低壓供配電系統在高層建筑電氣設計中的可靠性探討

丁磊 江凱文

摘要：高層建筑的出現及相關施工技術的成熟為我國城市化進程帶來了一定的促進作業。高層建筑意味著可以在有限的城市土地資源中創造更多的生存空間，這顯然能夠有效解決各大城市土地資源不足的現狀。隨著高層建筑的數量越來越多、規模越來越大，其建設質量逐漸成為了社會各界廣泛關注的較低。電氣設計是高層建筑的基礎組成部分之一，加強對于低壓供配電系統的可靠性研究，對于提高高層建筑電氣設計實用性無疑有著一定的現實意義。

關鍵詞：低壓供配電系統;高層建筑;電氣設計;可靠性

中圖分類號：TU976

文獻標識碼：A

引言

隨著社會經濟的快速發展，為各行各業的發展都提供了相應的契機，尤其是隨著各個城市在不斷地提升自身經濟收益的時候，高層建筑行業更是雨后春筍一般快速的發展起來。建筑行業在中國已經存在很多年，并且，經過建筑行業的經過數千年的發展已經越來越先進，并且建筑的形態也是形狀各異。所以，設計人員在對高層建筑進行設計的時候，必須將電氣系統在實際生活中運行的安全性以及可靠性重視起來。

1影響低壓供配電系統可靠性的主要原因

1.1過載和短路

過載是指流經電流超過線路所能承受的額定功率;短路則是電流流動過程中超出局部或全部負荷產生的故障問題。兩者之間最大的區別為：過載中電流是逐漸增大的，隨著時間的推移逐漸對供電系統帶來影響，而短路故障中的電流是瞬間增大的，會在瞬時發生系統故障，嚴重時會直接燒損設備或線路。所以在低壓供配電系統設置中，需要針對這兩種情況設置合理的保護措施，有效控制電流流通。另外，在出現短路故障時，工作人員應及時切斷電源，避免短路問題擴大，威脅整個系統的安全運行。

1.2接地影響

建筑電氣設計中，低壓供配電系統往往會面臨地形及管理等方面因素的影響，進而出現混亂的局面。尤其是在接地設計中，由于設計人員重視度不足，未能完全按照規定要求開展作業，導致低壓供配電系統的接地保護存在諸多問題，阻礙系統的正常運轉。

1.3漏電保護影響

漏電保護的主要作用是避免接地事故的發生，加強電流傳輸的安全性、穩定性。漏電保護可在低壓供配電系統出現問題時，及時予以斷電處理，降低危險系數。但就當前情況來看，在選擇或是應用漏電保護器時，仍存在諸多問題，并致使漏電保護器不能將自身價值充分發揮出來。

1.4保護裝置影響

結合現今實際情況來看，保護裝置在設置過程中還存在諸多不足，無法在故障產生的第一時間對線路實行檢測和控制，進而增加了危險事故發生率，威脅了人們的生命財產安全。

2低壓供配電系統在高層建筑電氣設計中的可靠性分析

2.1供電線路

電力負荷的大小對于供電質量的影響不容忽視，而供電線路的可靠性則是決定電力負荷的關鍵所在。在開展電氣設計時，設計人員應當明確高層建筑所擁有的各項基本功能及各類電氣設備的運行特征。同時，設計人員還需要預判施工階段可能出現的問題及技術難點，實現對于布線環節的優化設計，確保布線的合理性，并盡量減少客觀因素對供電線路所造成的負面影響。需要注意的是，供電線路的布置應當設置在干燥、獨立的環境當中，要盡量遠離存在腐蝕性特征的物質。此外，高層建筑中的特殊電氣設備需要使用特定的供電線路，且不得與一般的供電線路進行連接，如消防系統、電梯設備等。

2.2供配電設備

供配電設備是電力供應、配給的直接參與者。為保證供配電設備的質量及運行可靠性，設計人員應當在經濟允許的情況下，優先選擇高性能、高質量的供配電設備，或者為供配電設備提供諸多的輔助保護裝置。例如：智能化電壓器繼電保護裝置的使用可以實現對于電壓器的自動化控制，其能夠根據不同時間段的供配電需求調整電壓器的運行參數，從而起到提高電壓器穩定性、延長使用壽命的效果。此外，供配電設備的規格及參數選擇需要充分考慮到低壓供配電系統的實際使用需求，確保二者能夠有效吻合。

2.3接地設計

低壓供配電系統接地設計中主要是通過TN-C系統、TT系統及IT系統的合理應用來加強接地保護效果的。其中的TT系統在應用過程中，其各設備只需利用自身接地極即可實現接地，不需要與保護線連接，而是與保護線隔絕，及時將故障問題阻隔在外。IT系統在應用中主要是通過直接接地方式，將低壓供配電設備的金屬外殼實施接地處理，以加強系統的安全性和可靠性。此外，采用電阻接地方式能夠強化接地保護效果，提高系統運行效率。在利用電阻接地方式時，接地電阻值可控制在1000歐左右，并將低壓供配電系統設備的金屬外殼直接實行電阻接地設置，以此促進低壓供配電系統的可靠運行，減少問題的產生。在本項目中主要利用了TN-S系統，強弱電電纜采用共用接地方式，接地電阻值控制在1Ω以下。

2.4提高供配電系統主接線的可靠性

高層建筑的電氣設計環節，通常包含對電力負荷的計算，高低壓配電系統的設計，電氣照明系統設計等方面的內容。高層建筑低壓配電系統的控制終端較多且設備分布情況比較分散，同時，低壓配電系統還會受到諧波干擾，導致故障問題的出現，所以，強化系統主接線的可靠性設計是十分必要的。在對高層低壓配電系統的設計和改造中，可以利用系統集成的方式，這樣既可以降低工程建設成本，也利于系統后期維護工作的開展。高層建筑的低壓配電系統主要采用的是380V或220V的交流電，對于系統主接線可采用樹干式和放射式布局形式，從而減少外界干擾，達到提升系統穩定性的目的。

2.5保障消防用電的可靠性

高層建筑的消防系統對于保障居住者生命財產安全發揮著巨大作用，所以，提升消防用電系統的可靠性具有重要意義。設計人員要選擇科學合理的配電方案，在高層建筑中，變壓器的數量通常為兩臺或兩臺以上，同時也會設置柴油發電機組。在電力供應過程中，變壓器會始終保持消防用電的穩定性，當出現故障問題時，可以自動對非消防用電負荷進行切除，如果兩條線路均出現故障，可以啟動備用電源。對于柴油發電機，要將其發動時間控制在10秒鐘以內，并保證其能承載消防系統的全部用負荷供電。

2.6做好負荷計算

如將10kV市政電源安裝到高低壓變配電室中，10kV配電系統通常會使單母線運行，但若可以對兩臺容量相近的變壓器進行科學的設計，不但能夠保證電力系統的穩定運行，而且對實現同時供電的目標有著重要的意義。但是設計人員要注意同時供電的兩回及以上供配電線路中，當有一回路中斷供電時，其余線路應能滿足全部一級負荷及二級負荷。通過這樣對兩臺容量相近的變壓器進行科學的設計，一旦其中一個線路出現問題的時候，另一個線路的電源能夠代替故障的線路，為電力系統的可靠運行提供相應的保證，這就有效的避免因為其中一個電源出現損壞而對人們日常生活造成影響，設計人員以這種方式進行設計，就有效提升了高層建筑低壓供配電系統的可靠性。

結束語

綜上所述，設計人員在實際設計工作中重視提升低壓供配電系統在高層建筑電氣設計中的可靠性方面的內容具有十分重要的意義，這不但關系可以有效提升高層建筑的施工安全、使用安全，而且對對保證人們的生命財產安全有著十分重要的意義。在高層建筑中，低壓供配電系統一直占據著十分重要的地位，保證其安全性以及可靠性是最基本的原則，而要實現這一目標，就需要設計人員從各個方面進行質量控制。

參考文獻

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