷中特别重要的负荷:549 k W;一级负荷:1 730 k W;二级负荷:508 k W;三级负荷:1 224 k W。
2.3 供电电源
一级负荷中特别重要的负荷采用双市电+应急自备柴油发电机+不间断电源供电;一级负荷采用双市电+自备柴油发电机供电;二级负荷采用双市电供电;三级负荷采用单市电供电。
1)市电。本工程从不同的35 k V变电站引来两路独立的10 k V电源,同时工作,互为备用,一路电源发生故障,另一路电源不应中断供电。且每路电源均能承担本工程二级以上全部负荷。
2)自备应急电源。本工程地下1层设一台柴油发电机组,功率为1 000 k W,作为自备应急电源。该医院为二级医院,要求柴油发电机组的供电时间大于12 h,本工程地下1层设有储油间,储油间满足发电机8 h用油量。
应急电源与正常电源之间,采取防止并列运行的措施,应急电源电动机的启动命令必须由正常电源主开关的辅助接点发出,馈电线路连接后,两端的相序必须与原供电系统的相序一致。
3)在线式不间断电源装置(UPS)不间断电源。本工程在手术室、术前准备室、术后复苏室、麻醉室、ICU室、急诊抢救室、产科手术室、早产儿室、血液透析室、血管造影检查室、检验室、病理实验室等场所设在线式UPS不间断电源,保证用电设备供电连续性。手术室、检验室、病理实验室、血液透析室、ICU室集中设电源;急诊抢救室、产科手术室、血管造影检查室按工作区设独立电源,不间断电源供电时间不少于30 min。
2.4 供电方式
1)高、低压供电系统结线型式及运行方式。10 k V高压供电系统采用单母线分段运行方式,中间设联络开关,平时两路电源分列运行,互为备用,当一路电源发生故障时,通过手/自动操作联络开关,由另一路电源负担二级以上全部负荷,高压主进开关与联络开关之间设电气联锁,任何情况下只能有两个开关处在闭合状态。
低压为单母线分段运行,要求两段母线分别引自两路独立10 k V出线所带变压器的低压出线,低压母线设置母联开关。平时两段母线分列运行,互为备用,联络开关设自投不自复/手动转换开关。一段母线失电,另一段母线应自动断开非保证负荷自投,以保证变压器可正常运行。低压主进开关与联络开关之间设电气联锁,任何情况下只能有两个开关处在闭合状态。
2)低压配电系统供电方式。采用放射式与树干式相结合的供电方式,放射科、核医学科、功能检查室、检验科等科室诊疗设备的供电电源从配变电所放射式供电至设备主机房,对于单台容量较大的重要负荷采用放射式供电;对于照明及一般负荷采用放射式与树干式相结合的供电方式。
一级负荷:采用双电源供电并在末端互投。二级负荷:采用双电源供电,在适当位置互投。三级负荷:采用单电源供电。
应急母线与主母线之间设有应急联络开关,当市电两段母线均失电后,操作应急联络段开关,启动柴油发电机组,保证重要负荷用电。消防用电与平时用电不同时工作,当正常市电断电且无消防要求时,应急电源供电给非消防用电(生活泵、排污泵、客梯及重要的医用设备);而市电停电又有消防要求时,在消防信号作用下,应自动切断非消防用电(急诊室、手术室、ICU监护室等重要场所根据要求切断),保证消防设备供电要求。
3 变配电室
本工程地下1层设一座变配电室。变压器选型计算如下:
1)设备安装容量为:Pe=3 295 k W(不含消防设备)。其中照明1 296 k W,普通电力666 k W,医用设备1 667 k VA。负荷计算见表1~表3。
2)选用10/0.4k V-SCB11-1 000 k VA两台,供楼内照明及普通电力供电,变压器负载率为80%~84%。10/0.4 k V-SCB11-1 250 k VA两台,供楼内重要医疗设备供电,变压器负载率为80%。变压器选用带外壳干式节能变压器,接线为D,Yn11。Uk=6%。
4 结语
医院建筑供电要求高,供电负荷比较复杂,需要电气设计人员不断学习、更新知识,在设计中应充分了解各医疗场所和医疗设备的工艺要求和工艺流程,优化供配电方案,合理选择变压器容量,为医院提供安全、可靠的供电,以更好的适应时代的发展。
参考文献
[1]JGJ 16—2008,民用建筑电气设计规范[S].
[2]GB 50052—2009,供配电系统设计规范[S].
[3]GB 50054—2011,低压配电设计规范[S].
[4]GB 51039—2014,综合医院建筑设计规范[S].
超高层医院建筑供配电设计探讨 篇5
一、供电系统设计
超高层医院建筑高度一般在100m以上, 其供电系统安全性和经济性尤为重要, 需根据工程的规模及特点、安装负荷的性质、用电量及经济条件, 考虑其需求。
供电电源的原则为:减少配电级数、简化接线、减少电压损失、提高电能质量和经济合理。
通常按医院性质和超高层建筑特点, 城市电网需提供10k V两路电源或者20k V电源+柴油发电机作为供电电源。
低压配电线路的供电半径一般控制在150m以内, 因此超过此范围高度的建筑, 通常应在避难层设置变电所。柴油发电机分为两个配置, 一个供给低区作为一路备用电源, 一个供给高区作为另一路备用电源。
后备电源选用快速自启动发电机组, 供电时间15s~30s。UPS不间断电源, 满足医疗设备的供电时间要求;EPS应急电源, 供应急照明系统。
两路市电与柴油发电机切换方案原则是:第一, 考虑变压器运输问题, 装于避难层的变压器容量建议不大于800k VA;第二, 供给高区的电源可适当调高柴油发电机出口电压, 缓解输电距离长对电压的损失。
二、线缆的选择和敷设
配电线缆选择和敷设主要考虑以下问题:
首先, 消防线缆的选择应符合《建筑设计防火规范》GB50016-2014第10章的要求, 消火栓泵、消防电梯、喷淋泵、加压风机、排烟风机、加压泵和消防控制室等的干线应采用矿物绝缘电缆, 且须采用梯架敷设, 不建议采用槽盒式桥架 (降低载流量, 一味追求外观整齐) 。
其次, 消防配电线缆穿越相邻防火区, 应采取有建筑构件耐火极限的不燃烧材料进行填充和封堵。
消防回路与非消防回路应分开供电, 避免切非时对消防负荷的影响;低压柜消防负荷与非消防负荷低压柜应分开设置, 便于管理。
三、结束语
综上所述, 经过对超高层医院建筑的供电方案比较, 笔者认为150m左右的建筑避难层不需要设置分变电所, 小于250m的建筑可选择方案一, 超过250m的建筑建议选用方案二, 以满足超高层建筑对供电安全、可靠性、前瞻性的要求。
摘要：文章介绍了超高层医院建筑的特点, 探讨了高区变配电站的系统设计要点、设备运输和降噪问题以及配电线缆选择和敷设等问题, 提出了两种不同的设计方案, 以供同行参考。
关键词：超高层医院建筑,变配电系统,设计
参考文献
[1]刘建.医院建设项目供配电系统设计方案探讨[J].中国医院建筑与装备, 2015 (11) .
[2]住房城乡建设部.GB50016-2014建筑设计防火规范[S].北京:中国计划出版社, 2015.
[3]中华人民共和国建设部.JGJ16-2008民用建筑电气设计规范[S].北京:中国建筑工业出版社, 2008.
医院供配电 篇6
1 负荷等级
1.1 负荷分级原则
电力负荷主要依据供电的可靠性和供电中断对医院造成的影响划分, 因此, 可将负荷分为一级负荷、二级负荷和三级负荷。一级负荷是指中断供电后可能发生伤亡的相关部门和用电科室的消防用电;从医疗功能的角度看, 将医院的供电系统划分为二级负荷;按照医院的实际状况, 将辅助功能和不重要的用电划分为三级负荷。表1为某市级医院供电系统的负荷分级。
1.2 应用负荷分级
该市级医院属于大型综合性三级甲等医院, 有2 000多张病床, 在岗职员3 000人。在医院中, 单独的低压配电室8个, 高压配电室3个, 由3路高压10 k V专线送入医院中。同时, 还有2500/10型的三相干式电力变压器2台, 1252/10型的电力变压器4台, 1250/10型的三相油浸式的变压器2台。医院属于一级的供电单位, 门诊和住院大楼的楼层较高, 且建筑分散。根据国家供配电的相关要求, 该院在选择供配电方案时, 不仅要保证一、二级负荷能安全供电, 还要确保三级负荷供电平稳。因此, 应依照用电情况和供电重要程度选择合理方式划分负荷, 并选取符合实际的供电方式确保分级供电更加严谨。
2 供电系统
2.1 医院中常见的供电系统
医院中的供电系统应遵从国内供电的规范要求, 同时, 参照IEC的相关标准设计。按照医院的规模, 可分为以下4种供电方式: (1) 运用两路10 k V的独立市电电源, 采取电缆专线供电, 设立变电所, 使用柴油发电机, 并在重要设备末端运用UPS供电。这种系统适用于特级和三甲级医院。 (2) 运用两路10 k V的独立市电电源, 采取电缆专线供电, 在重要设备末端运用UPS供电。这种系统适用于三甲级医院。 (3) 运用两路10 k V线路供电, 或一路采取10 k V专线供电, 另一路采取低压供电。这种系统适用于二甲级医院。 (4) 运用一路10 k V线路供电, 重要设备末端选择UPS供电。这种系统仅适用于一级医院。
2.2 某市级医院的供电系统
大型医院的电力系统一般可分为基本电力系统和普通电力系统。其中, 基本电力系统包括设备电力和应急电力两个比较独立的系统, 这二者要在普通电源中断供电后提供必要的动力电源和照明, 以保证手术有序开展。因此, 应按照建筑特点、供电条件和负荷性质选择配电方式, 并将门诊、手术室和病房都划分成不一样的区域, 从而开展一级负荷、二级负荷和三级负荷式的配电。值得注意的是, 要保证医院电梯的正常运行, 因为电梯可为医护人员和病人提供垂直通道。因此, 在实际中应将其划入一级负荷的范围内。
2.3 确保供配电系统有效运行的方法
2.3.1 独立电源供电
将一级负荷划分为两个单独的电源和备用电源供电。其中, 一路为普通电源, 即常用电源, 为医院所有的电力系统提供电力, 当此路电源故障后, 另一路电源不会遭到破坏, 且会自动运行;当两路电源在正常供电情况下均故障时, 可由备用电源供电。常用电源一般来自于市政中的公用电网, 其备用电源由1台或多台发电机构成, 可满足基本的电力需求。此外, 还应安装UPS不间断电源装置, 以保证计算机和电梯等的临时用电。
2.3.2 采用不同种类的配电方式共同供电
目前, 在综合性医院中, 其供电布局一般有分散式、集中式和半集中式。通常情况下, 半集中式为常用的供电方式。双电源单运行的供配电方式是指一个供电电源正常运作, 另一个备用, 正常运行的电源发生故障后立即投入备用电源;双电源双运行的供电方式是指将两个供电电源均投入运行, 当其中一个发生故障后, 母线的联络断路器会自动进入;采取多台变压器分层、分区的供电方式后, 当一台变压器停电时, 其他正常运行的变压器不会受到影响, 但配变容量会降低、供电半径会缩短。本文所述的方法即利用多台变压器分层、分区供电的方式供电, 得到了较好的效果。
3 结束语
综上所述, 医院中的供配电安全是医疗活动正常运作的根本保障。因此, 要使供配电系统的设计更加科学、合理, 确保供配电系统的安全、平稳运行。同时, 还要不断完善大型综合性医院的供配电系统, 使其适应因医院快速发展而对供配电方式提出的更高的要求。
参考文献
[1]刘元明, 刘欢.我院供配电系统运行技术管理[J].中国医疗设备, 2013 (01) .
医院供配电 篇7
随着我国经济基础的不断攀升, 广大群众对优质的医疗服务资源的需求也在日益扩大, 快速增长的需求使得各直辖市内相对集中的优质医疗资源日益捉襟见肘。目前各地都开始建设能服务本地的优质医疗资源, 大型的综合类医院建设也在不断加快步伐。
瑞金医院无锡分院 (又名:无锡新瑞医院) 一期工程地处无锡新区, 是一家综合类三甲医院, 一期工程包含600床病房楼, 服务一、二期工程的门急诊医技楼、感染楼、行政宿舍楼, 项目总建筑面积155 602m2, 其中地上建筑面积为96 549m2, 地下建筑面积为59 053m2。未建的二期工程主要定位于1 000床病房楼及其附属设施。项目作为上海著名的瑞金医院向外医疗服务的输出及延伸, 定位为现代化的综合类医院。
1 医疗建筑的特殊性
医疗建筑与其他建筑类型相比有着非常明显的特殊性, 属于服务于功能的建筑类型。随着医疗设备的不断更新, 治疗手段的创新, 围绕着相应设备和功能, 对于传统的建筑机电设计无疑是一种新的挑战。医疗建筑的特殊性在供配电系统中主要体现在供电负荷的性质比较特殊。
1) 医疗建筑的供电负荷等级相对比较高。如急诊、手术、重症监护、大型医疗设备等对供电连续性的要求都非常高, 主要是考虑到病人的人身安全和设备本身正常运行的要求;对感染病区的通风、净化设备的供电连续性要求也非常高, 主要是考虑到病人间、病人与医护人员间、病人与院外健康人群间的交叉感染风险;医院的电子信息系统对于供电连续性的要求也很高, 主要体现在现代化医院对电子信息系统的依赖程度不断提高, 现代化医院的电子病历、数字化医学影像、数字化检验检测、病人社保等都需要电子信息系统作为支撑。
2) 医疗设备的用电特性比较特殊。比如大型医疗设备的瞬时启动电流都比较大, 但是平稳运行电流却比较小;先进的大型医疗设备的电子化程度高, 对于电网谐波干扰较为敏感, 而其本身又是一个比较大的谐波源;大型医疗设备的冷却系统独立于设备本身, 但是对于医疗设备的正常工作又不可或缺。
3) 医疗建筑的功能呈现不确定因素。科室功能会转变, 科室使用的医疗设备也在转变, 这种转变对于供配电系统在使用过程中的灵活性、扩展性都提出了新的要求。
4) 医疗建筑的功能种类相对较多。医疗建筑主要服务于病人, 对于病人、医生的食、住、行都承担了相当重要的角色。通常在医疗建筑项目中, 除了直接诊疗使用的空间外还包含了病房、被服洗涤消毒、行政办公、医生宿舍、食堂及厨房、车库及各类机房等。针对这些不同的功能需求, 供配电系统也相较其他类型建筑的系统要复杂许多。
2 项目的主干供配电系统设计
2.1 变配电系统设计
项目总用电装机负荷为15 211k W, 根据项目性质和国家电网的相关规定, 采用两路35k V专线供电, 配置两台8 000k VA、35k V/10k V主变压器, 采用户外独立变电站的形式建设。项目地处江苏省, 电费按实收取, 没有最低用电限额。考虑到项目的重要性、高可靠性要求以及供电费为一次性投入并且占项目总投资比例非常小, 申请用电采用主供16 000k VA、备供16 000k VA, 两路电源同时供电, 在一路电源发生故障或电网检修时, 另一路电源可以承担项目所有用电负荷。35k V设置手动联络开关, 方便有计划停电时可以手动投切到正常电源上。项目主要用电负荷分别集中在门急诊医技楼、病房楼、冷热源中心, 依据变配电系统深入负荷中心的原则, 在上述三处中心部位的地下一层分别设置一座10k V/0.4k V变电站:1号副变电站 (门急诊医技楼) , 2号副变电站 (病房楼) , 3号副变电站 (冷热源中心) 。感染楼和行政宿舍楼分别从就近的变电站以低压形式供电。冷热源中心有三台500k W以上的冷冻机, 其中两台采用10k V供电, 剩余一台采用380V供电变频控制。中压变配电一次原理图见图1。
2.2 备用电源系统设计
在项目的1号副变电站旁设置柴油发电机房, 内设2台2 000k VA柴油发电机。在两路市电全部断电时能承担起医院的所有特别重要负荷及部分一级负荷。柴油发电机采用并机供电, 当市电断电时, 两台柴油发电机同时启动, 在15s内向特别重要负荷供电。当负荷低于两台柴油发电机供电能力总和的40%时, 延时停机其中一台发电机;当负荷回升到单台发电机输出能力的85%时, 预启动另一台柴油发电机;市电恢复时发电机组延时切除并停机。柴油发电机储油采用室外直埋储油罐, 其储油量能满足柴油发电机组连续工作24h的要求。
项目针对信息系统、ICU、抢救室、手术部等要求自动恢复供电时间小于0.5s的场所设置UPS不间断电源, 考虑到电池运行衰减及可靠性, 电池容量确定为保证UPS持续供电时间大于30min。结合柴油发电机电源即可保证上述场所在市电故障时能较长时间地稳定运行。
2.3 配电系统设计
2.3.1 配电分区的合理布局
传统设计中配电分区往往是随防火分区划分的, 但是作为多层的门急诊医技楼来说, 单个防火分区的面积比较大, 无论是考虑低压供电线路的长度和供电半径, 还是建筑本身的功能需求, 一个防火分区设置一个配电间明显缺乏合理性。而且本项目中不同层的防火分区划分有较大的不同, 按照防火分区设置竖向配电系统, 会出现在某些楼层的单个防火分区内有两个配电间, 而有些防火分区却没有配电间的问题。针对这样的问题, 重新构思竖向配电系统的布局, 发现每层的建筑空间布局是针对医疗科室和功能进行划分的, 并且各层之间的功能分区在垂直方向上是对应的, 所以将竖向配电系统根据医疗功能分区分成了6个配电系统, 这样既能满足规范中对配电系统的要求, 也使得竖向配电系统更加合理。
配电干线示意图见图2。
2.3.2 配电形式的合理配置
配电形式主要取决于用电设备的位置、容量和使用性质。本项目针对负荷等级相同、竖向又能够对应的负荷采用了树干式配电;针对特级负荷及与其紧密相关的一级负荷采用由变电所专用回路放射式配电;针对有特殊需求的医疗设备, 例如MRI设备的主机和冷却设备, 各自采用专线分开供电。通常消防设备都采用双电源供电, 末端配电箱设置电源自动切换装置;对于非消防负荷通常没有强制要求。但是本项目考虑到医疗设备及一些涉及人身安全的场所其重要性比较高, 而且考虑尽量缩小末端用电事故的影响范围, 所以针对所有的一、二级负荷均采用了末端电源切换的形式。
2.3.3 配电设备的合理选型
作为配电系统的硬件保证, 合理的配电设备选型应兼顾设备的可靠性、系统的扩展性及维护的便捷性等诸多方面。针对医院的性质, 项目中所有的非消防配电电缆、电线均采用了最高阻燃级别的低烟无卤电缆、电线, 竖向系统中对于各层负荷相近的配电干线采用了预分支电缆, 负荷级别相同但是容量变化较大的采用了中小电流插接母线, 消防设备的配电干线采用了柔性矿物绝缘电缆。这里要特别说明:采用插接母线主要考虑到系统的扩展性比较强, 医院科室用电可能会随着医疗技术的升级有所变化, 而且有些楼层配电设备可能安装在配电竖井外, 使用插接母线既可以方便增加配出电源, 而且可以避免超过3m的配电支线需要在分支线上增设保护电器的问题。
3 配电系统的优化
3.1 配电系统中的谐波防治
电力系统中的谐波问题日益被人们所重视, 随着用电设备的不断更新, 特别是变频类用电设备的增多, 致使谐波含量也在不断攀升, 谐波不仅降低了电网的品质, 给电力系统增加了不必要的负担, 同时也会影响到一些设备的正常稳定运行。谐波问题在医疗建筑中的影响可能相比其他类型的建筑要更加严重。通常的解决方式主要是在变配电系统中变电所出线侧增设谐波治理设备, 集中消除电网谐波, 但是笔者认为医疗建筑采用这样的方式欠缺合理性。在本项目中和谐波相关的部分被分成两类:一类是产生谐波的谐波源, 一类是易受谐波影响的用电设备。通常产生谐波的设备其谐波主要的含量是低次谐波, 比如大型变频设备、大型医疗设备、UPS备用电源等, 针对这类设备就地设置有源滤波装置, 在谐波源头就将含量较高的低次谐波消除掉, 避免低次谐波污染到配电系统。在一些容易受到谐波干扰的系统处设置针对高次谐波治理的谐波保护器, 防止电网中的高次谐波对系统产生干扰。对于一些先进的大型医疗设备, 其主机产生较多谐波, 但其控制系统又对高次谐波比较敏感, 可在其主机的配电系统中设置有源滤波, 在其控制系统的配电系统中设置无源的谐波保护器。
3.2 配电系统中的节能
本项目针对节能采取了一些切实有效的方式, 比如变配电系统的布局、变电设备采用非晶合金变压器、设置电能管理系统、电力系统无功补偿、谐波防治等技术措施。这些惯常的电气节能措施都一一得到落实。除此之外, 在本项目中还使用了一套分布式能源系统, 系统采用了天然气内燃机发电系统, 发出的电能主要供给病房楼变电所, 系统发电容量为400k W, 同时发电机系统的可利用排热量也在400k W左右, 这部分热量用于医院的热水系统。系统通过功率控制输出装置, 直接接至变配电系统中, 根据供电部门的要求, 在病房楼变配电系统的进线侧设置防止功率逆送的装置。在用电量小于分布式能源系统的供给值时, 切断分布式能源系统, 防止电能逆送至电网。小型分布式能源系统对于医院、宾馆等类型的用能单位来说是一个比较合适的选择。这类建筑一年四季都有用热需求, 同时夜间也有一定量的用电负荷, 这样就可以保证分布式能源系统能24h不间断工作, 其释放的余热又能得到有效利用。在本项目中, 考虑到安全因素, 并未将分布式能源系统的供应能力计算在项目的用能需求内, 即便如此, 系统的应用仍然可以为项目节省一定的用能开支。分布式能源电气接入原理图见图3。
4 结束语
城市供配电设施规划 篇8
市区变电所的设计应尽量节约用地面积, 采用占地较少的户外型或半户外型布置。中心区的变电所应考虑采用占地空间较小的全户内型, 并考虑与其他建筑物混合建设;必要时也可考虑建设地下变电所。
市区变电所的建筑物设计应考虑与环境布局相协调, 立面美观, 并适当提高建筑标准。如表1所示。
2 配电所
市区配电所及开闭所应配合城市改造和新区规划同时建设, 作为市政建设的配套工程。
市区配电所一般为户内型, 单台变压器容量不宜超过630k VA, 一般为两台, 进线两回。
315kVA及以下的变压器宜采用变压器台, 户外安装。在主要街道, 路间绿地及建筑物中, 有条件时, 可采用电缆进出线的箱式配电所。
3 城市供电网络与线路规划
3.1 城市供电网络。
电压等级对城网的标称电压, 应符合国家电压标准。电力线路电压等级有:500kV、330kV、220kV、110kV、66kV、35kV、10kV、380V/220V等八类。通常城市一次送电电压为500kV、330kV、220kV, 二次送电电压为110kV、66kV、35kV, 高压配电电压为10k V, 低电压配电电压为380/220V。
城网的典型结线方式有:放射式、多回线式、环式、格网式和联络线。城网分为送电网和配电网。城市送电网中一次送电网是系统电力网组成部分, 又是城网的电源, 应有充足的吞吐容量, 一般宜采用环式 (单环、双环或联络线等) 。二次送电网应能接受电源点的全部容量, 并能满足供应二次变电所的全部负荷, 共电网结构应与当地城建部门协商, 布置新变电所的地埋位置和进出。
线路走廊, 并纳入城市总体规划中预留相应位置。城市配电网又分高压配电网和低压配电网。高压配电网架应与二次送电网密切配合。且比后者有更大的适应性, 一般采用放射式、环式或多回线式。低压配电网一般采用放射式、环式或格网式。配电网应不断加强网络结构, 尽量提高供电可靠性。
3.2 城市供电线路规划。
3.2.1 高压线路规划原则。
确定高压线路走向, 必须从整体出发, 综合安排, 既要节省线路投资, 保障居民和建筑物、构筑物的安全, 又要和城市规划布局协调, 与其他建设不发生冲突和干扰。一般采用高压线路规划原则为: (1) 高压其线路的应尽量短捷, 减少线路电荷损失, 降低工程造价。 (2) 应保证线路与居民、建筑物、各种工程构筑物之间的安全距离, 按照国家规定的规范, 留出合理的高压走廊地带。尤其接近电台、飞机场的线路, 更应严格按照规定, 以免发生通信干扰、飞机擅线等事故。 (3) 高压线路不宜穿过城市的中心地区和人口密集的地区。并考虑到城市的远景发展, 避免线路占用工业备用地或居住备用地。 (4) 高压线路穿过城市时, 须考虑对其他管线工程的影响, 尤其是对通信线路的干扰, 并应尽量减少与河流、铁路、公路以及其他管线工程的交叉。 (5) 高压线路必须经过有建筑物的地区时, 应尽可能选择不拆迁或少拆迁房屋的路线, 并尽量少拆迁建筑质量较好的房屋, 减少拆迁费用。 (6) 高压线路应尽量避免在有高大乔木成群的树林地带通过, 保证线路安全, 减少砍伐树木, 保护绿化植被和生态环境。 (7) 高压走廊不应设在易被洪水淹没的地方, 或地质构造不稳定 (活动断层、滑坡等) 的地方。在河边敷设线路时, 应考虑河水冲刷的影响。 (8) 高压线路尽量远离空气污浊的地方, 以免影响线路的绝缘, 发生短路事故, 更应避免接近有爆炸危险的建筑物、仓库区。 (9) 尽量减少高压线路转弯次数, 适合线路的经济档距 (即电杆之间的距离) , 使线路比较经济。
在城市供电规划中, 上述原则不能都同时满足时, 应综合考虑各方因素, 作多方案的技术经济比较, 选择最合理的方案。
3.2.2 高压走廊宽度确定。
(1) 单条高压走廊。
L=2L安+2L偏+L导
式中, L安—水平安全距离;L偏—最大风偏;L导—导线宽度。
(2) 在实践中人们主要采取看绝缘子片数的办法来判断高、低压等级 (见表2) 。
(3) 各级高压走廊宽度 (见表3) 。
3.2.3 城市送配电线路敷设。
浅谈供配电节能设计 篇9
“保护环境, 节约能源, 实现低碳”是我国在新世纪长期实行的战略与方针。电力能源是目前最重要以及紧缺的能源之一, 随着社会不断进步, 生活与工业用电消耗日益增加, 呈现出供不应求的状况。所以, 在社会生产活动中应注重节约、珍惜能源。笔者就供配电节能设计中出现的问题进行阐述, 仅供同仁参考。
1电力系统供配电整体规划的节能措施
在进行电力系统配电整体规划设计过程中, 应首先计算电网分布、供电距离、负荷容量与设备特点等因素, 电力系统要操作方便、可靠。系统的变配电所布置在电网的负荷中心周围, 能够减少配电网络的半径, 降低线路的电流损耗。选择合适变压器的台数与容量, 来满足季节性变化的负荷要求, 从而实现运行经济化, 降低运行荷载产生的不必要的电流损耗。
1.1 确定合理的电网供配电压等级
通常情况下, 整个电网线路容量、距离与电压成正比。在电压一定的情况下, 输送电流的距离与容量成反比。因此, 应按照实际的用电设备、供电距离、负荷容量实际情况, 对供配电的电压等级进行合理设计。电力系统的控制室应设置在电网负荷中心附近, 以减少供电半径, 降低线路电流损失。在电压供电范围内, 增强供电电压能够实现供配节能, 但是提高了电力系统的投资成本, 因此, 应根据实际情况制定科学、合理、经济的方案。
1.2 确定合理的线路
选择较大电缆导线的截面, 尽管可以达到节能效果, 然而提高了投资成本;选择较小的截面会降低运行的可靠性、加大安全危害、缩短使用寿命, 造成经济损失。因此, 设计线路时应以降低线路的损耗为原则。
在电网中, 电流通过配电线路会产生电流功率的损耗, 其中电阻R一定时, 通过电阻的电流与线路的长度呈正比, 增加了电网的电能损耗。在实际电力工程中, 确保配电的线路电流稳定, 减少损耗, 通过降低电阻方式来实现。根据电阻公式, 降低其电阻值, 应选择电阻率较小的材料, 如铜芯、铝芯线等。缩短导线的长度, 其电力系统的线路尽量走直。在电力系统的低压配电中, 尽量少走弯路、回头路。对于线路较长的电力系统, 要以满足与保护电压降为基础, 来确保热稳定、载流量。在设计线截面的过程中加大线截面, 尽管能够增加电网的成本费用的投入, 但是节约电力能耗与运行费大大超过前期的投入。
2供配电的设计措施
2.1 选择合理的变压器
电力系统的变压器是通过转换电压来进行电力传输, 因此变压器在电力系统中被广泛应用, 尤其是10 kV变压器在电力配电系统的覆盖率达到近100%。目前我国运行电网的10 kV变压器具有近百亿kVA。因为变压器具有运行时间长、使用量大等特点, 在使用与选择上变压器均存在较大的节能潜力, 尤其是面广量大的10 kV变压器。因此选择节能高效的产品, 不仅能够有效节约能源, 还能够大幅度降低变压器的生产成本, 这也是企业提高经济效益的关键途径。所以, 在选择合理的变压器过程中, 应优先选择节能低损耗的变压器, 如SIO、SI与SII等系列。对于地下、高层、化工等建筑单位和有较高消防标准的场所, 应优先采用干式节能低损耗电力变压器。为了确保电网电压稳定, 提高电能质量, 应尽量选择节能电力变压器。
2.2 选择合适的电动机
降低电动机的电量损耗, 关键措施是增强电机的功率因数与工作效率。在工业生产过程中, 异步电动机是电力系统中最常用的电动机, 在系统运行过程中, 异步电动机的工作效率与因数是主要的经济评价指标, 并且二者联系密切。异步电动机在完善功率因数的同时提高了电动机功率。除此以外, 在整个电力系统中异步电动机自身的无功功率约占其中的65%。如果异步电动机出现空载或者轻载的情况, 系统会降低功率因数, 电机空载时其功率因数接近于0.2;在电机功率满载的情况下, 其功率的因数提高到0.9。因此, 在设计过程中选择合理的异步电机的容量, 在容量固定的前提下, 应尽量满载运行。通常情况下, 进行异步电机的功率因数与额定功率计算时, 系统的负荷系数取值0.75～1, 而电机输出的额定功率应取负荷功率的1.1倍。在实际电力系统中, 电机通常配套专业设备, 并由有关部门统一配发。因此, 供配电的节能设计在系统运行的过程中进行, 一方面通过接地补偿电容器来要降低电量损耗;另一方面, 设置调速变频设备来控制电机运转速度, 通过调节转速适应系统的负载变化, 来增加电机轻载时的工作效率, 实现减少电动机的运行空载和轻载, 达到电能节约的目的。
2.3 选择合适的低压电器
在电力工程中, 低压电器是系统中使用较多的基础元件, 就低压电器单体来分析, 其电能的消耗很低, 总体的消耗量较大, 因此在电力系统供配电设计中应选择可靠、有效、成熟的低压节能的电器。
2.4 改善电力系统功率因数
提高电力系统的功率因数, 能够降低电网功率的损耗, 实现电力节能。在电力系统中, 部分用电设备如变压器、灯具、电动机具有一定的电感性, 从而出现了滞后电流。滞后电流通过系统的高变压线路输送到用电设备终端, 整个传输过程中增加了系统线路电量损耗, 然而通过以下途径是能够降低避免电量损耗的。
1) 降低用电无功设备的损耗。
在电力系统配供电节能设计中, 优先选择较高功率因数的用电设备, 如果用电设备存在一定的电感性, 应当设置用电补偿电容器。
2) 设置静电电容器, 补偿电能损耗。
在电力系统中设置静电电容器能够出现无功电流, 从而能够补偿用电设备因滞后电流产生的损耗, 最终增加了功率因数。在供配电节能设计过程中可采用集中高压补偿和成组低压补偿、分散低压补偿等方式, 根据实际情况选择合适的补偿方式。
3照明系统的节能设计措施
电力系统的照明节能设计是基于不影响施工照明与满足作业面的视觉要求, 降低照明系统中的光能损耗, 实现光能利用最大化。通常情况下, 照明系统节能设计有以下几种措施。
3.1 增加自然光的照射率
在照明系统设计过程中, 电气专业设计人员要与建筑设计人员多交流, 增加自然光的折射率, 实现自然光利用最大化, 通过室内照明与自然光有机结合, 实现照明电能节约目的。
3.2 选择合适的灯具
我国《照明标准设计规范》对项目的视觉要求、照明功率、照度标准等进行了明确规定。因此, 在灯具安装过程中要严格控制发光功率, 在确保照明质量基础上, 普通房间应尽量采用发光高效荧光灯或紧凑荧光灯;在高大厂房、车间、室外等应采用太阳灯、高压钠灯等放电高效光源。
3.3 完善控制灯具方式
在电力系统中设置灯具节能开关能够有效降低电量损耗。根据灯具自身特点, 设置分区控制或增加适当的照明开关点, 如在客房、病房、卧房的灯具可使用调光控制;在高级客房中使用节电钥匙控制;在室外照明或者公共场所可采用声控、光控、程序等方式来控制:在停留短暂的公共场所如楼梯、走道等可使用自熄节能控制。
4结语
在电力系统中进行供配电节能设计, 能有效节约能源、降低损耗, 推动我国可持续发展, 从而取得较大的社会效益与经济效益, 因此供配电的节能设计引起广大设计人员的高度重视。除了进行节能设计, 还可以通过强化电量管理、合理进行用电调度以及日常生产生活中节约用电等途径来实现用电节能。
参考文献
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