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摘要：供配电系统的设计是中小学校电气设计中关键内容之一，必须充分考虑当地供电部门要求和工程的实际情况，在严格遵守国家标准及规范的前提条件下进行。中小学校的供配电系统需要兼具经济性、灵活性和可靠性，降低运行费用，为校区提供正常运行的电力支持。
关键词：供配电系统；中小学校；电气设计
社会经济环境的快速发展，对于建筑节能的要求日益提高。作为建筑设计当中的一个重要组成部分，良好的电气设计方案能够节约能源、提高效率、为各种电器设备的运行提供安全可靠的保证。当今的很多建筑设计院对于建筑电气设计开展了很多专业上的研究，涉及到其在工程上的针对性和实用性。为解决电力供应和合理分配的问题，供配电系统的设计需要同时保证良好的电能质量和供电的可靠性，一定程度的方便性和灵活性，以及具有经济性和良好的扩建可能性。
一、负荷分级及负荷计算
1、负荷分级
电力负荷可以根据对供电可靠性以及中断供电在经济和政治上造成的影响或损失程度分类为一级负荷、二级负荷和三级负荷。中小学校的建筑大多为二类高层，通常最高负荷等级为二级负荷。根据《民用建筑电气设计规范》和《教育建筑电气设计规范》的相关条文，结合学校的实际情况，多功能厅、图书馆、体育馆、宿舍和教学楼的主要通道照明和应急照明为二级负荷，同时弱电机房、生活水泵、电梯和食堂厨房用电也都是二级负荷。消防负荷在室外消防用水量大于25L/s时也是二级负荷。其他都是三级负荷。
2、负荷计算
准确的确定各栋建筑单体的总负荷和分项负荷，选择变压器的容量和台数，确定供配电系统的方式，这就是负荷计算的目的，在供配电系统的方案设计阶段，由于相关资料的缺失，计算负荷通常采用单位面积估算法。具体的负荷计算公式表示如下：Pjs=ρS/1000，公式中的S—建筑面积或使用面积（m2），ρ—负荷密度指标（W/m2），Pjs—有功计算功率（kW）。供配电系统的初步设计和施工图设计阶段，计算负荷采用需要系数法进行。按照消防动力、一般动力根据通风专业和水专业提供的设备功率以及甲方的要求，按照空调、照明和动力等分项计算，用需要系数和同时系数乘以各项设备功率，直接计算得出计算负荷。计算负荷是计算电压损失、短路电流，选择导体和电器的基础依据。另外，中小学校食堂空调用电、宿舍用电和教学楼的空调用电、教学楼用电，通常不是在同一时间段使用。因此，选择变压器容量的依据项里面不含食堂的空调用电负荷和宿舍的用电负荷。
二、配变电所及供电电源
1、配变电所
配变电所是分配电能、变换电压和接受电能的场所，保证供电系统经济、安全和正常运行的关键就是优良的配变电所设计。配变电所包括了低压配电室、变压器室和高压配电室，在设置柴油发电机的时候还需要增加发电机房的设置。是否需要独立设置10kV市政开关房，这一点需要与当地供电部门商议决定。
1.1配变电所位置
是否有利于进出线，是否能够缩短配变电所到各栋单体之间的出现距离，是否能够有效降低造价，这是配变电所位置选择是否合理的重要衡量依据。配变电所如果是独立建筑物，则不能设置在可能积水的地势低洼的场所，校园配变电所同样不宜设置在人员密集的场所，教育建筑内的附设变电所不能够毗邻宿舍和教室，宜能够接近和深入负荷中心，必须确保进出线的方便因素。如果配变电所非单独设置时，应该全面考虑到各单体建筑的位置，将配变电所设置在进出线方便的体育馆、食堂或者其他不设置宿舍或教室的建筑物首层。另外，配变电所不能够设置在经常积水场所的正下方，也不能太过于接近这些场所，比如厨房、浴室或者厕所等。
1.2变压器选择
应当根据中学的负荷情况确定变压器的数量及容量，这是配电变压器的选择依据。变压器负荷率不能大于85%，并且需要选择的干式变压器是节能型、接线组别为D，yn11。专用变压器的设置是为了满足学校各功能场所设置空调且符合较大时的需求，空调的负荷是季节性负荷，变压器在不使用空调时可以停止运行，既便于实际运行当中的有效管理，还可以尽可能的降低变压器的运行费用。
3、无功补偿
供电系统的线路损耗和功率因素降低的主要原因之一就是无功功率，供电部门的要求是电力用户功率因素不能低于0.9。学校供配电系统通常采用在配电变压器低压侧集中补偿的方式。将无功功率自动补偿装置装设在变压器低压母线的一侧，同时采用干式电力电容器进行补偿，补偿容量为变压器容量的35%，通过两个电源为二级负荷供电。如果二级负荷较大，则可以考虑设置柴油发电机和引入2回路10kV两种方式有效供给来保证电源。两种方式当中具体选择哪一种，需要根据工程的实际情况全面比较其经济型后才能确定。如果选择发电机组作为第二电源，应该按照停电时需确保的二级负荷和火灾时的消防负荷两者之间的最大容量来选择发电机容量。为了防止倒供，从变压器低压侧取用启动信号，发电机组和市电之间设置机械电气联锁。
三、电能计量装置
总计量通常采用中压计量方式，计量装置往往位于教学楼首层的校区变电所。结合项目用能系统的实际情况和项目管理的实际需要，项目的电量计量通常按照一级子项目分项设计。分回路分项计量通常是在变电所低压出线侧按照特殊用电、空调系统用电、动力用电和照明插座等类型进行。在低压配电柜的每个出现回路，设计装设数字式计量仪表等多功能计量仪表，同时在变电所设置电力监控系统，对全回路用电实行实时监控和反馈。
1、低压配电
在低压配电系统中，变电所在两台变压器之间会设置母联开关。如果某一台变压器因故停止运行，通过手动合上母联开关会满足二级负荷的供电，带故障变压器维修正常后再打开母联开关，恢复正常供电。当火灾发生时，消防控制室会根据实际情况切除非消防电源。树干式与放射式相结合的混合配电方式往往是低压配电室到各栋建筑单体之间的常规配电方式。从低压配电室直接采用放射式配电的通常是厨房动力、电梯、空调和照明等常见类型的电力负荷需求。在消防水泵和消防风机等消防设备端，应设置双电源自动切换装置于末级配电箱，以满足规范要求。
2、导体选择
在中小学校的供配电系统设计当中，导体的选择至关重要，直接关系到整个系统设计的经济效益和安全因素。在电气系统当中，把电能传输和分配的载体就是电气线路，电气线路与导体息息相关。能否正确的选择导体，不仅仅直接关系到建筑电气系统的安全性，同时也关系到建筑电气系统的经济性和社会效益，这两者正式建筑电气系统都需要满足的充分和必要条件。导体的选择通常都要充分考虑经济电流原则、动效校验、热效校验、机械强度、电压损失和温升等关联因素，应采用铜芯的低烟无卤、阻燃性和耐火电线电缆。
结语：综上所述，供配电系统设计关系到整个校区供配电系统安全、稳定、经济的运行。在设计时需要足够的理论依据及工程的实际要求，在满足相应规范的同时，尽量优化设计方案。
参考文献
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