高層建筑電氣工程供配電系統設計研究

黨博

摘要：高層建筑中電氣工程供配電系統包括暖通空調系統、照明系統、消防系統、電梯系統、智能泊車系統等等。這些標準設施不僅能夠完善現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。供配電系統作為電氣工程最主要的設備能源供給基礎，其設計的可靠性與安全性對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造非常復雜，所以對電氣工程供配電系統的設計也提出了更高的要求。

關鍵詞：高層建筑;電氣工程;供配電;系統設計

1高層建筑供配電系統特點

高層建筑有樓層高、建筑面積大的特點，集居住、商業、辦公等多元化功能于一體。為滿足多元化使用功能的要求，需將現代化電氣技術有機結合起來。

1.1供電可靠性要求高

高層建筑中電力負荷分為一級、二級、三級負荷。為滿足供電可靠性，采用兩路獨立電源供電，設置柴油發電機組為備用電源、設置UPS電源為計算機房事故照明、疏散指示等一級負荷的不間斷電源。

1.2電氣用房多

變配電所、消防中心、監控中心、各專業自帶設備控制室等。

1.3用電設備多且用電量大

消防用設備多;風機、空調設備用電量大。

1.4自動化程度高

隨著樓宇自控系統的發展，用電設備逐步實現了遠程監控功能。例如ATS雙電源監控系統、漏電火災監控系統、SPD浪涌監控系統、智能疏散系統、電能管理系統、智能照明系統等智能化系統逐步運用到高層建筑中，不僅實現了設備智能巡檢功能、故障報警功能、能源監管功能，更有利于設備運行狀態實時監控。

1.5供配電系統橋架線纜要求高

所有常規電纜橋架（含弱電）均采用電纜沿電纜橋架敷設，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;電纜導線均需采用阻燃絕緣電纜;在伸縮、沉降區邊緣的管路，必須做防震處理。

2高層建筑電氣設計供配電系統設計要求

2.1安全性

供配電是高層建筑電氣設計中的關鍵點，直接影響高層建筑的使用性能和質量安全，由于近幾年城市快速發展，高層建筑結構趨于多樣化，提高了供配電系統設計要求。相比于傳統建筑而言，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、空調等用電設備，其安全穩定運行全部依賴于配電系統的電力支持，使得配電系統的可靠性直接關系到高層建筑用電安全。

2.2可靠性

在高層建筑電氣設計中，供配電系統必須具備可靠性，這主要是因為供配電系統的可靠性直接關系到高層建筑用電設備運行的安全性，考慮到高層建筑的特征，一旦發生火災，由于樓宇高、跨度大，不利于火災救援，只能依靠高層建筑的消防措施和安全通過進行人員疏散，而消防裝置必須依賴于供電電源的可靠運行。這就說明若供配電系統可靠性低，一旦出現火災，淋水系統、消防電梯、報警設備等消防滅火設備無法發揮作用。

2.3持續性

在供配電系統運行中，必須具備持續性特征，保證供電的持續性，借助電網提供分別獨立的電源，達到一級負荷要求和二級負荷要求，配以柴油發電機組作為備用或者應急電源。

3高層建筑電氣工程供配電系統的具體設置

3.1優化建筑配電系統設計

變配電所是供配電系統非常重要的組成部分，也是保證電力能源穩定輸送的基本條件，設計人員在設計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，由于變配電室內包含很多電氣設備，設計人員需要做好相關的保護措施，嚴格按照規范要求進行設計。與此同時，針對配電室、電容器室、變壓器室等特點，在門窗等出入裝置的設計中應該避免雨雪、小動物、幼兒的進入，嚴格杜絕各種渠道進入的可能性。另外，完成變配電室的設計工作后，設計人員需要對可能存在的引發故障、故障消耗時間、系統維修時間、檢修率等參數進行確定，進一步提高民用建筑供配電系統運行質量，為人們提供更加安全的供電條件。

3.2供配電系統配電箱的設置

為了能夠保證電氣接線的整體要求，配電箱必須要將開關設備保護電氣測量儀表以及相關的輔助設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，通過自動開關或者手動開關的方式能夠實現電路的接通或斷開。

當線路運行不正常或者出現故障時，則可以利用其他的線路進行切斷或報警，在各個變配電所中，利用測量儀表的方式也能夠保證各種運行參數能夠全面、淺析地顯示出來，也能夠充分的調節部分電氣參數，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的需求，客廳臥室、廚房、衛生間的插座，都必須要有單獨回路供電。在空調回路設置的過程中必須要設置成獨立式的空調回路，除了壁掛空調插座之外，其他的插座回路都應該安裝漏電保護裝置。

3.3電氣設備低壓斷路器的選擇

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

與傳統的保險絲和閘刀相比較來看，低壓斷路器具有更全面的保護功能，能夠對當前變電所以及動力照明系統提供最廣泛的保護功能根據電源的種類。

供配電線路設計對整個系統的影響是非常大的，設計人員在設計供配電線路的時候應該結合民用建筑的具體情況，根據線路用電負荷分配、供電線路距離、供電半徑、用電設備等多方面進行合理的設計，需要注意的是供配電線路所產生的能耗較大，為了提高民用建筑供配電節能效果，在設計過程中應該秉持簡單、安全、節能等原則，避免設計問題所造成的電能損耗，從根本上提高民用建筑供配電運行水平，無認配線設計的負荷大小與否，都要求選用銅芯導線，與此同時盡量減少導線長度，以滿足使用需求為基礎，降低成本費用的增加。

3.4變壓器的設計

為了保證變壓器的正常運行，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應該以低能耗材質的高效變壓器為主，保證變壓器的負荷率在最佳狀態的70～85%左右。如果變壓器的容量和負荷率始終保持在平穩狀態時，可以減少變壓器的數量，而增加變壓器的容量，這樣就能夠有效的節約能源，提高能源資源的利用效率。

由于受到季節性負荷，很容易導致電能質量受到影響，所以可以設置專用的變壓器來應對季節性的負荷變化，實現靈活投切，保證變壓器經濟運行，避免由于輕載運行而造成能源損耗。例如在夏季空調負荷比較大，所以可以使用單獨的變壓器作為空調變壓器，通過這樣能夠充分發揮出空調的季節性特征，減少能源消耗，保證變壓器的經濟效益。

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，但是可以通過恰當的設計來減少線損。當電流從線路中流通時，由于不同的線路材質以及負荷會造成一定的功率損耗，所以必須要保證電網的功率因數得到全面提升，選擇更好的材質，盡可能減少線路中的電阻，保證電網無功功率滿足供電部門要求。

結語：綜上所述，在高層建筑工程中電氣的施工中，相關的工作人員要對電氣施工的技術要點進行深入的探究，嚴格遵循相關的依據，并制定相應的技術標準，對電氣施工的質量進行嚴格的管控，并針對實際施工過程中面臨的問題進行探究，并及時做出相應的解決措施，不斷的加強管理力度，確保高層建筑工程中電氣施工的質量，進而促進我國建筑行業的可持續發展。

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