高層建筑電氣工程供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究

黨博

摘要：高層建筑中電氣工程供配電系統(tǒng)包括暖通空調(diào)系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、消防系統(tǒng)、電梯系統(tǒng)、智能泊車系統(tǒng)等等。這些標(biāo)準(zhǔn)設(shè)施不僅能夠完善現(xiàn)代高層建筑的整體使用性能，也能夠提高高層建筑的整體使用安全。供配電系統(tǒng)作為電氣工程最主要的設(shè)備能源供給基礎(chǔ)，其設(shè)計(jì)的可靠性與安全性對(duì)建筑工程整體使用性能來說具有非常重要的影響。由于高層建筑自身的整體構(gòu)造非常復(fù)雜，所以對(duì)電氣工程供配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)也提出了更高的要求。

關(guān)鍵詞：高層建筑;電氣工程;供配電;系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1高層建筑供配電系統(tǒng)特點(diǎn)

高層建筑有樓層高、建筑面積大的特點(diǎn)，集居住、商業(yè)、辦公等多元化功能于一體。為滿足多元化使用功能的要求，需將現(xiàn)代化電氣技術(shù)有機(jī)結(jié)合起來。

1.1供電可靠性要求高

高層建筑中電力負(fù)荷分為一級(jí)、二級(jí)、三級(jí)負(fù)荷。為滿足供電可靠性，采用兩路獨(dú)立電源供電，設(shè)置柴油發(fā)電機(jī)組為備用電源、設(shè)置UPS電源為計(jì)算機(jī)房事故照明、疏散指示等一級(jí)負(fù)荷的不間斷電源。

1.2電氣用房多

變配電所、消防中心、監(jiān)控中心、各專業(yè)自帶設(shè)備控制室等。

1.3用電設(shè)備多且用電量大

消防用設(shè)備多;風(fēng)機(jī)、空調(diào)設(shè)備用電量大。

1.4自動(dòng)化程度高

隨著樓宇自控系統(tǒng)的發(fā)展，用電設(shè)備逐步實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程監(jiān)控功能。例如ATS雙電源監(jiān)控系統(tǒng)、漏電火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)、SPD浪涌監(jiān)控系統(tǒng)、智能疏散系統(tǒng)、電能管理系統(tǒng)、智能照明系統(tǒng)等智能化系統(tǒng)逐步運(yùn)用到高層建筑中，不僅實(shí)現(xiàn)了設(shè)備智能巡檢功能、故障報(bào)警功能、能源監(jiān)管功能，更有利于設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)控。

1.5供配電系統(tǒng)橋架線纜要求高

所有常規(guī)電纜橋架（含弱電）均采用電纜沿電纜橋架敷設(shè)，電纜橋架要求熱浸鋅或鍍鋅再加噴塑加蓋，防火橋架要求熱浸鋅加噴防火涂料，并加蓋;電纜導(dǎo)線均需采用阻燃絕緣電纜;在伸縮、沉降區(qū)邊緣的管路，必須做防震處理。

2高層建筑電氣設(shè)計(jì)供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求

2.1安全性

供配電是高層建筑電氣設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵點(diǎn)，直接影響高層建筑的使用性能和質(zhì)量安全，由于近幾年城市快速發(fā)展，高層建筑結(jié)構(gòu)趨于多樣化，提高了供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求。相比于傳統(tǒng)建筑而言，高層建筑空間跨度大，尤其是縱向跨度更大，再加上大量配置電梯、空調(diào)等用電設(shè)備，其安全穩(wěn)定運(yùn)行全部依賴于配電系統(tǒng)的電力支持，使得配電系統(tǒng)的可靠性直接關(guān)系到高層建筑用電安全。

2.2可靠性

在高層建筑電氣設(shè)計(jì)中，供配電系統(tǒng)必須具備可靠性，這主要是因?yàn)楣┡潆娤到y(tǒng)的可靠性直接關(guān)系到高層建筑用電設(shè)備運(yùn)行的安全性，考慮到高層建筑的特征，一旦發(fā)生火災(zāi)，由于樓宇高、跨度大，不利于火災(zāi)救援，只能依靠高層建筑的消防措施和安全通過進(jìn)行人員疏散，而消防裝置必須依賴于供電電源的可靠運(yùn)行。這就說明若供配電系統(tǒng)可靠性低，一旦出現(xiàn)火災(zāi)，淋水系統(tǒng)、消防電梯、報(bào)警設(shè)備等消防滅火設(shè)備無法發(fā)揮作用。

2.3持續(xù)性

在供配電系統(tǒng)運(yùn)行中，必須具備持續(xù)性特征，保證供電的持續(xù)性，借助電網(wǎng)提供分別獨(dú)立的電源，達(dá)到一級(jí)負(fù)荷要求和二級(jí)負(fù)荷要求，配以柴油發(fā)電機(jī)組作為備用或者應(yīng)急電源。

3高層建筑電氣工程供配電系統(tǒng)的具體設(shè)置

3.1優(yōu)化建筑配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)

變配電所是供配電系統(tǒng)非常重要的組成部分，也是保證電力能源穩(wěn)定輸送的基本條件，設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)過程中需要綜合分析各方面所帶來的影響。首先，變配電所地址選擇，通常情況下變配電內(nèi)涉及高低壓配電室、變壓器室、電容器室等不同的組成部分，根據(jù)民用建筑的使用需求確定變配電所的最終組成，由于變配電室內(nèi)包含很多電氣設(shè)備，設(shè)計(jì)人員需要做好相關(guān)的保護(hù)措施，嚴(yán)格按照規(guī)范要求進(jìn)行設(shè)計(jì)。與此同時(shí)，針對(duì)配電室、電容器室、變壓器室等特點(diǎn)，在門窗等出入裝置的設(shè)計(jì)中應(yīng)該避免雨雪、小動(dòng)物、幼兒的進(jìn)入，嚴(yán)格杜絕各種渠道進(jìn)入的可能性。另外，完成變配電室的設(shè)計(jì)工作后，設(shè)計(jì)人員需要對(duì)可能存在的引發(fā)故障、故障消耗時(shí)間、系統(tǒng)維修時(shí)間、檢修率等參數(shù)進(jìn)行確定，進(jìn)一步提高民用建筑供配電系統(tǒng)運(yùn)行質(zhì)量，為人們提供更加安全的供電條件。

3.2供配電系統(tǒng)配電箱的設(shè)置

為了能夠保證電氣接線的整體要求，配電箱必須要將開關(guān)設(shè)備保護(hù)電氣測(cè)量?jī)x表以及相關(guān)的輔助設(shè)備共同組裝到封閉的金屬柜上，這樣才能夠形成低壓配電裝置，通過自動(dòng)開關(guān)或者手動(dòng)開關(guān)的方式能夠?qū)崿F(xiàn)電路的接通或斷開。

當(dāng)線路運(yùn)行不正常或者出現(xiàn)故障時(shí)，則可以利用其他的線路進(jìn)行切斷或報(bào)警，在各個(gè)變配電所中，利用測(cè)量?jī)x表的方式也能夠保證各種運(yùn)行參數(shù)能夠全面、淺析地顯示出來，也能夠充分的調(diào)節(jié)部分電氣參數(shù)，具備提示或警告的功能。在高層住宅建筑中，照明配電箱的回路必須要滿足照明系統(tǒng)的需求，客廳臥室、廚房、衛(wèi)生間的插座，都必須要有單獨(dú)回路供電。在空調(diào)回路設(shè)置的過程中必須要設(shè)置成獨(dú)立式的空調(diào)回路，除了壁掛空調(diào)插座之外，其他的插座回路都應(yīng)該安裝漏電保護(hù)裝置。

3.3電氣設(shè)備低壓斷路器的選擇

在現(xiàn)代高層建筑中，由于照明系統(tǒng)、供電系統(tǒng)必須要以低壓斷路器對(duì)主體電器進(jìn)行控制和保護(hù)，所以低壓斷路器的安全性和可靠性就尤為重要。

與傳統(tǒng)的保險(xiǎn)絲和閘刀相比較來看，低壓斷路器具有更全面的保護(hù)功能，能夠?qū)Ξ?dāng)前變電所以及動(dòng)力照明系統(tǒng)提供最廣泛的保護(hù)功能根據(jù)電源的種類。

供配電線路設(shè)計(jì)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的影響是非常大的，設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)供配電線路的時(shí)候應(yīng)該結(jié)合民用建筑的具體情況，根據(jù)線路用電負(fù)荷分配、供電線路距離、供電半徑、用電設(shè)備等多方面進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)，需要注意的是供配電線路所產(chǎn)生的能耗較大，為了提高民用建筑供配電節(jié)能效果，在設(shè)計(jì)過程中應(yīng)該秉持簡(jiǎn)單、安全、節(jié)能等原則，避免設(shè)計(jì)問題所造成的電能損耗，從根本上提高民用建筑供配電運(yùn)行水平，無認(rèn)配線設(shè)計(jì)的負(fù)荷大小與否，都要求選用銅芯導(dǎo)線，與此同時(shí)盡量減少導(dǎo)線長(zhǎng)度，以滿足使用需求為基礎(chǔ)，降低成本費(fèi)用的增加。

3.4變壓器的設(shè)計(jì)

為了保證變壓器的正常運(yùn)行，提高變壓器安全性和可靠性，所以必須要充分考慮變壓器的運(yùn)行條件，將成本和能源消耗控制在最低，所以在智能建筑變壓器的選擇時(shí)應(yīng)該以低能耗材質(zhì)的高效變壓器為主，保證變壓器的負(fù)荷率在最佳狀態(tài)的70～85%左右。如果變壓器的容量和負(fù)荷率始終保持在平穩(wěn)狀態(tài)時(shí)，可以減少變壓器的數(shù)量，而增加變壓器的容量，這樣就能夠有效的節(jié)約能源，提高能源資源的利用效率。

由于受到季節(jié)性負(fù)荷，很容易導(dǎo)致電能質(zhì)量受到影響，所以可以設(shè)置專用的變壓器來應(yīng)對(duì)季節(jié)性的負(fù)荷變化，實(shí)現(xiàn)靈活投切，保證變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，避免由于輕載運(yùn)行而造成能源損耗。例如在夏季空調(diào)負(fù)荷比較大，所以可以使用單獨(dú)的變壓器作為空調(diào)變壓器，通過這樣能夠充分發(fā)揮出空調(diào)的季節(jié)性特征，減少能源消耗，保證變壓器的經(jīng)濟(jì)效益。

3.5減少線路損耗

在電力傳輸過程中，由于各種各樣的因素，所以線路損耗無法避免，但是可以通過恰當(dāng)?shù)脑O(shè)計(jì)來減少線損。當(dāng)電流從線路中流通時(shí)，由于不同的線路材質(zhì)以及負(fù)荷會(huì)造成一定的功率損耗，所以必須要保證電網(wǎng)的功率因數(shù)得到全面提升，選擇更好的材質(zhì)，盡可能減少線路中的電阻，保證電網(wǎng)無功功率滿足供電部門要求。

結(jié)語：綜上所述，在高層建筑工程中電氣的施工中，相關(guān)的工作人員要對(duì)電氣施工的技術(shù)要點(diǎn)進(jìn)行深入的探究，嚴(yán)格遵循相關(guān)的依據(jù)，并制定相應(yīng)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)電氣施工的質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格的管控，并針對(duì)實(shí)際施工過程中面臨的問題進(jìn)行探究，并及時(shí)做出相應(yīng)的解決措施，不斷的加強(qiáng)管理力度，確保高層建筑工程中電氣施工的質(zhì)量，進(jìn)而促進(jìn)我國建筑行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

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