信息化背景下高層建筑電氣中低壓配電設計概論

趙漫波

摘 要 我國社會經濟的高速發展，整個社會對電能的需求也在急劇的增長。所以人們對高層建筑電氣的低壓配電系統越來越重視，在確保供配電的安全以及可靠的同時，還提出了更高的設計要求。在高層建筑中的電氣設計中，低壓配電系統承擔的主要功能是對電源的分配，在維護變壓器運行的同時，提高其運行效能。因此，在高層建筑電氣低壓配電系統設計中，除了要充分考慮到在正常負荷條件下所有用戶正常用電需求，還要考慮各種有可能發生的故障因素，從而為用戶提供持續性的電力保障。

關鍵詞 信息化背景;高層建筑電氣;低壓配電;設計

1高層建筑中常見的供配電系統

1.1 具有不間斷電源的供電系統

在高層建筑中為了確保消防用電能夠得到保障，一些民用高層建筑在具有發電機的基礎之上，在建筑中對具有重要意義的消防負荷上添加了不間斷電源。不間斷電源主要應用于允許供電中斷時間僅為幾毫秒或者要連續供電的系統中。

1.2 具有應急發電機的供電系統

在民用高層建筑中運用具有應急發電機的供電系統，可以提高對建筑供電的可靠性。一般來說，當建筑中的供電系統出現中斷時，高層建筑中的應急發電機會快速啟動，一般適用于允許供電中斷15～30s的供電系統中。但是，如果電路中斷是因為電網供電至切換箱中的配電線路中的任意一回路發生故障，外電源并沒有停止運作，備用電源并不會啟動，此時消防負荷還會處于斷電狀態;如果發電機出現回路故障，雖然發電機啟動了送電，仍然無法確保出現故障的回路能夠實現負荷用電[1]。

1.3 雙電源各自獨立系統

雙電源各自獨立系統在高層建筑物中應用要求外部兩個電源之間都是相互獨立的，滿足高層建筑物在消防負荷上的需求，具有自動啟動裝置的正常獨立電源的專用線路，此系統主要應用于中斷供電時間要遠大于電源的切換時間的供電系統。該系統通過關開關將非消防負荷和消防負荷進行分離，非消防及消防負荷通過各自母線實現分段供電。當發生火災時，非消防電源將會被自動切斷，從而確保消防負荷供電上的可靠性。

1.4 落實供配電保護技術

供配電保護技術是電氣防火中的重點，也是高層民用建筑供配電系統中較為關注的內容。結合電氣防火技術在高層民用建筑供配電系統中的應用，列舉比較常用的保護技術，主要有：①接地保護技術。預防接地引起的火災，高層民用建筑供配電系統中最常見的就是電氣接地故障，引發火災的概率最高，安裝接地保護裝置，可消除潛在的電氣火災隱患，全面保護電氣運行。②短路保護技術。該技術中強調了熱穩定校核，主動降低供配電線路的溫度，還能規范載荷分布，避免出現負載，解決了短路火災的問題。③漏電保護技術。用于防止供配電系統中的電氣漏電故障和電氣設備、線路漏電情況，高層民用建筑利用接地防護預防火災[2]。

2高層建筑供配電系統設計措施

2.1 供電需求

高層建筑供配電系統設計應從整體進行，至少需要兩路獨立式電電源，另外，還需應急電源或備用電源的設置。首先，保證配電系統的安全性。民用高層建筑是人員較為密集的場所，因此配電系統的安全可靠與否對建筑內人員與電氣設備安全狀況的好壞起到直接影響。其次，提高用電質量。在高層建筑中，由于其樓層高，配電線路較長，導致供電過程中損耗較大，所以在配電系統的變壓器設置方面，需要以實際狀況需要為依據進行分層布置，以此提高供電質量。最后，科學、合理化低壓配電設備設置。高層建筑通常而言擁有地下兩層，處于維護設備性能的考慮，應當在地下一層設置配電室[3]。

2.2 電源

高層建筑往往具有較高的負荷等級要求，其中存在大量的一級和二級負荷。在對高層建筑供電時往往采用兩路獨立電源供電，即兩路電源取自不同的變電所或者同一變電所不同供電變壓器。以保證一條回路出現問題不至于影響另一條回路的正常運行。除此之外還應設置一定容量的備用電源或應急電源，如柴油發動機等，柴油發電機的容量應根據重要負荷的容量的大小確定，其容量應至少大于一級負荷容量。除了考慮重要負荷容量外還需要考慮單臺最大設備的啟動容量、供電半徑等因素[4]。

2.3 高壓供配電系統

高層建筑往往采用一主多分供配電系統。一主指的是總變電所接收外部市電其主接線形式應采用單母分段接線，多分指的是多個分散的低壓配電室，這些配電室的電源分別引自主變電所。從電壓等級來看主變電所往往一次側是10～110kV高壓系統，經變壓器變為家庭常用電0.4kV。而其他配電室的電壓等級僅為0.4kV。一主多分結構往往能實現供配電系統的優化和節省投資[5]。

2.4 配變電所

變配電所布局應合理，其選址應避開人群聚集地和易于積水的低洼地段。同時配電室還應采用一定的防潮趨潮措施。配電變壓器的容量應根據負荷大小合理選擇，其長期工作負載率一般不高于60%。主變所和分配電室應能滿足巡檢要求。針對高層建筑主變所附近應合理設置值班室，為方便監控和巡檢其相隔不易太遠。高層建筑的低壓配電柜應采用模塊式供電，同時留一些備用模塊。以便供電單元損壞時可以及時更換和補充[6]。

3結束語

隨著我國經濟的逐漸增長，我國城市對電能的需求量也在不斷增加，人們對生活品質的追求，因此也對高層建筑的配電系統越累越關注，在保證配電設備的可靠和安全性時，對高層建筑進行低壓配電的設計計劃。在對其的電氣設計，電源分配是設計低壓配電系統的主要功能，我們在對變壓器進行維護的同時也要提高其運行的高效率。我們在設計的時候除了要考慮用戶的用電需求，同時還要考慮會出現故障的可能性，以此來保障用戶持續性用電。

參考文獻

[1] 曹平.淺析當前民用高層建筑供配電系統電氣設計[J].科技與企業，2019（13）：218.

[2] 高桂根.高層建筑電氣工程供配電系統設計分析[J].價值工程，2019（36）：118-119.

[3] 王宏偉.高層建筑電氣設計中低壓配電系統安全性探討[J].科技創新與應用，2012（16）：222.

[4] 楊云娜.建筑電氣低壓配電設計中各種接地系統的探討[J].電子技術與軟件工程，2015（6）：138-139.

[5] 劉秉清.低壓供配電系統在高層建筑電氣設計中的可靠性探討[J].江西建材，2015（8）：222.

[6] 陳朝煜.高層建筑電氣設計中低壓配電系統的安全性研究[J].山西建筑，2016（20）：113-114.