高層建筑供配電系統的電氣設計分析

鄧濤

【摘要】隨著建筑和科技水平的提高，以及城市化的進程不斷加快，城市的可利用土地也越來越少，為了能夠緩解城市人多地少的現狀，必須要充分的對土地資源加以利用。通過高層化縱深化的方向發展，可以確保城市建筑供應充足，但是在高層建筑中由于電氣設計系統關系著整個建筑運行的安全穩定，所以必須要加強對高層建筑電氣設計的可靠性分析，綜合低壓配電系統和高層建筑電氣設計的主要特點進行分析，提高低壓配電系統在高層建筑電氣設計中的可靠性。

【關鍵詞 】高層建筑;供配電系統;電氣設計

引言

我國城市發展速度非常快，因此也提高了建筑行業的發展速度，尤其是高層建筑工程。高層建筑工程施工難度較大，在高層建筑電氣設計過程中，需要結合低壓供配電等標準進行設計，并根據時代發展需求設計各類用電系統，提高高層建筑電氣設計水平。

1 高層建筑供電系統電氣設計原則

高層建筑供配電系統的電氣設計內容繁瑣，環節復雜，所以必須依照設計的原則進行合理的電氣設計。電氣設計的原則有以下幾方面：

1.1 安全性

高層建筑的供配電系統選擇如果有些許不合理，就會大大增加用電的安全隱患，增加用電事故發生的可能性，因此在電氣設計時必須重點考慮設計的安全性，保證用戶的用電安全，減少由此帶來的經濟財產損失，甚至是人員傷亡損失。

1.2 經濟性

高層建筑用電系統的龐大，決定電氣系統施工時的成本較高，因此必須注重設計的經濟性，控制電力系統的施工成本。但經濟性設計原則必須在安全原則的基礎上進行，保證電力系統的整體質量。

1.3 節能性

當今電氣設計的一項重要原則就是節能性，以保證符合社會建設的可持續發展的要求，走綠色環保的建設道路。當今社會發展的主體要求就是節能減排，保證資源的節約，提高資源的利用率。電力資源是當今社會建設發展所需的重要資源，電力資源的應用同時涉及到許多其他資源的應用，同時電力資源的浪費可能導致某些環境問題的發生。因此在耗電較多的高層建筑的電氣設計時必須考慮設計的節能性。

1.4 穩定性

供配電系統的穩定性容易受到外界因素的影響，從而影響用戶的用電質量與安全，所以在進行電氣涉及的環節必須考慮系統輸電的穩定性，以此保證供配電系統的質量。

2 高層建筑供配電系統電氣設計

2.1 高層建筑供配電系統電氣設計特點

2.1.1 供配電的網絡系統的優化需求

高層建筑供配電系統的電氣設計一大特點就是對供配電網絡系統的優化。具體表現在三方面：第一，確保供電網絡與變電網絡的安全性與可靠性，提供安全可靠的基礎支持。第二，對中壓供配電的優化方式。第三，對于供配電的核心，即高壓電網必須進行優化作業，保障電網的穩定與安全。

2.1.2 變壓器的選擇

高層建筑涉及到用電多樣性的問題，導致電壓會發生變化，為穩定電壓與保證用電安全必須選擇合適的變壓器。在選擇時必須充分考慮變電器的容量，能有效地調節控制電壓。

2.1.3 供電用戶信息的管理與控制

為保證高層建筑的用電安全必須加強對供電用戶信息的管理和控制，了解用戶的用電需求，保證供電系統可滿足用戶的用電需求。

2.1.4 自控配電系統智能化發展

高層建筑供配電系統用電設計的一個主要特點就是利用智能化的自控配電系統，以保證對整棟建筑的電系統進行高效的控制。

2.2 高層建筑低壓供配電系統電氣設計

低壓配電系統中比較常用的結線方案有 ： 每兩臺變壓器的低壓側，均采用單母線分段運行的方式，即所謂互為備用的橋式結線。這種結線方式，在保證重要負荷供電可靠性上起著一定的作用。應用這種結線方式，應注意兩段母線的備用方式，是熱備用還是冷備用。熱備用即母線分段開關在任一方低壓受電失電時，母聯斷路器應能自動投入;冷備用則在一方失電后，由人工確認后手動投入母聯斷路器。采用何種備用方式，應根據對系統供電可靠性和變壓器備用率的大小確定?？煽啃园闯Ｒ幚斫?，自動投入應該比較可靠。但這種結論，若母線發生故障（或該段母線的饋線發生故障，且其保護不動作），引起該母線段受電跳閘失電，此時故障未消除，母聯斷路器的自動投入，可能會越級跳閘，引起正常母線段的受電跳閘，就會造成整個低壓系統的失電，無法滿足重要負荷的可靠供電。

3 高層建筑供配電系統電氣設計內容

3.1 線路設計

高層建筑電氣設計中線路設計的前提是確定損耗最低的情況下的傳輸模式。因為高層建筑對電能的消耗都是巨大的。線路的設計會對電能的傳輸造成很大影響，所以高層建筑供配電系統的電氣設計必須重點考慮線路的設計問題，保證建筑所需電能的正常輸送。在設計過程中電能輸送的穩定性是必須考慮的，這涉及到用戶的用電質量與安全。在線路設計中增加穩壓裝置起到調節電壓的作用。常用的穩壓裝置是變壓器，利用其調節電壓的作用，將高層建筑中各用戶電壓控制在合理范圍內。

3.2 照明設計

每個高層建筑物的照明系統都是非常龐大的，尤其是近幾年來外墻體照明裝飾系統的增加，導致高層建筑的照明系統所需用電是巨大的。因此在供配電系統的電氣設計中必須滿足高層建筑中照明系統上的用電需求。此外，在高層建筑的照明設計中要做到將普通照明與消防照明區分設，各自采用單獨的回路設置，保證普通照明發生如火災等安全問題時，消防照明的正常運行。而在實際設計中，設計人員應用自動化控制系統進行二者的單獨控制工作，保證兩部分照明系統的單獨控制，降低控制失誤情況出現的可能性，從而保證高層建筑整體照明系統的正常運行。

3.3 導線連接設計

在電氣設計中導線的連接向來是一項重點工作內容，因為這項內容不僅影響整棟建筑供配電系統的正常運行，同時也涉及到電氣工程的成本問題。為保證高層建筑供電的安全，在建筑施工時必須保證材料的隔熱、散熱性，同時保證導線施工環境的衛生整潔、無污染物，避免其引發用電安全事故。在設計導線連接方式時必須考慮方案的整體可行性，避免部分線路出現問題影響正常的用電或引發安全事故。在導線連接時要按照不同的輸電用途選用合適規格的導線及連接方式，如照明支線為 2.5mm2。重點注意地下人防區導線連接時必須對其進行密閉防護處理，減少環境對導線的影響，保證線路的安全。

3.4 設備安裝

高層建筑供配電系統的電氣設計中還要考慮具體設備的安裝方式，如配電柜的安裝應采用落地式的安裝方法，而其他設備帶的控制箱應采用墻體懸掛式的安裝方法，而且需要保證高出地面 1.5m。

3.5 電源設計

保證高層建筑的用電正常，就要保證電源設計的合理性。首先電氣系統的電能消耗計算，保證供電形式的選擇科學、合理;其次保證電源安裝處環境的安全衛生，避免由此引發的安全事故如火災等。此外，電源設計必須符合高層建筑的需求。尤其是辦公樓的電源設計應根據具體的用電負荷情況進行分級設置。常見的分級方式為三級控制方式，在一二級用電負荷存在時，必須根據區域用電情況設計電源，當一二級負荷較小時，可設置自備電源。辦公樓的用電情況復雜，所以必須根據與供電單位的協商狀況確定供電方式后，進行電源設計。

參考文獻

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