【IBE】多电源供配电系统主接线方案分析

  过深入解析规范文献的具体条款与图集实例，探讨了多电源供配电系统中多种主接线方案的应用适宜性。结合理论分析与实践案例，旨在纠正电气设计中的常见认知偏差与错误，强化系统安全稳定性，为电气工程师提供理论与实践兼备的参考。文章重点讨论了正常电源、备用电源与应急电源的定义与区分，以及在设计中如何准确应用这些电源以满足多种负荷等级的需求，特别是特

  随着中国经济的迅猛增长，电力能源的需求日益增加，其在能源消费结构中的比例明显提升。在此背景下，

  确保电力供应的稳定性与安全性变得至关重要。为达成这一目标，多电源并联的供配电系统成为主流策略，旨在通过多重保障机制实现不间断供电。此时高效、可靠、安全的电源切换方案是供配电系统模块设计的核心要点。在供配电系统的设计中，用电负荷被划分为特级、一级、二级和三级负荷，负荷等级分类基于其对供电可靠性的要求及中断供电可能会引起的安全和经济后果。不一样的等级的用电负荷对供电电源有不一样的需求。设计时，首要原则应聚焦于系统的整体安全与可靠性，但同时也要避免过度投资造成的资源浪费，力求在安全、可靠与经济、节能之间找到最佳平衡点。此时，供配电系统中的主接线方案的选择显得很关键，它们直接关乎系统运行的效率、安全及维护成本，因而成为评价设计的具体方案优劣的核心指标。优化这一些要素，不仅能增强系统的稳定性和应急能力，还能促进能源的有效利用，顺应可持续发展的时代趋势。

  ，这对于后续接线方案与接地方式的选择至关重要。恰当的设计不仅仅可以确保电力供应的高可靠性与安全性，还须兼顾经济效益与能源效率，因此，深入理解多电源系统的内在逻辑与多样性成为了设计工作的前置条件。电源系统依据其设置目的及功能，

  常见的定义有：正常电源、主用电源、备用电源、应急电源。现行不同的电气专业设计规范对上述电源型式的定义不完全一样。针对备用电源与应急电源的定义，列举不同规范术语定义如下。1.1 备用电源定义

  ①当正常电源断电时，由于非安全原因用来维持电气装置或其某些部分所需的电源

  ①（安全设施电源）用作应急供电系统（用来维持电气设备和电气装置运行的供电系统

  ，主要是：为了人体和家畜的健康和安全，和/或为避免对环境或别的设备造成损失以符合国家标准要求）组成部分的电源。②当正常电源断电时，在约定时间内维持重要安全设施电气装置或电气设备正常运行所需的电源

  备用电源与应急电源的区别由备用电源的①、②两种定义能够准确的看出，备用电源是相对于正常电源断电时，由于非安全因素而维持供电的一种电源

  。①、②两种定义分别出自《供配电系统模块设计规范》 （下文简称《电规》） 和《民用建筑电气设计标准》 （下文简称《民标》），第③种定义出自《建筑电气与智能化通用规范》（下文简称《通规》）。从规范出版时间顺序来看，第③种定义是最新出版的，也最能代表规范编制组专家对术语定义更趋完善的解读，此定义不再用“正常电源”来相对区别于“备用电源”的定义，而是用“主用电源”来相对区别“备用电源”的定义。而且后续《通规》编制组专家在宣贯解读时，针对备用电源给出了如下提示：主用电源和备用电源都属于正常电源，所以将备用电源强调为主用电源断电时所投入的电源。由应急电源的①、②两种定义能够准确的看出，应急电源设置的目的主要是出于对重要安全设施的供电保障

  。①、②两种定义分别出自《 电规》 和《 通规》，而第②种定义出版时间相对更新，且对应《通规》编制组专家在宣贯解读时，针对备用电源给出的提示。综上规范对备用电源和应急电源的定义可知，

  备用电源与应急电源是两个完全不同用途的电源。备用电源是当正常工作的主用电源断电时，用来维持电气装置或电气设备所需的电源；应急电源是用来维持应急情况下电气装置或电气设备所需的电源，是为保障人身安全以及避免对环境或别的设备造成损失的电源。因此，备用电源与应急电源的最大不同之处在于是否是出于“安全因素”而设置的电源。备用电源定义里的电气装置或电气设备区别于应急电源的重要安全设施电气装置或电气设备。应急电源则主要是针对特级负荷，定义里说明的正常电源断电时，表明的是主用电源、备用电源均断电，应急电源此时作为第三电源投入供电。另外，由应急电源定义可见，应急电源更强调时间性即约定时间内供电，以及强调负荷是否为重要安全设施电气装置或电气设备。1.4 备用电源与应急电源定义常见误解

  基于上述对现行电气规范的分析解读，由于不同规范出版时间间隔较长以及惯性思维导致部分

  电气设计师对“备用电源”与“应急电源”概念的混淆，造成以下几种误读。（1）概念混淆：

  错误地将“应急电源”归为“备用电源”的一种型式，即认为“备用电源”包括了“应急电源”。（2）思维固化：

  错误地认为“正常电源” 等同于“主用电源”。实际上，“备用电源”的定义是相对于“主用电源”的，二者均属于“正常电源”。而“应急电源”是独立于“正常电源”之外的第三路电源。“应急电源”从用电负荷等级的角度来说，是专为特级负荷而设的第三路电源。（3）负荷等级分类模糊：

  不能准确划分负荷等级，尤其在因为业主原因要提高某些设备供电负荷等级（比如提高到特级）时，通常会错误地认为给这种有意提高等级的所谓的“特级负荷”供电的电源就是应急电源。实际上，这种所谓的“特级负荷”，为超过规范标准的提高配置，不能因为提高配置标准而改变其负荷性质、等级。可以将不是特级负荷的电气设备或装置按特级负荷的标准供电，但不能将为其供电的第三路电源视为应急电源，而应将此第三路电源视为备用电源。1.5 备用电源与应急电源的正确应用

  针对应急电源定义中提到的重要安全设施，参照《低压电气装置 第5-56部分：电气设备的选择和安装 安全设施》GB/T 16895.33-2021，对安全设施的定义：在危险发生时，为人员提供保护、警告或使人员从某一地点疏散所必需的、由电气设备组成的电气系统

  。例如安全设施包括：应急（疏散） 照明；消防泵；消防电梯；报警系统，如火灾报警器，一氧化碳报警和入侵防盗报警；疏散系统；排烟系统；必要医疗系统。由以上安全设施定义，能够准确的看出常见消防和安防设施均属于安全设施的范畴，那么其是否属于重要安全设施，要不要采用应急电源为其供电，以及如何定义其重要性。依据上文应急电源的第②种定义，

  重要安全设施的电气装置或电气设备才需要应急电源作为第三路电源供电，那么定义安全设施是否为重要安全设施则成为选择供电电源的关键。而规范对于何种安全设施视为重要安全设施没有明确定义，但作者觉得电气设计师能够最终靠各电气规范中对用电负荷的分级定义，来求证其安全设施是否为“重要安全设施”，定义为特级负荷的安全设施即为重要安全设施，否则仅视其为一般安全设施即可。例如：150m以上超高层公共建筑的消防用电或金融建筑安防系统用电被定义为“特级负荷”，那这种安全措施就应该按“重要”安全设施定义，从而采用应急电源供电。其他不属于特级负荷的消防或安防等安全设施用电，可能是一级、二级或是三级负荷，虽然从消防和安防的角度看也相对重要，但不必要将其视为应急电源定义中所强调的“重要”安全设施，采用满足其负荷等级的备用电源供电即可。因此，备用电源可以是第二路电源，也可以是第三路电源，而应急电源则至少是第三路电源。2

  ，其消防负荷依据《建筑规划设计防火规范》GB 50016-2014(2018年版）被定义为一级负荷；依据《医疗建筑电气设计规范》JGJ 312-2013，其手术室等涉及到患者生命安全的设备被定义为特级负荷；市政电源采用双重10kV电源供电，应急电源采用自备柴油发电机。其供配电系统图如图6所示，图6看似正确，实则是错误的接线方案。本例中的消防负荷因其消防属性，依据《低压电气装置 第5-56部分：电气设备的选择和安装 安全设施》GB/T 16895.33-2021，应定义为安全设施；但此消防负荷为一级负荷，不应被定义为重要安全设施，因此在设计供配电方案时应准确定义其负荷属性，以决定其供电电源属性，再决定其供电方案。图6

  电，因此按图7所示接线方案，将消防负荷分别带载在两端变压器不同母线段上即可满足其一级负荷等级供电要求；采用图6所示接线方案，将应该使用备用电源供电的消防负荷和应该使用应急电源供电的手术室设备接在同一母线段上，违反了《通规》4.1.4条的强制性条文，属于重大设计失误。即便由于业主原因要柴油发电机来保障消防负荷，也应该采用符合《通规》 4.1.4条的图8所示接线方案，将备用电源母线与应急电源母线分开。图7

  即便主接线方案在表面上高度一致，如果缺乏对具体工程应用场景的实际考量，也可能导向完全不同的设计结论。

  由此，设计者应当秉承实事求是的原则，深入到每一个项目的独特状况中去，具体问题具体分

  析。这在某种程度上预示着，全面理解并掌握每一种接线方案背后的运行原理及其特定的应用条件至关重要，这是避免设计偏差与失误的关键。简而言之，电气设计师应当具备透过表象洞察本质的能力，确保设计的具体方案既科学合理，又精准贴合实际的需求，从而在复杂多变的电气工程设计领域中稳健前行。作者简介：

  刘俊峰，本科，照明与智能化研究中心副总工程师，正高级工程师。本文引用格式：

  [1]刘俊峰,刘力红.多电源供配电系统主接线方案分析[J].智能建筑电气技术,2024,18(06):18-22+28.本文有删减，全文刊登于《智能建筑电气技术》杂志

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