高層建筑電氣工程供配電系統設計分析

孫鴻鑫

摘 要：本文首先從整體上介紹了供配電系統設計的情況，之后闡述了高層建筑電氣工程供配電系統設計時應該滿足的幾點要求，最后分別從照明負荷的配電網絡設計、導線的選擇、低壓斷路器的選擇、配電箱的設置、插座和開關設計以及備用電源的設計幾大方面對高層建筑電氣工程供配電系統設計進行了分析。

關鍵詞：高層建筑；電氣工程；配電系統；設計

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.08.113

隨著經濟的飛速發展，建筑行業越來越興起，而由于土地的受限，高層建筑則變得越來越平常。在高層建筑中，其供配電系統的設計成了對人們日常生活影響較大的一個非常重要的方面，它不僅是一個復雜且專業的系統工程，同時更是高層建筑整體設計的重要環節，其設計的效果如何直接影響著人們的居住狀況和滿意度，因此，如何使高層建筑供配電系統的設計不僅經濟合理，可靠安全，還可以技術上可行，能源上節約，成了供配電系統設計中的重要問題，越來越受到設計人員的重視。

1 供配電系統設計概述

作為電力系統中十分重要的構成部分，供配電系統主要由兩個部分構成，分別是用戶變電站與區域變電站，主要涉及的是電力系統中對電能進行發、輸、配、用中的配和用兩個環節。在運行的要求以及特點上，都要與電力系統保持一致。因為高層建筑中的供配電系統，所要面對的直接就是使用者以及用電設備，所以其是否具有較好的安全性能就十分的關鍵。在電氣工程的供配電系統里，功率在流動的方向上一般來說是單向的，也就是從電源端向用戶端流動，主要的為了把電力系統里的電能利用一定的分配手段以及降壓，而轉換成用戶所使用的用電設備可以運轉的電能。從當前高層建筑的供配電系統來看，其電壓一般是在 110KV及之下。所以在設計其供配電系統時，應該根據其所具有的用電量多少、負荷的性質、，還有周圍區域供電的狀況而制定出一個合理科學的設計方案。同時，還要保證所制定的設計方案不但能夠使當前供配電系統的需求得以滿足，還能夠從更為長久的方面考慮，讓其在未來具有發展的可能。

2 高層建筑電氣工程供配電系統設計應滿足的要求

要確保高層建筑供配電系統設計的科學、合理、可行，就要使其能夠滿足一定的要求安全。首先，要確保其具有安全性，這是供配電系統最為首要的要求。在對供配電系統進行設計時，必須嚴格的按照相關的要求和規范，力爭把設備以及人身發生的事故的幾率限制在最小。其次，要確保供配電系統具有可靠性。具有可靠性是高層建筑電氣工程供配電系統設計中應該注意的重要要求，由于供電中斷就可以造成生活出現混亂的狀態，造成生產出現停滯，嚴重的還會造成設備以及人身安全受到威脅，導致出現非常嚴重的政治與經濟損失，因此，在對供配電系統進行設計，以及在其運行的過程中都一定要確保其具有供電可靠性的特征。再次，要確保其電能的質量具有良好的性能。電能質量好與壞主要取決于頻率與電壓兩個指標。我國在電氣工程供配電的額定電壓和額定頻率上都有相應的規定，盡管允許出現頻率或是電壓偏差，但是這樣對設備的安全運行和壽命都具有一定的影響，嚴重的還會導致產品報廢或是減產。因此，要確保供配電系統不論在任何運行方式下都可以提供很好的電能質量，而滿足用戶的需求。第四，供配電系統的設計應該具有方便和靈活的特征。在對供配電系統進行接線時應該盡量的做到簡單，同時還可以使其可以滿足負荷的變化，可以迅速、快捷的從一種運行狀態直接轉換至另一種運行狀態，并在轉換的過程中不會輕易的出現錯誤的操作，可以確保能夠正常、方便的進行檢修與維護。第五，供配電系統設計要具有經濟性，使其可以在技術要求得以滿足的條件下，在基建的投資上較少，同時運行的年費用較低。最后，設計的方案應具有擴建與發展的可能，這樣可以更好的適應未來建設事業對電壓的等級、設備容量以及安裝場地要求，而具有發展的空間。

3 照明負荷的配電網絡設計

照明負荷的配電網絡主要由配電屏、總配電銷、饋電線、分配電箱、分支線等部分構成。首先，配電屏引出供電電源，再利用饋電線的干線把電源帶入到總照明配電箱，之后再由總照明配電箱分出若干個支路，連接到每個分配電箱，再從每個分配電箱引出若干分支線，與終端用戶的配電箱相連，進而實現對照明系統的供電，具體見圖1。

4 高層建筑電氣工程供配電系統導線的選擇

在高層建筑的電氣系統當中，電力線路在其中具有十分重要的作用。其可以傳輸與分配電能，成為電能進行分配與傳輸的載體，具有的重要作用毋庸置疑。所以，能否正確的選擇導線對于整個建筑的電氣系統是否具有安全性來說具有直接的影響。所以，在對導線進行選擇時，電氣設計人員應該嚴格的遵守相應的規范，以及導線選擇的原則，在確保安全的條件下最大程度的節省使用的導線。

5 電氣設備低壓斷路器的選擇

通常在民用建筑以及企業建筑當中，處于對照明系統以及供電系統進行保護的目的，都要應用低壓斷路器，進而對主體電器進行控制和保護。和傳統的保險絲以及閘刀相比，低壓斷路器具有更為健全的功能，它是當前變電所以及動力照明系統當中應用最為廣泛的保護裝置。通常狀況下，根據電源的種類能夠將其分成直流和交流兩種低壓斷路器；依照其結構能夠將其分成封閉和框架式兩種低壓斷路器。另外，空氣開關中安有失壓保護，一旦電網電壓降到超過了額定電壓的50-60%，為了不會由于電壓過低而造成電動機燒壞等問題的出現，或是為更好的使電網電壓恢復，不得不對不重要的用戶進行切除時，這時失壓保護就會馬上啟動，使欠壓脫扣器線圈在線電壓上并聯。而一旦電壓恢復正常狀態時，吸住銜鐵，電壓降至額定電壓的50-60%時，以內吸力沒有彈簧拉力大，銜鐵撞擊就會鎖扣，讓觸頭斷開。從上面能夠看出，低壓斷路器其目的就是實現對線路的保護。然而結合保護對象的不同，還需要采取一些具有針對性的保護措施。例如，在變電所使用的低壓斷路器，不但應該使其具有低壓斷路器通用的保護作用，還還有具有遠程進行控制的作用；同時安裝在插座線路上的低壓斷路器還應該具有漏電保護的作用。

6 供配電系統設計中配電箱的設置

根據電氣接線的要求，配電箱應該把開關設備、保護電器、測量儀表以及輔助設備組裝到封閉或是半封閉的屏幅或是金屬柜上，進而形成低壓配電裝置。在正常運行的狀況下，能夠通過自動開關或者是手動開關將電路接通或是分斷。而當出現不正常運行，或者是發生故障時，則可利用其對電路進行切斷，或是進行報警。在各個發、配、變電所中，通過測量儀表能夠使運行中的各種參數得以顯示出來，還能夠調整某些電氣的參數，提示或是發出信號以警示其與正常的工作狀態相偏離。在高層住宅建筑的照明配電箱中，其回路的分配應該符合三個方面的要求。首先，要確保照明系統、客廳、臥室以及廚房、衛生間的插座都能夠單獨回路供電。其次，從空調回路上來看，要將其分成單獨的客廳柜式空調回路，以及另外每兩個空調插座作為一個回路。第三，除了壁掛空調的插座意外，其他的插座回路都要安置漏電保護開關。

7 供配電系統中選擇的插座和開關

作為電氣系統的終端，插座與開關同樣時安全用電中不能忽視的構成部分。小小的開關和插座，對于用戶家中的電器設備以及照明燈具等閉合和開啟具有掌控作用，同時也確保家用電器可以在穩定安全的電源中進行連接。一般來看，一旦開關閉合，電器設備就應該與電源接通；一旦開關斷開，電器設備就切斷供電，所以，作為一種具有較高效率的設備，是否選擇合適的開關，對于火宅的預防具有直接的影響。因此，選擇，正確的開關能夠確保人們的生活、生產安全。

8 電氣系統中備用電源的設計

為了能夠確保供電的安全，大部分的一級供電負荷高層建筑通常都應該安置兩個相對獨立的供電電源。這樣能夠確保在需要十分重要的用電負荷時，能能夠確保供電的安全和可靠性，這就要求在設計時應該設計與上面的兩個電源相獨立的第三個電源作為備用電源進行供電。不論是在國外，還是在國內的高層建筑當中，處于備用負荷以及應急負荷的經濟和容量，大部分選用的都是柴油發電機作為自備電源，以確保在特殊用電時可以更好的滿足用電的需求。

參考文獻：

[1]王宗青.芻議建筑對供配電系統設計的優化設計[J].科技博覽，2015（25）.

[2]高桂根.高層建筑電氣工程供配電系統設計分析[J].價值工程，2014（36）.

[3]黃保全.同層建筑供配電系統設計探討[J].大科技，2013（08）.

[4]陳力生，付輝.高層建筑智能供配電系統設計研究[J].山東工藝技術，2014（12）：154-154.

[5]馮家欣.淺談高層建筑供配電系統存在的問題及對策[J].中國電子商務，2010（03）.

[6]陳龍.淺議高層建筑中配電系統設計要點[J].城市建設，2010（05）：325-325.