高層建筑電氣工程供配電系統設計研究與分析

張順林

摘要：隨著我國社會經濟和城市化的發展，為了滿足城市居民的需求，出現了大量的高層和超高層建筑。同時，隨著科技社會的發展，人們對超高層建筑有了新的需求。除了良好的建筑質量，它還需要高舒適性和良好的智能。因此，要求我們在高層建筑電氣工程建設中把握消費者的使用需求，在滿足人們舒適智能 居住需求的基礎上，充分發揮電氣工程功能優勢。

關鍵詞：高層建筑;電氣工程;供配電系統;設計

引言

隨著我國經濟的快速發展，超高層標志性建筑不斷涌現，并逐漸演變為衡量城市現代化和經濟發展水平的重要標志。超高層建筑與一般高層公共建筑相比，功能多、總用電負荷大、供電距離長。超高層建筑供配電系統方案的確定是一個綜合的設計過程，其中如何確定高壓系統結構、設置配電所、選擇應急電源電壓等級尤為重要。

1高層建筑電氣工程供配電系統設計的主要工作

1.1高壓配電系統的設計

由于高層和超高層建筑對電氣工程的需求量大、集中度高，要求電氣工程設計能滿足整體運行的需要。由于高層建筑用電設備較多，采用兩臺獨立的10kV電源。兩種電源互為補充，有利于提高用電安全性和使用效果。高壓配電系統在高導建筑電氣工程中占有重要地位，是滿足用電需求和安全的關鍵。一般來說，高壓配電系統主要采用單母線實現分段，從而實現線路使用過程中的自動切換。對方也可作為對方的備用設備。當其中一條線路出現問題時，可以及時啟動，滿足用戶用電需求。因此，保證電力運行效果是關鍵。

1.2低壓終端配電箱的設計

低壓終端配電箱的設計要求將開關設備電氣測量儀表與相應的輔助控制設備一同裝配在一個半封閉或封閉的金屬柜內，以滿足電氣接線多方面的要求，形成一種低壓配電系統裝置，并采用自動或手動開關方式對線路進行通斷。通過儀器測量的方法，可使各類型的操作參數在變電所內得以體現，并對部分電氣參數進行有效的調整，使其能起到警示作用。此外，高層住宅建筑的照明配電箱的回路設計要滿足照明系統的基本要求，且每一個室內房間都要有一個獨立的插座回路，對于空調回路，則應采用獨立式空調回路。除壁掛式空調插座外，所有其他插座均安裝漏電保護裝置。

2供配電系統設計應滿足的要求

供配電系統的設計應遵循相應的行業標準和規范，并結合建筑物的實際情況，如用電需求進行綜合考慮。同時也要滿足以下幾個方面的要求，才能保證其可行性、安全性和經濟性。首先就是滿足科學、安全的要求，全面掌握供配電系統的相關設計規范和標準，并在設計過程中熟練運用，有效地了解施工現場的干擾因素，進而制定出相應的解決措施。其次是滿足可靠性要求，結合高層建筑的實際使用情況，對高層建筑存在的問題進行有效的解決。如果系統運行停滯，可靠性不高，則應提高對相應指標的重視程度，并切實加以應用。三是要滿足環保、經濟、節能的要求，在保證供配電系統運行質量和效率的同時，要盡量選用節能、環保的建筑材料和設備，提高各種資源和能源的有效利用率，以減少能耗。在提高工程節能性的同時，降低了總成本，達到經濟高效的目的。

3電氣工程供配電系統設計主要原則

供配電系統是高層建筑機電工程的基礎，它承載著建筑電氣系統的配電，它可以分為兩部分：區域變電站和用戶變電站。一般來說，與高層建筑相關的供電系統主要采用單向流的方式，即從供電端到用戶端，以保障電源良好分配和迅速地降壓處理。以便用戶端可以直接使用。由于當前的高層建筑電壓在110kV以內，因此，在設計過程中，結合建筑需求進行設計即可。基于對用電量、系統負荷等基數的合理判斷，綜合各方需求及可能出現的問題，才將有效地滿足建筑的使用功能，促進高層建筑供認電系統達到良好的可擴展性。在針對高層建筑電氣工程供電系統進行設計時，要求遵循于安全、節能的設計要求。在設計過程中，將節能需求放在首位，以科學合理的方式進行設備判斷，規避能源浪費，增強系統成本控制。同時，還應盡可能采用節能性材料，降低對環境帶來的污染。

4高層建筑電氣工程供配電系統的具體設計

4.1低壓配電系統設計要求

在高層建筑工程中，可以明確電氣設計中低壓配電系統的設計要求，在一定程度上保證高層建筑電氣設備運行的安全：第一，一般來說，電源可以通過電網為高層建筑提供兩個電源，兩電源獨立，可滿足一次負荷和二次負荷的要求。但系統可能出現的故障問題應綜合考慮。可設置備用電源和應急電源，主要由柴油發電機組成。因此，在高層建筑低壓配電設計中，應至少設計2個電源，當其中一個電源不能保證居民用電需求和設備使用后，再切換到另一個電源;第二，對于高層建筑，大量設備需要電源才能使用。因此，在配電系統的設計中必須保證供電安全。鑒于生活方式的日益多樣化，高層建筑項目的數量不斷增加。高層建筑一旦發生火災，大多數居民會選擇消防設施滅火或選擇安全逃生。但是，高層建筑的垂直交通主要是電梯，火災發生后會出現供電故障，安全性較低。因此，合理設置高層建筑的供電電源是十分必要。

4.2高壓配電系統設置

由于高層建筑對電氣工程有很高的要求。因此，要求我們全面加強設計工作，確保大廈的良好運行。由于高層建筑涉及多個居住群體，用電設備的數量和種類較多，因此，為了滿足需要，高層建筑通常采用兩個獨立的電源，以保證用電安全，滿足用電需求。高壓配電系統是高層建筑的重要環節，對穩定供電起著重要作用。因此，一般要求高壓配電系統采用單母線分段設計，以保證線路的良好運行。由于該總線采用了分段編號的方法，可以很好地與電力線電路相匹配。

4.3變壓器的設計

為滿足高層建筑整體供配電系統對電力的需求，并盡可能地提高變壓器的可靠性和安全性，必須對變壓器運行的要求有一個全面的了解，并盡可能地將系統使用時的電能損耗和用電成本降到最低。如今在選擇變壓器時，要盡量選擇具有低損耗材料的配電變壓器，使其負載率保持在60%-70%之間。當變壓器的負荷率和容量穩定后，減少了幾個變壓器的投運次數，提高了變壓器的用電量，這樣就能達到節能、環保的目的，提高能源利用率。因變壓器存在季節負荷，使其電能質量受到一定程度的影響，可采用專用變壓器解決季節負荷變化帶來的問題，保證變壓器的靈活性、穩定性和經濟性。與此同時，為防止變壓器在運行過程中產生不必要的能量損失（如夏季空調），可安裝專用變壓器進行供電，以減少能量損耗，使經濟效益最大化。

4.4配電干線的選取

母線配電的優點是：線路緊湊，整齊美觀，使用壽命長;載流量上限高;接收端具有良好的擴展性;線路電壓損失小。缺點是：價格高;母線直線段與連接器之間的連接安裝困難，容易造成連接隱患;垂直長距離布置時，必須對豎井的承載能力和建筑物的搖擺效應進行驗證和妥善處理，插件接口必須準確定位。對于商業裙樓，由于其建筑高度較低，用電負荷調整頻繁，采用母線作為商鋪室內用電的配電干線。辦公樓由于建筑高度高，用電負荷很少調整，很多辦公樓的配電干線采用電纜。

結束語

高層建筑電氣設備多，施工環境復雜。如果供配電系統設置不科學，會增加用電負荷，造成高層建筑工程供配電系統的有限運行，帶來經濟損失，甚至發生安全事故。因此，高層建筑電氣工程的配電系統設計要求有效保護電氣安全，加強建筑電氣安全設計，探索低壓供配電系統的可靠性，為促進電氣設備的良好運行提供有效的解決方案。

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