談高層建筑電氣中供配電設(shè)計(jì)

薛飛

摘 要：建筑供配電系統(tǒng)的可靠，直接關(guān)系到人身安全、任何事故都將造成難以估計(jì)的經(jīng)濟(jì)損失，因此，供配電系統(tǒng)的安全性在電氣設(shè)計(jì)時(shí)是成為重要的一環(huán)。電力負(fù)荷根據(jù)對(duì)供電可靠性的要求及中斷供電的損失和影響程度分為一級(jí)負(fù)荷、二級(jí)負(fù)荷、三級(jí)負(fù)荷。儀器也在不斷進(jìn)步，其中高、精、尖儀器比例不斷增加，這類儀器對(duì)電能質(zhì)量要求較高，如何才能滿足不同電器的用電要求呢，供配電線路的設(shè)計(jì)相當(dāng)重要。

關(guān)鍵詞：建筑電氣；配電系統(tǒng)；設(shè)計(jì)；應(yīng)用

1 前言

在高層建筑電氣設(shè)計(jì)中，需要根據(jù)建筑物的特征，確定負(fù)荷等級(jí)，選擇供配電方式和配電系統(tǒng)，以保證用戶的用電可靠性及初建投資的合理性。并使變配電設(shè)備深入負(fù)荷中心，以滿足多功能要求；節(jié)省建筑使用面積，減少供配電設(shè)備的種類，便于施工、維修。這些都是高層建筑電氣設(shè)計(jì)中首先考慮的間題。對(duì)供電的可靠性，安全性及電能的質(zhì)量有較高的要求。

2 高層建筑對(duì)供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)的要求

高層建筑供配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，是高層建筑電氣設(shè)計(jì)的重要組成部分，合理與否會(huì)影響整個(gè)建筑使用功能及安全。由于現(xiàn)代高層建筑通常是集辦公、娛樂(lè)、商業(yè)等功能于一身，具有多元化功能，同時(shí)與消防、空調(diào)、給排水等專業(yè)以及與現(xiàn)代化管理手段相配套的設(shè)備也相當(dāng)多，因此在對(duì)高層建筑進(jìn)行供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)師應(yīng)根據(jù)其本身I生質(zhì)、規(guī)模，明確建筑相關(guān)電力負(fù)荷等級(jí)，并結(jié)合當(dāng)?shù)氐墓╇娋W(wǎng)的實(shí)際隋況，才能確定高層建筑供電電源的電壓等級(jí)、電源回路數(shù)、專線電源還是公用電源以及是否設(shè)置自備電源等。對(duì)一個(gè)高層建筑的供配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，除了考慮技術(shù)方面（主要為規(guī)范要求）的因素外，還必須考慮工程投資，運(yùn)行管理諸方面的因素。

3 建筑電氣工程設(shè)計(jì)節(jié)能應(yīng)遵循的原則

3.1 優(yōu)化供電設(shè)計(jì)，促進(jìn)電能合理利用

在進(jìn)行民用建筑工程電氣設(shè)計(jì)時(shí)，既不能以犧牲建筑功能，損害使用需求為代價(jià)，也不能盲目增加投資，為節(jié)能而節(jié)能，首先考慮的是適用性，也就是能夠?yàn)榻ㄖ姎庠O(shè)備的運(yùn)行提供必需的動(dòng)力，建筑物內(nèi)創(chuàng)造良好的人工環(huán)境提供必要的能源；能夠滿足用電設(shè)備對(duì)于負(fù)荷容量、電能質(zhì)量與供電可靠性的要求能夠保證建筑電氣設(shè)備對(duì)于控制方式的要求，從而使電氣設(shè)備的使用功能得到充分的發(fā)揮。其次考慮的是安全性，電氣線路應(yīng)有足夠的絕緣距離、絕緣強(qiáng)度、負(fù)荷能力、熱穩(wěn)定與動(dòng)穩(wěn)定裕度，確保供電、配電與用電設(shè)備的安全運(yùn)行；有可靠的防雷裝置，防雷擊技術(shù)措施；特殊功能要求的場(chǎng)合下還應(yīng)有防靜電、防浪涌的技術(shù)措施，按建筑物的重要性與火災(zāi)潛在的危險(xiǎn)程度設(shè)置相應(yīng)必要的技術(shù)措施。在滿足民用建筑電氣工程的適用性和安全性的基礎(chǔ)上，采用先進(jìn)的節(jié)能技術(shù)，優(yōu)化供配電設(shè)計(jì)，促進(jìn)電能合理利用。

3.2 提高設(shè)備運(yùn)行效率

減少電能的直接或間接損耗，在滿足建筑物對(duì)使用功能的要求和確保安全的前提下，盡可能減少建設(shè)投資，最大限度的減少電能與各種能源的消耗。做到選用節(jié)能設(shè)備、均衡負(fù)荷、補(bǔ)償無(wú)功、減少線路損耗、降低運(yùn)行與維護(hù)費(fèi)用，提高能源的綜合利用率。

3.3 合理調(diào)整負(fù)荷

選取合理的設(shè)計(jì)系數(shù)，提高負(fù)荷率和設(shè)備利用率設(shè)計(jì)時(shí)盡可能合理調(diào)整負(fù)荷，選取合理的設(shè)計(jì)系數(shù)，在特殊用電的情況下選擇合理的節(jié)能措施，提高負(fù)荷率和設(shè)備利用率，達(dá)到節(jié)約電能的目的。

4 高層建筑供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)

4.1 負(fù)荷等級(jí)的確定和各級(jí)負(fù)荷容量的計(jì)算

負(fù)荷等級(jí)的確定應(yīng)按有關(guān)規(guī)范進(jìn)行，一般隋況下，高層建筑負(fù)荷等級(jí)也可按以下確定：一級(jí)負(fù)荷包括疏散樓梯、消防電梯前室及地下室的應(yīng)急照明、消防水泵、排煙風(fēng)機(jī)、消防電梯等；二級(jí)負(fù)荷包括部分客梯電力、生活泵電力；三級(jí)負(fù)荷包括一、二級(jí)負(fù)荷以外的其他用電負(fù)荷。根據(jù)負(fù)荷用途的不同，將用電負(fù)荷劃分為商業(yè)用電和住宅用電，由于商業(yè)用電與住宅用電的計(jì)費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)不同，一般分別設(shè)置商業(yè)變配電房與住宅變配電房，商業(yè)用電包括商鋪用電、售樓部和會(huì)所用電、地下室照明、動(dòng)力用電及其他商業(yè)用途的負(fù)荷，其供電由商業(yè)變配電房提供；住宅用電包括住宅相關(guān)的照明、動(dòng)力等的用電，其供電由住宅變配電房提供。確定建筑總用電計(jì)算負(fù)荷的方法主要有負(fù)荷密度法、單位容量法和需用系數(shù)法，通常習(xí)慣使用負(fù)荷密度法和單位容量法對(duì)高層建筑用電負(fù)荷進(jìn)行計(jì)算。

對(duì)于普通商鋪的負(fù)荷計(jì)算，經(jīng)常使用負(fù)荷密度法，即采用單位面積的用電負(fù)荷容量取整作為單間商鋪的預(yù)留負(fù)荷，并由此與其他商業(yè)負(fù)荷通過(guò)計(jì)算，得到總的商業(yè)用電負(fù)荷。商鋪負(fù)荷密度的取值會(huì)因?yàn)樯啼伒慕?jīng)營(yíng)特及所處的地區(qū)而有所不同，江蘇地區(qū)普通商鋪一般按100W/m～150W/m計(jì)算，如商鋪的負(fù)荷可以確定，則應(yīng)按實(shí)際負(fù)荷計(jì)算，各類設(shè)備負(fù)荷的需要系數(shù)及功率因數(shù)見技術(shù)手冊(cè)的相關(guān)章節(jié)對(duì)于住宅的負(fù)荷計(jì)算，一般使用單位容量法也稱單位指標(biāo)法，即根據(jù)商住樓的住戶數(shù)來(lái)確定容量的計(jì)算方法。

住宅用電負(fù)荷需要系數(shù)與配電時(shí)所連接的基本戶數(shù)有關(guān)，住宅戶數(shù)越大，需要系數(shù)越小在高層建筑電氣設(shè)汁中，住宅用電負(fù)荷在總用電負(fù)荷中所占的比例一般較大，住宅計(jì)算負(fù)荷的大小直接關(guān)系到項(xiàng)目用電規(guī)劃及變壓器等設(shè)備的選型，因而需要系數(shù)的選取就顯得尤為重要。若進(jìn)行負(fù)荷汁算時(shí)，沒有充分考慮用電負(fù)荷的特點(diǎn)，需要系數(shù)選取過(guò)大，造成變壓器容量選型過(guò)大，投資增加，資源浪費(fèi)，經(jīng)濟(jì)性差；需要系數(shù)選取過(guò)小，又造成變壓器容量選型過(guò)小，用電高峰時(shí)，變壓器負(fù)載率過(guò)高，既降低了配電系統(tǒng)的安全性，又縮短了設(shè)備的使用壽命。

4.2 供電電源及電壓

供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，為保證供電系統(tǒng)的合理性，要求根據(jù)負(fù)荷等級(jí)采取相應(yīng)的供電措施各級(jí)負(fù)荷的供電電源應(yīng)滿足設(shè)計(jì)規(guī)范的相關(guān)規(guī)定。對(duì)高層建筑來(lái)說(shuō)，一般沒有特別重要負(fù)荷，且一級(jí)負(fù)荷容量較小，因此采用兩路市政電源供電或一路市政電源加應(yīng)急發(fā)電機(jī)組供電均可滿足要求，后者在工程應(yīng)用巾較為常見。供電電源采用一路獨(dú)立的IOkV高壓電源，由市政區(qū)域變配電站引入至小區(qū)首層開關(guān)房.低壓配電電壓采用380 /220V。設(shè)置柴油發(fā)電機(jī)，以確保消防設(shè)備用電。當(dāng)投資方對(duì)某些用電負(fù)荷有特殊的供電要求時(shí)，也可由柴油發(fā)電機(jī)組提供保障。

4.3 變配電所的布置

一般應(yīng)根據(jù)負(fù)荷容量、負(fù)荷分布以及建筑物功能分區(qū)的實(shí)際晴況，與相關(guān)專業(yè)協(xié)調(diào)確定變配電所的位置以及數(shù)量。變壓器容量應(yīng)根據(jù)計(jì)算容量選擇，變壓器的負(fù)荷率一般取70%一85%。低壓線路的供電半徑一般不宜超過(guò)200m，當(dāng)供電容量超過(guò)500kW，供電距離超過(guò)200m時(shí)，宜考慮增設(shè)變配電所。由于首層空間的商業(yè)價(jià)值比較高，一般高層建筑的變配電所設(shè)于負(fù)一層，便于通過(guò)地下停車庫(kù)的車道運(yùn)輸變配電設(shè)備。

5 結(jié)語(yǔ)

總之，在對(duì)高層建筑供配電系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，其負(fù)荷容量計(jì)算是否準(zhǔn)確，供電電源選擇及變配電所布置是否合理，供配電系統(tǒng)是否經(jīng)濟(jì)，運(yùn)行是否能保持穩(wěn)定、安全等方面，將決定其最終成果的優(yōu)劣。

參考文獻(xiàn)：

[1] 陳秋瑜.多高層住宅建筑電氣接地設(shè)計(jì)的分析[J].黑龍江科技信息，2009（3）.