小議高層民用建筑的供配電方式

何麗微

摘 要：全球經濟高速發展，生活水平不斷提高。各國的高層建筑搭乘經濟的順風車之上云霄，數量與高度如雨后春筍般瘋長。隨著我國經濟發展，科學技術的革新，國內的高層建筑越來越多，或辦公或民居。高層建筑的供電設備和配電措施也成為近年來探討和研究的話題。

關鍵詞：高層民用建筑 供配電 方式 穩定性

中圖分類號：TU972.4 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）04（b）-0040-01

1 高層建筑供配電的特點

1.1 供配電的可靠性

高層民用建筑供配電首先要解決的是可靠性原則。建筑物越高，功能越多，其結構就越復雜，對供電和配電的要求就越高。為確保用電的穩定性，現階段國內的大多數高樓都采用同時使用兩個不相連的電源進行供電的方式，同時，兩個電源也互相是彼此的備用電源，這樣基本可以保證高層建筑的供電穩定。高層民用建筑對供電的需求量也是相當可觀的，所以高層建筑會使用柴油發電機帶動10 kV電壓進行高壓供電。當然也有只用一路線進行供電的情況。

1.2 變壓器置于負荷中心

一般高層建筑為了節約電路工程的陳本，會將變壓器安置在建筑物內部，使用電纜放射式或樹枝式的供電系統。這種高壓設置方式在我國也會有所變化，為了方便變壓器的安裝和日后的維修，我國高層建筑物的電源中心一般按在建筑物的頂層或地下室。安置電源中心的設備的要求也是有嚴格規定和限制的，由于高層建筑供配電的復雜性，從安全性能考慮，一般在設計高層建筑供配電的過程中，都要將防火、防潮、降噪等問題考慮細致，為符合這一系列的條件，基本都采用干式變壓器和環氧樹脂澆注式變壓器，而斷路電器則使用環氧樹脂澆注式變壓器。這樣的供配電設備具備高層建筑用電需求的基本條件。

2 高層建筑供配電容易出現的問題

2.1 負荷計算不科學

電壓的負荷計算數據直接關系到斷路器的電流值，如果數據有誤，選取的斷路器就會和實際需要存在差異。目前由于計算電源電壓負荷的計算方法的差異，極易造成選取的斷路器的整定電流值偏小。使用的電纜截面也會偏小，在實際使用的過程中截面過小容易導致線纜發熱，從而破壞電纜絕緣層，導致電纜斷路，在干燥和炎熱的天氣，極易誘發電氣火災，對于高層建筑而言，其后果不堪設想。

2.2 忽視諧波電流

在建筑供配電系統的使用中常常會出現中性線過載發熱的現象，這種現象是因為三次和它的倍數諧波在中性線內出現疊加。其根本原因是對諧波電流的忽視，導致在供配電系統的建設中使用了比相線截面小的N線和PE線電纜。忽視諧波電流，使用錯誤的電纜是我國的很多建筑施工中極易出現的失誤。在發達國家，為了避免中性截面和相線截面不符的問題，在供配電系統的設計中一般將中性截面放大。但是在我國，依舊按照傳統做法選取相線截面的一半，甚至更小。這種忽視諧波電流的問題在高層民用建筑供配電系統的設計中應小心謹慎，以免發生意外。

3 高層建筑供配電的系統設計

3.1 高壓配電系統

針對高層民用建筑用電需求較大的特點，一般采用的供電高壓為10 kV的單母線制。選用這種高壓供電的優勢在于結構簡單、成本低、性價比高。單母線的實際使用是分段后，兩路10 kV的高壓電源進行單獨正常供電的同時，也是對方的的備用電源。當母線需要檢修或者是出現突發故障時，這種互為備用的工作模式可以保障部分用戶的正常用電。當然母線引出線用電用戶也必須在檢修或維修是暫時斷電，以確保檢修工作者的安全。高壓電源的配電一般都是以母線為基礎放射式供電，這是因為母線分段供電可提高供配電的穩定性；高壓母線分段，單母線是不分段的，兩路10 kV單母線進線工作的時候，一個單母線正常使用，另一個單母線備用。這樣供配電作業的優勢在應對正常的檢修和突發故障的維修時就顯現了出來，檢修或維修時，備用電源會自動給兩路負荷供電；如果只有一個高壓電源進行供電作業時，會采用最近的低壓電源供電，后者是備用的柴油發電機臨時作業，以保障供配電系統的正常運行。這樣的高壓配電設備是從用電的穩定性出發。再完善的電力系統也會用最終使用壽命，也會有突發事故，尤其是高層民用建筑的供配電的安全性和穩定性的要求更高，所以配置隨時可以進行機動配合的第二套方案使供配電系統更具可靠性。如上述的雙回路供電設計和配置柴油發電機組備用。

3.2 低壓配電系統

除了高壓配電系統外，在一套完善的供配電系統中，低壓配電系統也是其中必不可少的重要組成部分。低壓供配電的連接方式有放射式、樹干式好混合式，在我國的民用高層建筑的供配電系統中，習慣性采用混合式鏈接方式。在低壓配電系統的鏈接中，插接式絕緣母線槽沿著豎井垂直鋪設，全塑電纜和豎井母線連接用于水平干線的連接中，因為混合式鏈接方式中都是一根干線對應一個供配電，所以相對穩定性較高。為了保證高層民用建筑的正常用電，在供配電系統的設計中要考慮正常用電和事故用電兩種情況下不同的用電設施，在實際使用中，電力和照明是分開進行負荷配電的，所以為了確保供配電系統的安全穩定，從經濟的角度出發，最終確定正常電力、正常照明、事故電力和事故照明四種部分組成低壓配電方式。

3.3 變壓器

供配電系統中的變壓器是必不可少的重要設配之一。在變壓器的的配置中，國內的高層建筑都會將其安置在供配電系統的的負荷中心。上文中分別從安全性、經濟性、技術性的角度詳細闡述了變壓器的配置選擇。同樣，在變壓器的搬運環節也有許多要注意的細節。大型變壓器在運輸和裝卸的的過程中，需借助底座滾輪的幫助，牽引變壓器的重心轉移，在移動的過程中，前進的速度不宜快于0.2 km/h。變壓器的負荷率在70% 左右較為節能經濟。正確選擇變壓器的容量、配置和固定條件，能有效增加高層民用建筑供配電系統的穩定性和安全性。

3.4 高層建筑供配電系統的節能設計

高層民用建筑對電的需求量，使供配電系統設計中必須考慮節能降耗的問題。在消防安全設施和技能常規設計的基礎上，了解整體負荷需求的具體數據，從優化照明供電環節和新能源的綜合使用上，進行有效的節能減耗措施。如太陽能熱水器代替電熱水器，節能燈的布置等方法都能有效減輕供配電系統的壓力。

綜上所述，高層建筑在供配電的設計中需從供電系統、變配電所、低壓配電系統等多個方面的數據進行參考，確保高層民用建筑供電設配和配電方式的合理可靠。只有在確保供配電的穩定性、安全性、經濟性的前提下，才能真正發揮高層建筑的多功能作用，推動現代化大廈的服務性。

參考文獻

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