電力系統(tǒng)的電能質量是指電壓、頻率和波形。建筑電氣設計中，對電能質量產生影響的多集中在電壓方面，設計方案不合理就容易出現電壓降超出允許范圍。本文就設計中常遇到的電壓降問題進行分析并總結了解決辦法。
《供配電系統(tǒng)設計規(guī)范》GB50052-2009 對電壓偏差的規(guī)定為：正常運行情況下，用電設備端子處電壓偏差允許值宜符合下列要求：
a.電動機為±5％額定電壓。
b.照明：在一般工作場所為±5％額定電壓；對于遠離變電所的小面積一般工作場所，難以滿足上述要求時，可為 +5%，-10%額定電壓；應急照明、道路照明和警衛(wèi)照明等為 +5％，-10％額定電壓。
c.其他用電設備當無特殊規(guī)定時為±5％額定電壓。建筑電氣設備主要供電范圍為交流 380V 及以下，本文就這一電壓范圍內的供配電及控制系統(tǒng)中常出現電壓降問題進行分析。
1）各種電壓等級都有合理的供電范圍，低壓線路的供電半徑應根據具體供電條件來定，干線一般不超過 250 米，當超過常規(guī)距離時，需要重視壓降問題，這種情況多數出現在建筑物之間的供電，解決方式主要有：
a.優(yōu)化供電路線，如果通過穿越建筑的方式減少繞行，可減少供電距離。
b.如果負載功率因數較低，可選擇增加就地無功補償，降低無功電流。
c.增大供電導體截面。
以上情形是*普通的壓降問題，不易被忽視，但有些情況即
使沒超出常規(guī)距離也會出現壓降問題。
2）交流電動機起動時電流為額定電流的 4~8.4 倍，大電流對低壓母線電壓造成沖擊。一般情況下，電動機頻繁起動時，配電母線上的電壓不應低于系統(tǒng)標稱電壓的 90%，電動機不頻繁起動時，不宜低于標稱電壓的 85%，如果沒有照明負荷時為80%。為限制電壓波動，在工藝允許的前提下，多采用降壓啟動方式。在設計中設計人往往只考慮電機的容量來選擇是否采用降壓起動方式，正確的做法應該考慮電機與變壓器的容量比決定是否有必要采用降壓方式。以鼠籠電機為例，如果單純考慮電機啟動的條件，當經常起動的電機容量占變壓器的容量的 20%以上時，才需要考慮降壓啟動。消防水泵往往是全壓直接起動，對于給消防水泵供電的柴油發(fā)電機尤其需要考慮水泵電機起動容量對系統(tǒng)造成的壓降，選擇發(fā)電機容量時要校驗*大電動機起動時母線壓降在 20%以內，單考慮穩(wěn)定負荷容易導致發(fā)電機容量選小。
3）在照明配電中，規(guī)范規(guī)定每一照明單相分支回路的電流不宜超過 16A，所接光源數或發(fā)光二極管燈具數不宜超過 25 個；鏈接建筑裝飾性組合燈具時，回路電流不宜超過 25A，光源數不宜超過 60 個，連接高強度氣體放電燈的單相分支回路的電流不宜超過 25A。對于普通的熒光燈以 36W 計算，25 個為 900W，*大回路電流約為 4.55A，在功率因數為 0.9 的情況下，截面積為2.5mm2 的聚氯乙烯銅芯電線線穿管敷設的 220 交流電壓損失為 6.89%/A.km，按照 5%的壓降計算 5/（6.89*4.55）=0.16，即在0.16 公里內滿足電壓降要求，從照明配電箱到末端燈具正常都在這個距離范圍內，照明配電箱干線的壓降相對較小可不考慮。
但是對于工廠內高大空間的照明不同于以上的計算，高大空間需要大功率燈具，而且供電距離長，假設一個回路共有 5 個400W 的 220V 燈具，電流為 10A，從電流看使用 2.5mm2 滿足要求，按照 5%的壓降計算 5/（6.89*10）=0.073，對于車間而言，經常會有上百米的距離，從照明配電箱到末端燈具有時會超過 73米距離，且此時并未考慮配電箱干線的壓降，如果都計算在內，距離會更短。這種情況是設計人員容易忽視的地方，當照明線路電流較大時就需要考慮供電距離，適當增加線路截面積。路燈的配電中同樣需要考慮電壓降的問題，不過因為路燈一般供電距離較遠，設計人員不易忽視壓降造成的影響。
4）在工廠配電中，常碰到起重機配電，起重機配電需要根據電壓降來選擇設備。按照要求自供電變壓器的低壓母線至起重機電動機端子的電壓損失，在尖峰電流時，不宜超過額定電壓的15%。起重機壓降的實質屬于電動機啟動時的壓降問題，只在起重機配電采用滑觸線供電時，情況稍有不同。在起重機供電線路中電壓損失的分為三部分，起重機內部電壓損失為 2%~5%，電源線約為 3%~5%，滑觸線約為 5%~10%。按照*不利情況5%選擇滑觸線的電壓損失。通常為了減少電壓降，電源從滑觸線的中部供電。當起重機滑觸線出現電壓降超范圍時，應校驗電源線電壓降與滑觸線電壓降之和是否超 10%。如校驗不滿足要求，常用的有以下幾種途徑解決：a.增大滑觸線截面積；b.增大電源線截面積；c.增加滑觸線的供電點，同時也增加了電源線的截面積。其中增大滑觸線截面積不但降低了電壓降，還增加了滑觸線的強度，減少了滑觸線備件的種類，截面大的滑觸線維護保養(yǎng)相對容易。
5）不僅在 220/380V 配電系統(tǒng)中易出現問題，在電氣控制系統(tǒng)中也有電壓降不滿足要求的地方。在火災自動報警系統(tǒng)中，主要用電部分在系統(tǒng)聯(lián)動控制中，當聯(lián)動的設備超出電源供電合理范圍時就會造成電壓降問題。在電源總線中主要用電設備分為兩類：
**類：輸出模塊控制中間繼電器，中間繼電器控制消防設備，這類有消防風機、水泵、卷簾門、啟動應急照明、強切非消防電源等。主要耗電為中間繼電器的功耗，多數中間繼電器的線圈驅動電流約為 50mA 以內，工作允許電壓降能達到 25%~30%，此類負載功率小，電壓降允許范圍大，需要注意的是供電距離，應按照*遠距離校驗電壓降是否滿足要求。
**類：輸出模塊直接供電給電動防火閥、電動排煙閥、電動正壓送風口、電磁閥等設備，這類設備用電量大，防火閥排煙閥的電流約為 0.5A，電磁閥的動作電流約為 0.8~1A，這些閥是電源總線的主要負荷。直流電磁閥允許的電壓降為 10%。在配置24V 電源時需要統(tǒng)計所帶負載容量，計算總負荷，并留有一定余量。在選擇電源總線截面時需要校驗*不利情況時設備電壓降是否滿足要求。
以 24V 電源總線同時動作 10 個排煙閥和 8 個電磁閥為例計算電壓降，總線電流為 13A，選用截面積為 2.5mm2 的銅芯電線，按照負荷矩的方式來計算，電壓降為 10%，負荷矩為 3610W.m，3610/（24*13）=11.6，即供電距離為 11.6 米，超過此范圍壓降不滿足要求，如果超出此距離應選用更大截面的電線。再以截面積為 4mm2 的耐火銅芯電線線穿管敷設為例，總線電流假定為 20A，電壓降為 10%，負荷矩為 5776W.m，5776/（24*20）=12，即供電距
離為 12 米。實際情況中除了配線造成壓降問題，電源容量偏小是經常碰到的，在設計院圖紙中往往不體現電源具體容量，在施工方深化設計時對電源合理性把握參差不齊，容易出現負載超過電源合理范圍，造成電源輸出端子的電壓降超范圍。
解決電壓降大的辦法主要手段是增大電源容量、電線截面增大、采用分布式 24V 直流電源縮短供電距離、采用合理控制策略降低同時工作的負載。增大電源和電線截面積都會增加資金投入，分布式直流電源可有效的解決壓降問題，適合 24V 供電距離短的特點，需要注意的是電源的交流 220V 側應該按照消防電源配電，且直流電源的監(jiān)控應納入到火災自動報警管理范圍內。通過控制策略降低同時工作的負載不增加成本，還能一定程度解決壓降問題。把需要聯(lián)動的設備按照先后順序錯時執(zhí)行，適用對象是短時用電設備，對于需要持續(xù)供電的設備沒有意義。錯時執(zhí)行可通過幾種方式實現，一種是執(zhí)行完一個動
作接受反饋信號后再執(zhí)行下一個動作，這種控制嚴格實現了錯時功能，缺點是如果中間有一個機構故障，無法接收反饋信號，后續(xù)則無法執(zhí)行。另一種方式就是順序延時執(zhí)行各個動作，延時的時間是按照聯(lián)動機構正常動作時間估算的。兩種方式如果結合起來可以實現*優(yōu)方式，把等待反饋信號的過程作為一個計時考核，如果超過正常時間范圍則認為故障，可以執(zhí)行下一個動作。
6）在建筑設備管理系統(tǒng)中的自控系統(tǒng)與火災自動報警聯(lián)動控制類似，主要使用 DC24V 來控制設備，DC24V 控制方式也有通過中間繼電器和直接控制閥等設備實現，不同之處是火災自動報警 24V 電源是總線形式，輸入輸出模塊是分散布置，可理解為樹干式供電。無論是 DDC 還是 PLC 控制系統(tǒng)，其 DC24V 電源為箱內母線供電，輸入輸出模塊為集成形式，對于被控設備而言供電形式可理解為放射式。樹干式配電干線壓降超范圍會影響后續(xù)設備工作，放射式配電沒有干線壓降，導致電壓降問題只有電源容量偏小和支線電壓降超范圍的可能性。具體應對辦法可參考以上火災自動報警的處理方式。
