淺析當前民用高層建筑供配電系統電氣設計

摘要：近年來隨著經濟的快速發展，我國的許多民用建筑的高度不斷上升，許多民用建筑都成為了高層建筑。目前對高層建筑的自動化要求越來越高，而高層建筑自動化的實現需要電力的支持，因此在高層建筑中對供電的可靠性的要求越來越高，保證高層的供電安全是高層建筑必須要解決的問題。

關鍵詞：高層建筑 供配電系統 照明系統

中圖分類號： TU976 文獻標識碼：A 文章編號1672-3791（2015）05（a）-0000-00

高層建筑的出現對城市的發展會產生一定的影響，因此在高層建筑供配電系統設計時必須要認真，要對設計進行多次推敲，確保設計在功效上能夠滿足高層建筑的需求，從而促進社會發展。

1高層建筑中常見的配電系統

1.1具有不間斷電源的供電系統

在高層建筑中為了確保消防用電能夠得到保障，一些民用高層建筑在具有發電機的基礎之上，在建筑中對具有重要意義的消防負荷上添加了不間斷電源。不間斷電源主要應用于允許供電中斷時間僅為幾毫秒或者要連續供電的系統中。

1.2具有應急發電機的供電系統

在民用高層建筑中運用具有應急發電機的供電系統，可以提高對建筑供電的可靠性。一般來說，當建筑中的供電系統出現中斷時，高層建筑中的應急發電機會快速啟動，一般適用于允許供電中斷15-30秒的供電系統中。但是，如果電路中斷是因為電網供電至切換箱中的配電線路中的任意一回路發生故障，外電源并沒有停止運作，備用電源并不會啟動，此時消防負荷還會處于斷電狀態；如果發電機出現回路故障，雖然發電機啟動了送電，仍然無法確保出現故障的回路能夠實現負荷用電。

1.3雙電源各自獨立系統

雙電源各自獨立系統在高層建筑物中應用要求外部兩個電源之間都是相互獨立的，滿足高層建筑物在消防負荷上的需求，具有自動啟動裝置的正常獨立電源的專用線路，此系統主要應用于中斷供電時間要遠大于電源的切換時間的供電系統。該系統通過關開關將非消防負荷和消防負荷進行分離，非消防及消防負荷通過各自母線實現分段供電。當發生火災時，非消防電源將會被自動切斷，從而確保消防負荷供電上的可靠性。

2設計高低壓配電系統

現代高層建筑一般在高壓配電系統上采用的都是兩條相互獨立，電壓在10KV的電源進行供電。一般高壓在分段上采用單母線，可以實現自動切換，相互直接可以形成互補。母線在分段數量上應當于電源進線回路的數量相互適應。只有供電電源采取的是一主一備的方式時，才考慮采取單母線不分段的結線方式，在電源進線上應當全部應用電纜。

計費上應當采用高供高計的方式，但需要注意的是，在低壓側也需要按照電度表進行計費，動力和照明的電價應當分開計算，部分供電部門將建筑中的空調設備的用電劃分到照明用電的計費系統中。在計費表的安裝上較為常用的方式是在整個電路中安裝兩塊表，一塊是總表，另一塊是動力表，在計算過程中用總表減掉動力表的，差值就是照明系統的產生的費用。

在高壓供電系統中應當盡量減少變壓器臺數，一般使用的單臺變壓器都的容量都應當超過1000KVA。在供電線路中為了對低壓側短路電流進行限制，正常情況下，變壓器解列運行，在中間需要設置聯絡開關。動力和照明變壓器應當分開設置，如果動力容量過小，在動力變壓器的安裝上可以不分開。

放射式系統是低壓干線和高壓系統配電上采用的一種系統，而樓層配電經常應用的系統為混合式系統，配電設備中重要的部門都為干線。現代民用高層建筑在豎井上應用的多數為插接式母線槽，水平干線因為在走線上存在較大困難，在連接上都是采用豎井母干線或全塑電纜。如果層數過多，負荷過大，一般應當依照層數進行分區供電，或者在地下層、中層、頂層對變壓器進行分散設置。

在低壓配電系統中使用的開關多數為自動空氣開關，在保護裝置設置上應當具有長延時、短延時、瞬時三種不同級別的裝置對電路進行保護，避免越級跳閘的發生。

建筑中使用的電梯應當運用不同路的變壓器引出的電纜進線，同時應當在電梯機房末端的配電箱設置兩路電源，電源在應用過程中能夠進行自動切換，互相備用。

3配電系統節能設計要點

3.1變壓器的選型

在民用高層建筑配電系統的設計中為了實現變壓器節能，需要對年耗量和投資等綜合因素進行考慮。通過常年的實踐經驗可以發現，合理的配電變壓器，在設計和選型上要依據配電變壓器使用的年限和投資回收對變壓器的具體型號進行確定，通常通過投資變壓器的價差和年耗電的電費差獲取。變壓器節能優化選型上應當依據民用高層建筑對電負荷的要求，一般情況應當略高于變壓器的最佳負荷。在選擇變壓器的型號時，應當選取負載損耗和空載損耗方面較低的節能型變壓器。

3.2照明系統的設計

民用高層建筑中氣體放電燈和熒光燈的選型和優化設計上需要符合熒光燈與高強度氣體放電燈進行優化與選型設計相關的設計規定。同時，需要對照明系統中的節能指標進行嚴格的控制。通常高層民用建筑在照明系統上是智能化的，因此合理的將高層建筑中的照明系統和智能化控制合理的結合在一起，可以使照明系統變得更加人性化，提高照明系統和自動化控制系統的服務質量。同時照明系統可以依據建筑中的自然光、溫度、濕度情況制定出最佳的節能方案，實現節能目標。

3.3電機拖動系統節能設計

在民用高層建筑中，電機拖動系統會占到整個建筑電能消耗的90%左右。而且就目前情況來看，許多建筑中的電機拖動系統中電能的轉化率都較低，因此在節能設計上可以對電機拖動系統上做文章。一般來說，可以降低低于200KW電機上的投資，在200-355KW之間的電機應當對運行節能、投資等綜合因素進行考慮，高于355KW的電機則必須運用高壓電。最終確定電機拖動系統時，要依據建筑物中拖動系統的實際情況，選取軟啟動與變頻調速等先進的控制方案，實現系統的節能運行。

4結束語

綜上所述，民用高層建筑中供配電系統電氣設計上要在能夠實現預期功能，滿足設計規范的前提下對同類建筑設計出更多的配電方案，不同的方案會具有不同的特點。在具體工程中可以依據限制條件選擇最佳的設計方案，提高配電方案的靈活性、合理性。

參考文獻

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