高層民用建筑供配電系統火災安全研究

劉皓馳 遼寧錦州渤海大學工學院

高層民用建筑供配電系統火災安全研究

劉皓馳 遼寧錦州渤海大學工學院

隨著社會經濟的發展，人們生活水平的日益提高，日常生活中的用電量也逐漸的增加，在人們的生活中，電無處不在，電給人們的生活帶來了極大的方便，但是同時如果用電不當將會引發電力火災的發生，這將會直接給人們的生命帶來極大的威脅。尤其在那些經濟條件繁榮的地方，電氣火災帶來的破壞尤為突出。

高層建筑 民用建筑 供配電系統 電力火災

隨著社會經濟的飛速發展，人們生活水平的提高，土地資源逐漸地變得更加地珍貴，所以，高層民用建筑就出現了飛速發展的趨勢。評價一個高層建筑的好壞，依據是供電系統，該供電系統需要是安全的，完善的同時也是可靠的，本文主要是圍繞這個高層建筑供配電系統設計進行研究與展開的。

1 論文題目提出的背景

隨著社會經濟的發展，城市的人口數量的大量增多，使得我國高層建筑數量的逐年增多。進入80年代后，我國電氣火災發生的概率逐年上漲。電氣火災和工農業之間存在著一定的聯系，電氣火災所帶來的損失是間接的。隨著我國高層建筑數量的不斷增多，電子以及電氣系統的使用越發的復雜，電力線路的分布十分繁瑣，從而火災的發生概率也日益增大。電氣火災的源頭來自于電氣線路和電設備。引發電氣火災的原因有很多，但是直接導致的主要有接觸不良、漏電、短路以及靜電、電弧火花等。照明配電箱如圖1所示。射燈電源線烙痕如圖2所示。

2 供配電系統

供配電系統在確定以前，需要結合外部的供電電源，并且對當地的供電部門進行足夠的了解，另外要將性質、大小以及負荷性質都考慮全面。

2.1 高壓配電

圖1 照明配電箱

圖2 射燈電源線烙痕

通常情況下一類建筑選擇的設備是兩回10kV電源進線。當選擇的是10kV出線回路少的時候，就是單母線不分段結線。通常情況下二類建筑選擇的是一回10kV電源進線，如果選擇的用電量是比較大的時候，需要設置成兩回的10kV電源進線。最近以來，在高層民用建筑中環網柜的使用極其廣泛，而且由于該設備的結線比較簡單，同時具有很高的可靠性，所投入的資金也比較少，所以應用比較廣。

2.2 低壓配電

2.2.1 低壓配電系統的設計原則

①應該把照明和動力拆為不同的配電系統，為消防報警與照明應急系統。

②確保可以供電給保安負荷，同時還可以按照火災具體情況，切除掉部分或者是所有的非保安負荷。

③確保可以自動切換消防用電設備里面的電源。

④當中斷工作電源的時候，應該可以馬上將柴油發電機組啟動，同時確保給保安負荷供電。恢復了工作電源的供電以后，進行切換到工作電源。

2.2.2 低壓配電系統的結線

針對低壓配電系統的結線方式有很多種，將其中比較典型的兩種在工程應用中比較廣泛地舉例說明。

①低壓配電系統A

配電系統A的使用場合主要是針對一類高層民用建筑。另外還可以用在二類高層民用建筑中，該類建筑物的電量比較大。在低壓配電系統A中變壓器就設置為4臺，其中的1B，2B主要是用來除去除了空調負荷之外的所有的負荷，而3B以及4B是用來承擔空調的負荷。如果當建筑物是局部的中央空調時候，同時空調所承受的負荷比較少時，那么能夠在該建筑物中設置一臺空調變壓器，這個時候應該將聯絡線設置在一般動力負荷母線和空調負荷母線之間，從而方便對空調的變壓器進行檢修與故障檢查，如果遇到由于季節的變化，而導致了部分空調的運行故障，那么這些空調就需要退出運行，當空調負荷少同時空調變壓器退出的時候，供電的設備能夠是一般動力負荷母線，在一定程度上可以加強空調的負荷用電的穩定性以及運行費用的減少。

如果當工作電源是保持正常供電的情況，但是出現了火災，那么可以通過火災的情況，讓消防控制中心將其中部分的非保安負荷進行切除，當工作電源出現停電的時候，供電的任務主要是交給了柴油發電機。如果火災發生了，那么在收到柴油發電機運行信號以及火災信號的時候，將所有的保證負荷進行切除，從而保證保安負荷可以正常用電，以防由于柴油發電機的問題而導致熄火。

②低壓配電系統B

低壓配電系統B的使用場合主要是二類高層民用建筑。假如外部電源供電是比較靠譜的話，同時用電量也不會很大，那么可以將低壓配電系統B應用于一類高層民用建筑中，低壓配電系統B結構圖如圖3所示。

圖3 低壓配電系統B

將電氣聯鎖設置在1K與2K之間，而且如果條件允許的情況下能夠將機械聯鎖設置進去。一般情況下，合上1K以及3K，斷開2K，從B處進行全部負荷的供電。如果變壓器出現了停電、檢修或者故障的時候，自動將柴油發電機組發起，斷開1K以及3K，合上2K，負荷供電主要是來自柴油發電機組。當發生火災的時候，工作狀態上配電系統和低壓配電系統A是一樣的。

表1 民用建筑供配電設備需要的系數

3 供配電系統電氣設計分析

高層民用建筑供配電系統在設計過程中采取負荷計算方法，計算公式如下：

其中公式Pjs代表的是有功計算負荷，A代表的是建筑的面積，Ks代表的是負荷的密度。民用建筑供配電設備需要的系數如表1所示。

結語：基于高層建筑電氣的相應原則，本文介紹了高層民用建筑供電配電系統火災安全研究，該研究對設計高層建筑電氣有著重要的參考作用。得出的總結具體包括了：目前高層民用建筑供電配電系統存在著火災的安全隱患，其次火災發生的原因主要包括了科技技術的落后等因素。本文主要是介紹了供配電系統的設計分析以及供配電系統的原則等方面。

[1]Andreas Bachmaier,Sattaya Narmsara,Jan-Bleicke Eggers,Sebastian Herkel. Spatial Distribution of Thermal Energy Storage Systems in Urban Areas Connected to District Heating for Grid Balancing - A Techno-Economical Optimization based on a Case Study[J]. Journal of Energy Storage,2016

[2]Anonymous. Emerson Network Power: Emerson Network Power Introduces Rack Power Distribution Units to Help IT Managers Improve of Efficiency of Datacenters; Liebert MPX and Liebert MPH provide servers and IT equipment with flexible power supply distribution and accurate monitoring of the energy consumption of connected loads.[J]. M2 Presswire,2014

[3]張菁,章文俊,單鴻濤.高層民用建筑中的供配電系統設計[J].上海工程技術大學教育研究,2016,02:36-38+52

[4]楊寶泉,王會芳.淺談高層民用建筑供配電系統電氣防火措施與技術[J].價值工程,2010,35:65-66