浅谈民用建筑的用电负荷分级及其供电措施

浅谈民用建筑的用电负荷分级及其供电措施 冯志文 陕西省建筑设计研究院有限责任公司710003摘 要依据各种现行的设计规范、标准和技术措施的规定，同时参考一些设计手册，结合笔者的设计经验，对常见的各类民用建筑的各种用电负荷等级作了表格式整理，对各种负荷级别的供电措施提出了一些具体的看法。一则作为笔者对“负荷分级及供电要求”的学习总结，二则以期同行借鉴。关键词 负荷分级 用电单位 用电设备 独立电源 双电源 双回路 消防用电 非消防用电 供电措施 一负荷分级 依据供配电系统设计规范GB 50052-95（以下简称“供规”）第2.0.1条、民用建筑电气设计规范JGJ/T 16-92（以下简称“民规”）第3.1.1条以及全国民用建筑工程设计技术措施电气（以下简称“技措”）第2.2.1条规定，负荷分级的依据是“对供电可靠性的要求及中断供电在政治、经济上所造成损失或影响的程度” 。规定“中断供电将造成人身伤亡、重大政治影响、重大经济损失、公共场所秩序严重混乱等情况之一的用电单位或设备为一级负荷”（对于重要的交通枢纽、重要的通信枢纽、国宾馆、国家级及承担重大国事活动的会堂、国家级大型体育中心、经常用于重要国际活动的大量人员集中的公共场所等的一级负荷和中断供电将影响实时处理计算机及计算机网络正常工作以及中断供电后将发生爆炸、火灾以及严重中毒的一级负荷为特别重要负荷）；“中断供电将造成较大政治影响、较大经济损失、公共场所秩序混乱的用户或设备，以及中断供电将影响重要用电单位正常工作的负荷为二级负荷”；“不属于一级和二级负荷者为三级负荷”。其它设计手册等资料均援引“供范”和“民规”的条文。需要注意的是特别重要负荷也属于一级负荷。我们仅仅依据这种原则性的规定是很难对某些用电单位或用电设备的负荷等级作出确切的判定的，“民规”、“技措”、建筑电气常用数据04DX101-1（以下简称“数据”）以及一些设计手册均对常用重要负荷的级别以表格的形式列了出来，其所列表格形式各异、内容不尽相同，甚至对同一用电负荷的级别判定也有不一致者。笔者依据高层民用建筑设计防火规范（以下简称“高规”）、建筑设计防火规范（以下简称“建规”）、“供规”、“技措”，同时结合剧场建筑设计规范等专项建筑设计规范对负荷等级的规定，对各种最常见的各类负荷做了整理，详见附表（普通设计人员参与不上的，如国家级大会堂等国家级的重要负荷用户未在表中给出）。需提醒读者特别注意用电单位的负荷级别取决于该单位最高级别用电设备的负荷等级表中所列序号13分别为一类高层建筑、二类高层建筑和多层建筑的通用性负荷等级，序号422则为专门性负荷等级，一个建筑首先要满足序号1、2或3，然后要同时满足序号422，当某种用电负荷在13条与422条等级不同时，应按照等级要求较高者执行，一、二级负荷以外的三级负荷基本没有在表中列出。另外，表中序号23，24所列援引人民防空工程设计防火规范GB 5009898和人民防空地下室设计规范GB50038-2005分别对人防消防用电和人防设备战时用电的负荷等级做了规定。 关于医院：规范规定的前提是县级及县级以上的医院，笔者认为此前提条件有所不妥，因为可能有些县级以下的医院同样设有规范所列如手术部、CT扫描室等用电设备或用电用房，同样有可能做手术，而人的生命都是一样宝贵的。因此，笔者认为取消县级及县级以上的前提条件为好，最起码应该根据医疗机构的分级方法，用“二级”取代“县级”。关于排污泵：“民规”未做规定；“技措” 和“数据”均认为一类高层建筑的排污泵应按一级负荷要求供电，二类高层建筑的排污泵应按二级负荷要求供电；福建省电气专家委认为“变配电房、柴油发电机房、消防水泵房内及消防电梯机坑内的排污泵，以及变配电设备机房所在地下层的排污泵（人防口部排污泵除外）按消防设备供电”；“数据”也认为消防电梯机坑内的排污泵属于消防设备。因此，笔者认为我们在做设计时应该按“技措”实施，同时考虑尽可能满足福建省电气专家委的观点为好。关于生活水泵：一类高层建筑的非变频调速恒压供水生活泵有条件时负荷级别按一级，无条件时按二级；二类高层建筑的所有生活泵均按二级负荷供电。因为当住户或楼内工作人员发现火情时可以先用盆盆罐罐取水灭火，若生活水泵负荷级别过低则生活用水可能过早被切断，有可能造成“延误战机”。关于消防用电：“高规”第9.1.1条规定一类高层建筑的消防用电应按一级负荷要求供电，二类高层建筑的消防用电应按二级负荷要求供电，也就是说一类高层建筑的消防用电属于一级负荷，二类高层建筑的消防用电属于二级负荷；按照建筑设计防火规范规定，民用非高层建筑消防用电除附表所列项目外均为三级负荷。应当注意的是“民规”、“技措”和“数据”所列的特别重要负荷均未将消防负荷列在内。二供电措施 依据“供规”第2.0.2条规定：一级负荷的供电电源应由两个独立电源供电；序号建筑物名称用电设备或场合名称负荷级别1 一类 高层建筑消防用电：消防控制室、消防泵、防排烟设施、消防电梯及其排水泵、火灾应急照明等一级走道照明、值班照明、警卫照明、障碍标志灯主要业务用计算机系统电源安防系统电源电子信息机房电源客梯电力排污泵变频调速恒压供水生活泵（否则为二级负荷） 其它参见序号422的相应条款4222 二类 高层建筑消防用电：消防电梯及其排水泵等二级主要通道及楼梯间照明、值班照明、障碍标志主要业务用计算机系统电源安防系统电源电子信息机房电源客梯电力排污泵生活泵 其它参见序号422的相应条款4223多层建筑建筑高度50m的乙、丙类厂房和丙类库房消防用电一级超过1500个座位的影剧院二级超过3000个座位的体育馆每层面积超过3000m的百货楼、展览楼室外消防用水量25L/s的其它公共建筑 其它参见序号422的相应条款4224一类高层办公建筑和重要的办公楼客梯电力一级主要办公室，会议室，总值班室，档案室主要通道照明5二类高层办公建筑和省部级办公楼客梯电力二级主要办公室，会议室，总值班室，档案室主要通道照明序号建筑物名称用电设备或场合名称负荷级别6旅馆建筑 一级 二级经营及设备管理计算机系统的电源一级（特）宴会厅电声、新闻摄影录像电源一级宴会厅、门厅、餐厅、娱乐厅、高级客房、 厨房及主要通道照明地下室排水泵、厨房部分电力部分客梯其余客梯电力、普通客房照明二级三级相应项目的负荷等级比一、二级旅馆低一个等级四级四至六级旅馆均为三级负荷三级7商店建筑大型经营管理用计算机系统电源一级（特）营业厅,门厅,主要通道的照明,事故照明一级自动扶梯，客梯，空调设备二级中型营业厅,门厅,主要通道的照明,事故照明,客梯二级其它大中型商店的其余负荷及小型商店的全部负荷三级备注高层建筑附设商店负荷等级同其最高负荷等级8医疗建筑急诊部的所有用房；监护病房、产房、婴儿室、血液病房的净化室、血液透析室；病理切片分析、磁共振、手术部、CT扫描室、高压氧仓、加速器机房、治疗室、血库、配血室的电力照明，以及培养箱、冰箱，恒温箱和其它必须持续供电的精密医疗装备；走道照明；重要手术室空调一级电子显微镜、X光机电源 二级高级病房、肢体伤残康复病房照明 一般手术室空调9科研院所高等院校重要实验室电源:生物制品、培养剂用电等一级高层教学楼客梯、主要通道照明二级10汽车客运站一、二级站用电负荷二级11火车站最高聚集人数4000人的旅客车站和国境站一级最高聚集人数5000m2的人防工程一级建筑面积5000m2的人防工程二级序号建筑物名称用电设备或场合名称负荷级别24人防设备战时负荷分级中心医院急救医院基本通信设备、应急通信设备；一级应急照明柴油电站配套的附属设备的自用电三种通风方式装置系统主要医疗救护房间内的设备和照明重要的风机、水泵二级辅助医疗救护房间内的设备和照明洗消用的电加热淋浴器医疗救护必需的空调、电热等设备电动防护密闭门,电动密闭门；电动密闭阀门正常照明除一、二级外的其它负荷的设备三级救护站、防空专业队员掩蔽所以及一等人员掩蔽所基本通信设备、应急通信设备一级柴油电站配套的附属设备的自用电应急照明重要的风机、水泵二级三种通风方式装置系统洗消用的电加热淋浴器完成防空专业队任务所必须的用电设备电动防护密闭门,电动密闭门；电动密闭阀门正常照明除一、二级外的其它负荷的设备三级二等人员掩蔽所、生产车间 食品库 区域电站区域水站基本通信设备、音响警报接收设备、应急通信设备一级柴油电站配套的附属设备的自用电应急照明重要的风机、水泵二级三种通风方式装置系统正常照明洗消用的电加热淋浴器区域水源的用电设备电动防护密闭门,电动密闭门；电动密闭阀门除一、二级外的其它负荷的设备三级物资库汽车库基本通信设备、应急通信设备一级柴油电站配套的附属设备的自用电应急照明重要的风机、水泵二级电动防护密闭门,电动密闭门；电动密闭阀门正常照明除一、二级外的其它负荷的设备三级当一个电源发生故障时，另一个电源不应同时受到损坏（并应能承担该用户的全部一级负荷及一级负荷中的特别重要负荷）。特别重要负荷，除由两个独立电源供电外，尚应增设应急电源，并严禁将其它负荷接入应急供电系统。第2.0.6条规定：二级负荷宜由两回线路供电。在负荷较小或地区供电条件困难时，二级负荷可由一回6kV及以上专用的架空线路或电缆供电。当采用架空线时，可为一回架空线供电；当采用电缆线路时，应采用两根电缆组成的线路供电，其每根电缆应能承受100%的二级负荷。但是我们在做设计的过程中有时候“供规”“民规”的规定不好把握。参考相关规范、“技措”及其他相关资料，我们首先应该明确以下几点：1.用电单位和用电设备是两个概念:用电单位（负荷用户）的供电措施主要依赖于外部电源条件，其负荷等级是对引入外电源供电可靠性的要求；而用电设备的供电措施则主要依赖于单位内部的电源条件，其负荷等级是对该单位内部电源系统可靠性的要求。2.双电源和双回路:双电源是指互相独立的两个电源，它包含着两层意思：一是两个独立电源，二是两回线路（既强调两个电源的互相备用或一用一备，又强调两个线路的互相备用或一用一备）双回路只是指两回线路，它只强调线路的互相备用或一用一备。3.同一负荷级别的设备，消防设备和非消防设备的供电要求不同：消防用一级负荷设备，要求采用双电源供电，并在最末一级配电装置处自动切换；消防用二级负荷设备，要求采用双回路（有条件时采用双电源）供电，并在最末一级配电装置处自动切换。非消防设备则不论其属于一级负荷或是二级负荷，都不要求必须在最末一级配电装置处自动切换，非消防二级负荷设备甚至不要求必须采用双回路供电。另外，不论是一级还是二级负荷消防设备，规范均强调其供电回路的专用性，即从低压配电室至最末一级配电装置要与非消防配电线路严格分开。（一）一级负荷用户和一级负荷设备的供电措施 1.一级负荷用户应由两个独立电源供电，两电源不应同时发生故障，每个电源均应有承担本用户全部一级负荷的能力。事实上，因地区大电力网在主网上部是并网的，所以用电单位无论从电网取几回路电源进线都无法得到严格意义上的两个独立电源，电网的各种故障可能引起全部电源进线同时断电。因此一级负荷用户宜设置自备电源（视具体情况采用柴油发电机组或EPS等）。2.一级负荷用户变配电室内的高压配电系统和低压配电系统均应采用单母线分段、分列运行，互为备用的做法。3.一级负荷设备应采用双电源供电，“供规”和“民规”并未规定所有的一级负荷都要在最末一级配电装置（注意与用电设备的控制装置区别）处自动切换（“技措”有此规定）。笔者认为有条件的一级负荷按“技措”的要求在最末一级配电装置处自动切换，消防用一级负荷必须在最末一级配电装置处自动切换；无条件的一些非消防用的一级负荷可以在适当的配电点自动互投后用专线送到用电设备或者用电设备的控制装置上即可。4.特别重要负荷用户，必须考虑在第一电源检修或故障的同时第二电源发生故障的可能，因此应有应急电源。并且，变电所内的低压配电系统中应设置专供普通一级负荷及特别重要一级负荷的应急供电系统，此系统严禁接入中其他级别的用电负荷。“供规”和“民规”规定严禁将其他级别的负荷接人除两个正常电源外的应急供电系统（似乎普通一级负荷也不能接入），其目的是为了提高特别重要负荷的供电可靠性，减小第三电源的容量。结合民用建筑供电系统的实际情况和民用建筑中用电设备的特点，此“应急供电系统”应理解为设在特别重要负荷附近，专为其供电的EPS等“应急供电系统”，不应包括设在变电所内的柴油发电机组及其应急母线在内。因此，笔者认为普通一级负荷及特别重要一级负荷均可以接入此系统，但必须将普通一级负荷和特别重要一级负荷分不同的回路供电。（二）二级负荷用户和二级负荷设备的供电措施 1.二级负荷用户应根据当地电网条件选用下列方式之一： 由双回路（有条件则用双电源）供电，第二电源可来自地区电力网或邻近 单位（须征得邻近单位的许可，不建议采用此方案），也可根据实际情况 设置柴油发电机组（必须采取措施防止其与正常电源并列运行）；由同一区域变电站的不同母线引两回线路供电（设计文件上应注明）；在负荷较小或条件困难时可用一路高压专用架空线路供电；或者采用由两根电缆组成的电缆线路供电，每根电缆均能承受本单位的全部二级负荷,且互为热备用。 2.二级负荷设备应根据本单位的电源条件及负荷性质采用下列方式之一： 双回路（有条件则用双电源）供电，在最末一级配电装置处自动切换； 双回路（有条件则用双电源）供电到适当的配电点，自动互投后用专线放 射式送到用电设备或者用电设备的控制装置上（消防设备不适用）；由变电所引出可靠的专用的单回路供电（消防设备不适用）；应急照明等比较分散的小容量用电负荷可以采用一路市电加EPS，也可采用一路电源与设备自带的（干）蓄电池（组）在设备处自动切换。（三）三级负荷用户和三级负荷设备的供电措施三级负荷用户和三级负荷设备的供电均无特殊要求，但应尽量把配电系统设计的简洁可靠，尽量减少配电级数。文中有些观点仅代表个人看法，水平所限，不妥之处敬请指正。另附笔者Email： 参考文献1.民用建筑工程技术措施电气 中国计划出版社，20032.配电系统设计规范GB 50052-953.民用建筑电气设计规范JGJ/T16924.高层民用建筑设计防火规范 GB 5004595 2005版5.建筑设计防火规范GBJ1687（2001修订版）6.汽车库、修车库、停车场设计防火规范 GB500677.铁路旅客车站建筑设计规范 GB 50226958.汽车客运站建筑设计规范JGJ 60-999.商店建筑设计规范 JGJ 4888(试行)10.旅馆建筑设计规范 JGJ 62-9011.综合医院建筑设计规范 JGJ 49-88（试行）12.办公建筑设计规范 JGJ 67-8913.电影院建筑设计规范 JGJ 58-88（试行）14.剧场建筑设计规范 JGJ 57200015.博物馆建筑设计规范 JGJ 66-9116.图书馆建筑设计规范 GBJ 389917.工程建设标准强制性条文 （房屋建筑部分） 2002年版18建筑电气常用数据04DX101-119. 李兴林主编 注册电气工程师考试辅导教材及复习题解 中国建筑工业出版社 2004.620.朱林根主编 注册电气工程师设计手册（建筑电气部分） 中国电力出版社 2005.121.北京市建筑设计研究院编建筑电气专业技术措施中国建筑工业出版社2005.1110 / 10文档可自由编辑打印