高層建筑電氣工程供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究

李勃良

摘要：現(xiàn)階段，我國建筑行業(yè)發(fā)展迅速，建筑層數(shù)不斷增多，高層建筑成為了建筑業(yè)的主流。本文從高層建筑的電力供應(yīng)角度出發(fā)，對(duì)現(xiàn)階段高層建筑的電氣工程供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則進(jìn)行了簡(jiǎn)要分析，并對(duì)該系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)和方法進(jìn)行了簡(jiǎn)要論述，希望能為相關(guān)工作人員帶來參考。

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

引言

隨著人們對(duì)建筑行業(yè)的使用要求不斷提高，而高層建筑的不斷興起也給建筑的電氣化設(shè)備提出了更高的要求。為了滿足使用者的需求，電氣工程的設(shè)計(jì)人員要首先從基礎(chǔ)開始，優(yōu)化供配電系統(tǒng)，適應(yīng)越來越復(fù)雜的電氣化工程，提高用戶對(duì)建筑使用的滿意度。

1高層建筑供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介

配電系統(tǒng)是電力系統(tǒng)的重要組成部分，主要由客戶和地區(qū)變電站承擔(dān)配電和利用功能。在電氣系統(tǒng)中，通過使用配電和降壓技術(shù)將電力從電源轉(zhuǎn)移到用戶和電氣設(shè)備，可以將電力直接轉(zhuǎn)換到同時(shí)適用于用戶和設(shè)備的電壓。高層建筑的供電和配電電壓一般在110kV以下，在設(shè)計(jì)供配電系統(tǒng)時(shí)，可以根據(jù)實(shí)際的電力負(fù)荷、負(fù)荷的性質(zhì)和周邊地區(qū)的供電情況進(jìn)行設(shè)計(jì)。同時(shí)，也要保證供配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)易于滿足行業(yè)提高容量的要求。

2高層建筑的供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則

（1）安全性原則。對(duì)于各類型工程而言，安全性原則都是不可或缺的，在故障危險(xiǎn)性極高的電氣工程之中更是如此。作業(yè)時(shí)，設(shè)計(jì)人員需要從根本上保障供配電系統(tǒng)的運(yùn)行安全和穩(wěn)定，為提升高層建筑供電效果和供電安全奠定良好基礎(chǔ)。此時(shí)，應(yīng)將供配電系統(tǒng)設(shè)置于高層建筑的中間點(diǎn)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)電壓和電流有效控制，為提高系統(tǒng)整體規(guī)劃科學(xué)性提供輔助。（2）節(jié)能性原則。節(jié)能環(huán)保是建筑行業(yè)永恒不變的主題，在高層建筑供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)也需要強(qiáng)化對(duì)節(jié)能要求的踐行。當(dāng)前，設(shè)計(jì)人員主要依靠降低電壓實(shí)現(xiàn)節(jié)能，但在這一環(huán)節(jié)還應(yīng)該實(shí)現(xiàn)設(shè)備應(yīng)用優(yōu)化，進(jìn)而達(dá)到減少電能浪費(fèi)的目的。比如，在空調(diào)風(fēng)機(jī)或水泵馬達(dá)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)融入變頻控制設(shè)計(jì)，為節(jié)約電能損耗提供技術(shù)支持。（3）經(jīng)濟(jì)性原則。在供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，節(jié)能性原則的踐行已經(jīng)能有效提升系統(tǒng)運(yùn)行效率并降低能源損耗，可以在一定程度上達(dá)到提高經(jīng)濟(jì)性的目的。但是，在實(shí)踐中這還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，只有開發(fā)商和建設(shè)單位徹底重視系統(tǒng)設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)性要求，才能最大限度地節(jié)約成本、提高收益。在這一環(huán)節(jié)，要求設(shè)計(jì)人員具備專業(yè)素養(yǎng)和豐富經(jīng)驗(yàn)，能依照高層建筑的的實(shí)際供配電需要設(shè)計(jì)出完全契合的應(yīng)用方案，并完成對(duì)設(shè)備、材料、人員、技術(shù)以及期限的有效篩選和把控，進(jìn)而最大限度地提升方案的經(jīng)濟(jì)性。

3高層建筑的供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)要點(diǎn)

3.1高壓配電系統(tǒng)

在高層建筑電氣工程中占據(jù)重要比重的是高壓配電系統(tǒng)，一般為了滿足高壓配電系統(tǒng)在工作的時(shí)候可以自動(dòng)切換和為別的用電設(shè)備的供電的要求，在設(shè)計(jì)之初一般采用單母線分段的方式，采用這種方式可以更好地保障電力運(yùn)行的效果。單母線分段設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)母線的分段數(shù)目是有一定要求的，它必須能夠配合電源回路的設(shè)計(jì)。但是在一些特殊情況下是不采用單母線分段的設(shè)計(jì)的，這樣的一般是供電電源一個(gè)是起主導(dǎo)作用的主要設(shè)備，另一個(gè)是輔助設(shè)備，這樣的情況在高壓配電系統(tǒng)中很少出現(xiàn)的比較特殊的情況。

3.2低壓配電系統(tǒng)

高層建筑電氣工程中，電壓配電系統(tǒng)是其重要的組成部分，可以確保高層建筑電力系統(tǒng)得到充分的利用。低壓配電系統(tǒng)接地保護(hù)不僅可以保護(hù)建筑物的電源電壓和結(jié)構(gòu)低壓區(qū)域，還可以有效防止電網(wǎng)進(jìn)入緊急狀況。低壓配電系統(tǒng)的電流，電壓和電壓分布會(huì)產(chǎn)生敏感的外部影響。因此，對(duì)于整個(gè)配電系統(tǒng)，必須包括泄漏裝置設(shè)計(jì)。剩余電流監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的一個(gè)重要方法是防止高質(zhì)量的分配系統(tǒng)泄漏。

3.3變壓器的設(shè)計(jì)

為了能夠讓供配電系統(tǒng)更具有安全性和可靠性，需要考慮到變壓器的運(yùn)行情況，同時(shí)要重視變壓器的材質(zhì)類型，耗能低的變壓器能夠節(jié)約經(jīng)濟(jì)成本，減少電能的消耗。百分之七十至百分之八十五之間的負(fù)荷率是變壓器運(yùn)行的最優(yōu)狀態(tài)，如果長時(shí)間在這個(gè)數(shù)值之內(nèi)工作，能夠有效緩解變壓器的工作壓力，增大變壓器的承載能力，不僅可以穩(wěn)定供配電系統(tǒng)，還能夠電力資源的反復(fù)利用，提高能源利用價(jià)值。因?yàn)楦邔咏ㄖ倪\(yùn)行使用具有周期性，用電量也是時(shí)常多變，所以要對(duì)變壓器進(jìn)行有規(guī)律的調(diào)整，針對(duì)不同的時(shí)段和時(shí)期調(diào)節(jié)變壓器。例如白天工作時(shí)間用電量必定多于夜晚，夏冬季節(jié)空調(diào)使用率高用電量一般多于春秋，這樣的時(shí)間性區(qū)別需要通過調(diào)整變壓器才能更高效地節(jié)約用電資源和高層建筑的運(yùn)行成本。比如針對(duì)日間工作時(shí)間段變壓器的負(fù)荷較大，這時(shí)可以使用獨(dú)立的變壓器作為日間變壓器，這樣一來可以滿足到供配電日夜差距大的特點(diǎn)，降低電力損耗，緩解變壓器的運(yùn)行壓力和負(fù)荷過大的情況。

3.4高層建筑電氣工程在進(jìn)行供配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)時(shí)需要

在具體設(shè)計(jì)過程中，首先從配電盤取出相應(yīng)的電源，然后是主線。應(yīng)用饋線，從而將電源引入整個(gè)照明配電箱，并從整個(gè)照明配電箱中分離出多個(gè)。分支道路，每個(gè)分支與配電箱連接，然后每個(gè)分支箱分配多個(gè)分支線路，最后與終端用戶連接，完成高層建筑中整個(gè)照明系統(tǒng)的供電。空調(diào)設(shè)備是高層建筑中不可或缺的設(shè)備。對(duì)于這些耗電設(shè)備，應(yīng)注意保護(hù)工作，以確保盡可能地分散用電設(shè)備。在需要集中管理的區(qū)域，計(jì)算機(jī)控制和受監(jiān)控系統(tǒng)得到有效管理。在高層建筑的電氣系統(tǒng)中，照明設(shè)備和通用電力設(shè)備基本上不共用干線，這將對(duì)電氣系統(tǒng)的整體運(yùn)行產(chǎn)生一定的不利影響。在高層建筑電力工程的設(shè)計(jì)工作中，必須注意該線路的設(shè)計(jì)工作。

4高層建筑電氣工程在進(jìn)行供配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)時(shí)需要注意的問題

高層建筑的電氣工程設(shè)計(jì)工作能夠取得良好的效果，配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是一個(gè)重要方面。照明負(fù)荷分配網(wǎng)絡(luò)路由由多個(gè)部分組成，包括：配電屏，饋線，支線等。在具體設(shè)計(jì)過程中，首先從配電盤取出相應(yīng)的電源，然后是主線。應(yīng)用饋線，從而將電源引入整個(gè)照明配電箱，并從整個(gè)照明配電箱中分離出多個(gè)。分支道路，每個(gè)分支與配電箱連接，然后每個(gè)分支箱分配多個(gè)分支線路，最后與終端用戶連接，完成高層建筑中整個(gè)照明系統(tǒng)的供電。空調(diào)設(shè)備是高層建筑中不可或缺的設(shè)備。對(duì)于這些耗電設(shè)備，應(yīng)注意保護(hù)工作，以確保盡可能地分散用電設(shè)備。在需要集中管理的區(qū)域，計(jì)算機(jī)控制和受監(jiān)控系統(tǒng)得到有效管理。在高層建筑的電氣系統(tǒng)中，照明設(shè)備和通用電力設(shè)備基本上不共用干線，這將對(duì)電氣系統(tǒng)的整體運(yùn)行產(chǎn)生一定的不利影響。在高層建筑電力工程的設(shè)計(jì)工作中，必須注意該線路的設(shè)計(jì)工作。電氣設(shè)備管道需要采取一定的防火措施，這樣可以同時(shí)促進(jìn)高層建筑的漏電問題。對(duì)于供電和配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，高層建筑應(yīng)注重高層建筑電氣工程的整體建設(shè)。從高層建筑的內(nèi)部條件出發(fā)，設(shè)計(jì)了一套完整合理有效的規(guī)劃，為施工提供了重要的指導(dǎo)。

結(jié)語

總而言之，電氣工程中的供配電系統(tǒng)要跟上如今我國高層建筑的發(fā)展速度。在設(shè)計(jì)的時(shí)候根據(jù)實(shí)際情況對(duì)供配電系統(tǒng)進(jìn)行合理設(shè)計(jì)，對(duì)其中的負(fù)荷容量計(jì)算、供電電源選擇等都要力求最佳，還要根據(jù)供配電系統(tǒng)中出現(xiàn)的一些問題做出合理的解決措施，不斷革新，不斷進(jìn)步。這樣才能保證供配電系統(tǒng)的安全運(yùn)行。

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