高層建筑電氣中低壓配電設(shè)計(jì)探討

曾銳浩

[摘要]高層建筑電氣系統(tǒng)中低壓配電設(shè)計(jì)是重要內(nèi)容之一，其設(shè)計(jì)質(zhì)量直接關(guān)系著整個(gè)高層建筑的用電情況。低壓配電設(shè)計(jì)在高層建筑電氣系統(tǒng)中具有提供電力的作用，并對(duì)高層建筑中其他功能的使用產(chǎn)生一定影響。如果高層建筑電氣系統(tǒng)中的低壓配電設(shè)計(jì)出現(xiàn)問(wèn)題，將會(huì)埋下安全隱患，所以加強(qiáng)對(duì)高層建筑電氣系統(tǒng)中低壓配電設(shè)計(jì)的探討有重要意義。

[關(guān)鍵詞]高層建筑；電氣；低壓配電；設(shè)計(jì)

文章編號(hào)：2095 - 4085（ 2018） 01 - 0035 - 02

與普通建筑物相比，高層建筑體積和用電量較大，建筑物內(nèi)部結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜。因此，在設(shè)計(jì)電氣系統(tǒng)時(shí)，對(duì)供電系統(tǒng)的強(qiáng)度、穩(wěn)定性和安全性提出了更高要求。隨著建筑業(yè)的不斷發(fā)展和環(huán)境用電的不斷增加，為保證高層建筑電力的穩(wěn)定，必須加強(qiáng)對(duì)低壓配電設(shè)計(jì)的研究和分析。

1 高層建筑電氣系統(tǒng)的特點(diǎn)

1.1 涉及到的用電設(shè)備種類繁多

由于復(fù)雜性和龐大性，高層建筑對(duì)電氣設(shè)備的要求比低層建筑更為嚴(yán)格。高層電氣設(shè)備分析包括給排水系統(tǒng)，火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)，監(jiān)控系統(tǒng)，制冷與供熱系統(tǒng)，通風(fēng)系統(tǒng)和電梯。并且在建筑行業(yè)不斷發(fā)展以及人們需求不斷增加下，建筑功能更加完善，建筑結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜，在一定程度上給高層建筑中的用電設(shè)備帶來(lái)一定壓力，給高層建筑供電系統(tǒng)的穩(wěn)定高效運(yùn)行帶來(lái)嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。

1.2 用電量大

因高層建筑的容量和承載力都比普通低層建筑大，所以其用電負(fù)荷和用電量也比較大。高層住宅建筑用電量要比普通低層住宅用電量高，更不用說(shuō)具有酒店、辦公樓等功能的商務(wù)性高層，其用電量更加明顯，用電量的增加，增大建筑的用電負(fù)荷，為滿足高層建筑的用電需求，加強(qiáng)對(duì)低壓配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)有其必要性。

1.3 對(duì)供電可靠性提出更高要求

高層建筑的住戶相對(duì)于低層建筑更多，因此對(duì)于電力的需求也遠(yuǎn)大于低層建筑，為保證高層建筑用電的穩(wěn)定性和安全性，主要應(yīng)用一級(jí)負(fù)荷、二級(jí)負(fù)荷兩種情況，一級(jí)負(fù)荷需要配備2套相互獨(dú)立的供電系統(tǒng)，以確保即使一套系統(tǒng)出現(xiàn)問(wèn)題，另一套系統(tǒng)也可以代替其繼續(xù)工作，保證高層建筑各項(xiàng)功能實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定運(yùn)行。此外，為應(yīng)對(duì)突發(fā)事件，高層建筑中還應(yīng)當(dāng)設(shè)計(jì)應(yīng)急電源，如發(fā)電機(jī)、應(yīng)急燈等設(shè)備，以為建筑內(nèi)的用戶提供可靠電源。

1.4 電氣系統(tǒng)更加復(fù)雜

高層建筑對(duì)于功能的需求更大更多，在進(jìn)行供電時(shí)系統(tǒng)也就更復(fù)雜，通常會(huì)涉及多個(gè)電氣系統(tǒng)，并且每個(gè)電氣系統(tǒng)下還會(huì)設(shè)計(jì)相互連接相互影響的子系統(tǒng)，這一設(shè)計(jì)方式也在一定程度上增加整個(gè)電氣系統(tǒng)的復(fù)雜程度。另外，為提高高層建筑工作效率，自動(dòng)化控制系統(tǒng)在高層建筑中得到廣泛應(yīng)用，所以電氣系統(tǒng)對(duì)智能化也提出非常高的要求，這也增加了電氣系統(tǒng)的復(fù)雜性。

1.5 變配電系統(tǒng)呈現(xiàn)分散性特點(diǎn)

在高層建筑中用電規(guī)模的增加導(dǎo)致電荷分配呈現(xiàn)出分散性特點(diǎn)，為保證供電的穩(wěn)定性需要采用多個(gè)配電中心對(duì)高層建筑進(jìn)行輸電，這一供電方式不僅實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定供電，同時(shí)也大大節(jié)省了電纜材料，降低企業(yè)對(duì)電力網(wǎng)絡(luò)的投入成本。高層建筑中通常會(huì)配備多個(gè)配電房，分布在建筑物的各個(gè)角落，如地下室，頂層和地面。可變配電系統(tǒng)還包括監(jiān)控室，配線室，控制室等部門，這些功能室需要占用建筑物的空間，另外為保證高層建筑中電梯的穩(wěn)定運(yùn)行，還需要在電梯附近設(shè)置專門的配電間。

1.6 設(shè)備與線路對(duì)防火要求更高

高層建筑具有樓層高、住戶多的特點(diǎn)，所以一旦發(fā)生火災(zāi)等安全事故，給如何快速疏通人員，保障居民安全提出挑戰(zhàn)。對(duì)此高層建筑電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)，需要加強(qiáng)對(duì)設(shè)備與線路防火性能的重視。首先在設(shè)備與線路的材料上應(yīng)當(dāng)以阻燃材料為主，其次在設(shè)計(jì)、鋪設(shè)上盡量做到多穿管，加強(qiáng)對(duì)容易受損壞部位的防護(hù)，最后在電纜的端口做好封堵工作。

2 高層建筑電氣中低壓配電設(shè)計(jì)原則

2.1 優(yōu)化原則

優(yōu)化的原則意味著在設(shè)計(jì)高層建筑配電系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)根據(jù)建筑功能和結(jié)構(gòu)的綜合分析來(lái)實(shí)現(xiàn)合理的布局。科學(xué)高效的高層建筑低壓配電設(shè)計(jì)應(yīng)線條簡(jiǎn)潔，避免線路重疊和交錯(cuò)等問(wèn)題，在設(shè)計(jì)過(guò)程中始終遵循優(yōu)化原則可以大大提高線路的安全性和穩(wěn)定性，同時(shí)還能減少鋪設(shè)材料的使用。優(yōu)化原則中最重要的是節(jié)能原則，這要求高層建筑電氣中的低壓配電設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)充分利用現(xiàn)代先進(jìn)科學(xué)技術(shù)，不斷提高建筑內(nèi)部的整體節(jié)能水平。為了實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)，我們可以考慮在設(shè)計(jì)過(guò)程中使用節(jié)能材料代替?zhèn)鹘y(tǒng)材料，加強(qiáng)對(duì)太陽(yáng)能、地?zé)崮艿茸匀荒茉吹睦谩Ｔ诟邔咏ㄖ姎庀到y(tǒng)的整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)用優(yōu)化原則。在設(shè)計(jì)整體結(jié)構(gòu)時(shí)，從系統(tǒng)運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性出發(fā)，設(shè)計(jì)備用供電系統(tǒng)，以滿足建筑物整體電力需求，從而提高高層建筑應(yīng)對(duì)突發(fā)情況的能力。為提高建筑中各用電設(shè)備的安全性，可以在線路設(shè)計(jì)過(guò)程中預(yù)留出一部分空間，使用電設(shè)備之間保持安全距離從而提高設(shè)備線路的絕緣性。

2.2 高效原則

高層建筑中的用電設(shè)備復(fù)雜多樣，所以在對(duì)配電系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)當(dāng)保證設(shè)計(jì)的科學(xué)性，避免造成資源浪費(fèi)和電力損耗。因此，在設(shè)計(jì)過(guò)程中，可以分析建筑物的整體電力需求，可以將電力供應(yīng)和配送中心設(shè)置在耗電量較大的地區(qū)。另外，配電中心實(shí)現(xiàn)分散設(shè)置可以有效減少資源浪費(fèi)。為了提高配電系統(tǒng)的有效運(yùn)行，在設(shè)計(jì)過(guò)程中也要求均衡的負(fù)荷分配。例如，使用三相供電系統(tǒng)可以起到平衡收費(fèi)的作用，從而提高電力資源的利用率。

3 高層建筑電氣中低壓配電設(shè)計(jì)

3.1 供電需求設(shè)計(jì)

在對(duì)高層建筑電氣中低壓配電進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)當(dāng)從整體出發(fā)，首先保證必須配備兩個(gè)以上的供電電源，除此之外還應(yīng)當(dāng)配備充足的應(yīng)急電源和備用電源，綜合考慮高層建筑各種情況，從而實(shí)現(xiàn)保證供電量滿足實(shí)際需求。

3.2 電源設(shè)計(jì)

高層建筑對(duì)配電設(shè)計(jì)的低壓電源提出了更高的要求，除了大量的電力設(shè)備安裝在一個(gè)負(fù)載和兩個(gè)負(fù)載，其他要滿足電力設(shè)備的電力需求，必須提供強(qiáng)大的電力供應(yīng)電力方面，為達(dá)到這一目的，高層建筑在設(shè)計(jì)時(shí)一般采用雙向獨(dú)立供電方式，雙向供電方式一般來(lái)自同一變電所的母線段或不同的變電站，因此即使在發(fā)生斷電后，可以使用另一條電路進(jìn)行供電，以確保所有電氣設(shè)備穩(wěn)定正常運(yùn)行。

3.3 配變電所設(shè)計(jì)

高層建筑中的配變電所設(shè)置應(yīng)當(dāng)做到布局的合理性。首先，在選擇地點(diǎn)時(shí)，應(yīng)該放在人口流量較小的地區(qū)，同時(shí)避開(kāi)低洼地區(qū)。配電室要積極做好防潮、防塵措施，為所有設(shè)備的安全運(yùn)行提供良好環(huán)境。配電變壓器容量也是配變電所設(shè)計(jì)中需要重點(diǎn)考慮的問(wèn)題，根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行合理選擇，保證其正常工作功率控制在限定功率的60%以內(nèi)。為保證配變電所運(yùn)行質(zhì)量，應(yīng)當(dāng)配備專門管理人員加強(qiáng)對(duì)配變電所的巡視和檢查。在高層建筑電氣中的低壓配電設(shè)計(jì)中，為在突發(fā)事故出現(xiàn)時(shí)及時(shí)更換線路，應(yīng)當(dāng)采用模塊供電方式，只有這樣才能更好的保證供電質(zhì)量。

4 結(jié)語(yǔ)

在低壓配電設(shè)計(jì)工作中，設(shè)計(jì)師通過(guò)對(duì)高層建筑的整體功能，結(jié)構(gòu)和用電需求分析，合理的低壓配電設(shè)計(jì)，提高高層建筑供電效率，實(shí)現(xiàn)能源資源的節(jié)約，保證各用電設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)：

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