淺析高層建筑高低壓供配電系統設計

喬波等

摘要：在我國經濟發展的帶動下，越來越多的高層建筑出現在城市中，區別于以前的多層建筑，高層建筑的高低壓供配電系統設計更加復雜，需要下大力量保證其質量。筆者將結合多年的實踐經驗，針對負荷等級及供電電源的要求、10KV供電系統設計、供電配電所相關設置、如何選擇供電變壓器、如何選擇供電電壓等級、應急發電機組設置、如何選擇ATSE電源轉換開關等一系列問題進行分析探討，旨在為高層建筑高低壓供配電系統設計提供參考。

關鍵詞：高層建筑 供配電系統 選擇 設置

1 負荷等級及供電電源

根據現行的高層建筑防火規范要求，對于負荷等級為一級的相關用電設備主要分為兩大類，一類是消防用電，主要包括消防水泵、消火栓轉輸水泵、自噴接力泵、消防電梯、消防控制中心、應急照明等，另一類為電梯、生活水泵、安保部門用電等用電設備。高層建筑通常采用10KV雙回路作為供電電源。兩條回路的供電電源可以來源于兩個不同的變電站，也可以由雙回路超高壓供電的城市變電站的兩端獨立母線提供。通常在比較重要的高層公共建筑中采用兩路使用一路備用的接入方式，即10KV回路電源引入，10KV三回路市電，這種方式運行下，負荷由兩路電源均分。

2 10KV供電系統設計

高層建筑供電變電所10KV的內外接線形式不一樣，內部常采用單母線分段形式，以滿足多臺變壓器的需求，外部則采用環網供電接線形式，是一種可以完善配電網同時增強其穩定性的做法。環網配電柜的選擇上，既要考慮變電所高壓開關柜的整體質量，又要保證變電所的安全穩定性，同時也要考慮電氣設備的投資成本以及占地面積，推薦采用SM6環網配電柜，其減少值班人員的特點備受歡迎。

3 供電配電所設置

高層建筑供電變電所的設置是以《民用建筑電氣設計規范》為基本依據的。

4 供電電壓等級選擇

確定高層建筑供電電壓等級時通常要考慮其建筑面積和供電負荷容量，通常來說采用10KV供電電壓，如果采用較大如35KV的電壓等級時，應將電壓等級控制在一種或者兩種。

5 供電變壓器選擇

（JGJ16-2008）《民用建筑電氣設計規范》4.3條對高層建筑供電變壓器做出了相關規定。對于建筑面積大，供電負荷大的情況，通常采用多臺供電變壓器，每兩臺為一組，應注意變壓器低壓側不得并聯，可以起到控制低壓側短路容量，降低成本的效果。10KV電源通常采用雙回路供電的形式，主結線采取母線分段的形式，每段母線變壓器容量不得超過5000KVA。如果高層建筑采用單臺變壓器供電，應選擇電容器容量小于1250KVA的變壓器，對于斷路器等設備要嚴格按照（JGJ16-2008）《民用建筑電氣設計規范》進行配置。因變壓器供電范圍較大，避免因發生故障進行檢修造成巨大損失。國內各省市制定的地方標準不統一，應注意區分。

6 應急柴油發電機組設置

應急柴油發電機組主要是為高層建筑中一級負荷的設備服務的。其設置位置應處于配電的中心位置，根據具體情況可適當添加柴油發電機組的數量，以確保對一級負荷的供電持續性，避免采取單臺發電機組，以防意外發生，發電機出現故障難以供電，此外，需嚴格的將應急供電系統分隔開來，如果有必要可以設置一備用柴油發電機。

對于高度達到200米以上的高層建筑，柴油發電機組難以為上部一級負荷供電，由于其垂直運輸難度較大，并且如果由樓板承重難以滿足要求，為解決此供電問題，可以采用設置EPS或UPS來保障其供電的持續性。如果其他方法難以實行，也可以在建筑頂部設置容量小于200KW的柴油發電機組，同時應考慮是否會對建筑造成不利影響。

7 ATSE電源轉換開關的選擇

選擇ATSE電源轉換開關時，主要考慮其負荷性質，并且要考慮其是否能滿足中斷供電的時間間隔，可以將PC級的轉換開關作為第一選擇。如果出現電源轉換時間大于重要負荷切換時間的情況，為保證負荷供電的持續性，要在其側設置UPS電源。確定豎向供電干線，要根據其整體區域的配電中心，并且要滿足其供電服務范圍，因此應根據實際情況進行合理分區。每個分區要滿足對該供電區域的持續性，并且可以通過設置無功補償裝置以達到技能環保的作用。各樓層配電間要滿足設備安裝需求，并且，對于強電和弱電要在其固定管道井內安裝。

8 電纜電線選擇

電纜電線老化和超負荷使用是電氣故障的主要原因，而線路故障很容易引起火災，我國因電氣導致的火災不在少數，而且火災時電纜電線的可燃部分被引燃后，會產生有毒氣體，并且會對救援工作造成障礙。所以，在電纜電線的選擇上應采用低煙無鹵型的環保材料，減少火災發生時的有害氣體產生，從而降低對用戶安全的威脅。

9 結束語

針對目前越來越多的高層建筑，必須在科學技術的指導下，不斷提高高層電氣設計的水平，結合實際工作中的問題進行，以確保供電的可靠性和安全性，為廣大人民群眾提供舒適和安全的居住環境。

參考文獻：

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作者簡介：

喬波（1983-），女，焦作孟州人，研究方向：高低壓供配電；張順文（1974-），男，河南三門峽人，研究方向：高低壓供配電。endprint