關(guān)于高層建筑中供配電技術(shù)的運(yùn)用探討

王智 熊偉

摘 要 現(xiàn)代化的高層建筑內(nèi)安裝了大量的電氣系統(tǒng)和設(shè)備，對(duì)供配電方面提出了更高的要求。對(duì)高層建筑中供配電技術(shù)的運(yùn)用加以完善，特別是提高供配電技術(shù)運(yùn)用的安全性和可靠性至關(guān)重要。

關(guān)鍵詞 高層建筑，供配電技術(shù)，運(yùn)用

1引言

隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展，中國(guó)的城市化進(jìn)程也逐漸加快，當(dāng)前城市內(nèi)的高層建筑無(wú)論從規(guī)模上還是從數(shù)量上都較以往有了一個(gè)很大的提高。按照高層建筑的用途來(lái)說(shuō)，當(dāng)前城市內(nèi)的高層一般可以分為住宅型高層建筑和商業(yè)型高層建筑，但無(wú)論是哪一類(lèi)高層建筑內(nèi)都裝設(shè)了大量的電氣設(shè)備、動(dòng)力設(shè)備、安全防護(hù)系統(tǒng)以及照明系統(tǒng)等等，這些裝置的應(yīng)用一方面促進(jìn)了高層建筑功能的完善，滿足了人們生活和工作的需要，但同時(shí)也對(duì)供配電方面提出了更高的要求。

現(xiàn)階段，隨著"智能樓宇"等概念的提出，可以預(yù)見(jiàn)到，未來(lái)的城市高層建筑對(duì)供配電方面的要求會(huì)變地更高，一旦高層建筑的供配電方面出現(xiàn)問(wèn)題，輕則給建筑使用者帶來(lái)生活或工作方面的不便，重則還可能帶來(lái)嚴(yán)重的安全隱患，甚至引發(fā)火災(zāi)等事故。因此，對(duì)高層建筑中供配電技術(shù)的運(yùn)用加以完善，特別是提高供配電技術(shù)運(yùn)用的安全性和可靠性至關(guān)重要。

2高層建筑供配電系統(tǒng)的特點(diǎn)

高層建筑與傳統(tǒng)建設(shè)的最大區(qū)別就是其樓層比較高，在縱向上擁有更大的空間跨度。而為了滿足高層建筑的正常使用需求，在建筑內(nèi)的每一層都會(huì)安裝相應(yīng)的電氣系統(tǒng)，即每一層都要保障供電需求。但在實(shí)際應(yīng)用中，供配電系統(tǒng)會(huì)隨著縱向跨度的增加而降低其工作可靠性，風(fēng)險(xiǎn)性也會(huì)隨之增加。如高層建筑的供配電系統(tǒng)往往需要更為復(fù)雜的布線設(shè)計(jì)，而且對(duì)供電線路的傳輸管線質(zhì)量要求也相對(duì)更高。

同時(shí)，現(xiàn)代化的高層建筑在功能用途上往往還具有多樣化的特點(diǎn)，如地下一層是停車(chē)場(chǎng)，地面一層到三層是超市等商業(yè)用途，三層以上是辦公寫(xiě)字樓或者商業(yè)住宅樓等等，不同樓層的功能用途不同，造成其對(duì)電力的需求也存在差異，往往需要根據(jù)實(shí)際用途分別進(jìn)行電力設(shè)置，這顯然會(huì)給高層建筑供配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)增加難度。并且這其中的一些樓層單元可能對(duì)電能的需求量巨大，這也在一定程度上增加了高層建筑供配電系統(tǒng)的風(fēng)險(xiǎn)。

現(xiàn)代化的高層建筑內(nèi)安裝了大量的電氣系統(tǒng)和設(shè)備，建筑在安防等方面的智能化程度也顯著提高，一旦供配電系統(tǒng)出現(xiàn)故障，就可能給建筑的正常使用帶來(lái)極大的不便，甚至還可能造成一定的安全隱患，需要引起我們的充分重視。

3高層建筑中運(yùn)用供配電技術(shù)主要涉及到的內(nèi)容

現(xiàn)代高層建筑內(nèi)安裝了很多智能化的系統(tǒng)，如門(mén)禁系統(tǒng)、電梯系統(tǒng)、安全防護(hù)系統(tǒng)、智能消防系統(tǒng)以及照明系統(tǒng)等等，此外還安裝有大量的動(dòng)力設(shè)備以及電熱設(shè)備等，而這些系統(tǒng)和設(shè)備都需要消耗大量的電能，這對(duì)供配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)提出了更高的要求。當(dāng)前技術(shù)人員在高層建筑中運(yùn)用供配電技術(shù)時(shí)需要確定以下兩個(gè)方面的內(nèi)容。

1.確定電力負(fù)荷等級(jí)

高層建筑中所有的用電設(shè)備都可以被看作是電力負(fù)荷，而電力負(fù)荷根據(jù)供配電的可靠安全性以及中止供電時(shí)所可能造成的影響可以分為以下三種：一級(jí)負(fù)荷、二級(jí)負(fù)荷、三級(jí)負(fù)荷。其中，一級(jí)負(fù)荷是指一旦中止供電就可能會(huì)對(duì)高層建筑的正常使用帶來(lái)嚴(yán)重影響，如可能造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失或危害建筑使用者的人身財(cái)產(chǎn)安全的系統(tǒng)或設(shè)備，如大型的國(guó)際會(huì)議室、手術(shù)室等等；二級(jí)負(fù)荷是指一旦中止供電會(huì)造成比較嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失或影響的系統(tǒng)或設(shè)備，如普通高層建筑的照明系統(tǒng)等等；三級(jí)負(fù)荷概括指一級(jí)負(fù)荷和二級(jí)負(fù)荷以外的所有電力負(fù)荷。對(duì)于供配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)人員而言，首先要做的就是根據(jù)建筑電氣系統(tǒng)以及設(shè)備的用途來(lái)劃分電力負(fù)荷的等級(jí)。

2.進(jìn)行電力負(fù)荷計(jì)算

當(dāng)前對(duì)于高層建筑電力負(fù)荷的計(jì)算還沒(méi)有形成準(zhǔn)確的方法，實(shí)際中使用較多的是系數(shù)法和單位指標(biāo)法，如根據(jù)高層建筑的施工設(shè)計(jì)圖采用單位指標(biāo)法進(jìn)行計(jì)算，這類(lèi)方法顯然會(huì)帶來(lái)一定的誤差。當(dāng)前比較流行的方法是依據(jù)變壓器的使用情況進(jìn)行負(fù)荷率以及容量的計(jì)算，然后在此基礎(chǔ)上類(lèi)推同類(lèi)建筑中的電負(fù)荷使用情況，這種方法可以在一定程度上改善電力負(fù)荷的計(jì)算質(zhì)量。

4高層建筑中供配電技術(shù)的運(yùn)用

1.供配電的選擇和配置

高層建筑通常會(huì)采用一、二級(jí)負(fù)荷，組成高層建筑的供電電源至少需要兩個(gè)或以上。在確定供電電源時(shí)，必須依據(jù)供電情況和用電容量來(lái)確定供電電源的數(shù)量。同時(shí)，還要對(duì)供配電系統(tǒng)的建設(shè)成本、運(yùn)行成本等進(jìn)行充分考慮，在滿足供配電可靠性的基礎(chǔ)上還有兼顧經(jīng)濟(jì)性。高層建筑內(nèi)使用的高壓用電設(shè)備或容量較大的設(shè)備如果是一級(jí)負(fù)荷，為了確保供電的可靠性，應(yīng)至少配置兩個(gè)供電電源。如果對(duì)電容量需求不大，可以選取第二低位電源。因此，在進(jìn)行供配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該充分考慮建筑實(shí)際的用電負(fù)荷，對(duì)于一級(jí)負(fù)荷應(yīng)安裝應(yīng)急發(fā)電機(jī)組以備突發(fā)事故的發(fā)生，照明系統(tǒng)可以安裝蓄電池組作為備用電源。此外，對(duì)于一些集商場(chǎng)、酒店以及娛樂(lè)設(shè)施為一體的綜合性高層建筑，考慮到內(nèi)部人群的密度比較大，應(yīng)該增設(shè)應(yīng)急電源，以降低因電力間斷而造成的影響。

2.保安電源的自動(dòng)切換

高層建筑要重視對(duì)火災(zāi)的防范，首先就需要確保安全用電，而保安電源采用自動(dòng)切換裝置，是確保供電設(shè)備安全穩(wěn)定運(yùn)行的一種有效措施。具體而言，采用保安電源具有以下優(yōu)勢(shì)：（1）自動(dòng)完成保安電源的聯(lián)通與間斷，電源管理的自動(dòng)化程度較高，這不僅可以有效節(jié)省人力，而且具有較高的靈敏性，降低了不必要的損失。（2）保安電源一般都具有兩個(gè)發(fā)電機(jī)電源，主電源出現(xiàn)異常時(shí)，可以自動(dòng)切換至備用電源（主要是柴油發(fā)電機(jī)組），這在電力供應(yīng)突然中斷的情況下，維持高層建筑最基本的用電需求具有極其重要的意義。（3）保安電源的自動(dòng)切換功能本身就是提高供配電可靠性的一種有效措施，如果是依靠人工進(jìn)行切換操作，一方面在反應(yīng)靈敏性上存在一定的滯后性，另一方面還可能因?yàn)椴僮鞑划?dāng)而造成切換開(kāi)關(guān)損壞，進(jìn)而造成故障率提高。（4）保安電源的自動(dòng)切換發(fā)生是根據(jù)開(kāi)關(guān)兩側(cè)的電壓及電流量化分析的結(jié)果進(jìn)行判斷的，這顯然比人為估計(jì)的會(huì)準(zhǔn)確的多，能夠獲得更加安全的切換保證。（5）主電源和備用電源兩個(gè)部分組成自動(dòng)切換電源，采用串聯(lián)線路連接，在相互切換時(shí)，切換的速度得以提高，電源的實(shí)用性強(qiáng)，避免了切換過(guò)程中的風(fēng)險(xiǎn)。

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