現代高層建筑電力負荷分析與配電方案選擇體會

戴劍雄

摘 要：隨著社會的不斷發展，建筑電力系統的建設工作也有了很大的變化，現代高層建筑對于電力負荷設計以及配電方案提出了更高的要求，不僅要保證供配電系統運行的穩定和安全，還要減少資源的消耗。隨著電力負荷特點的變化，電力負荷的計算方式也需要相應做出改變，選擇科學合理的配電方案。用電設備的增加，高層建筑中的電力負荷不斷增加，只有確定好電力負荷的數值大小，才能選擇最終的配電方案。文中會簡單介紹高層建筑中常見的配電系統；分析電力負荷的特點以及計算，具體說明配電方案選擇的體會。

關鍵詞：現代高層建筑 電力負荷 配電方案 特點

中圖分類號：TU97 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）11（c）-0085-01

1 高層建筑中常見的配電系統

1.1 雙電源獨立系統

雙電源獨立系統在現代高層建筑中有很廣泛的應用，為了滿足建筑的消防安全需要，建筑外部的配電系統應該相互獨立，與正常專用電路有一定的差異，能夠很好解決中斷供電以及電源切換之間的矛盾。該配電系統將消防開關和非消防開關獨立，主要目的就是提高建筑整體的消防能力，避免建筑出現安全事故時無法滿足正常的供電，一旦建筑內部發生大面積的火災，系統會自動切斷非消防開關，實現消防負荷的供電，維護建筑的安全和穩定。

1.2 應急機組配電系統

由于高層建筑自身的特性，很容易引發電力安全事故，因此需要建立相應的應急系統，減少外界環境對建筑內部的破壞。當建筑供電中斷時間超過10 h，系統會自動開啟應急設備，目前這種設備的使用效果還不是特別理想，需要在實踐活動中不斷改進和完善。電網進行供電切換時可能會造成配電線路的短路，當系統的電源未被切斷，應急設備將無法自行啟動，消防負荷也繼續處于斷電狀態。當配電回路出現故障，發電機會處于發電狀態，但是故障回路中還是不能滿足實際電力負荷的需要。

1.3 不間電配電系統

為了充分發揮消防用電的作用，現代高層建筑在建立發電系統的基礎上還要增加不間電裝置，不間電裝置可以實現不間斷的供電，其中的應急電源裝置能夠在斷電情況下提供照明供電。

2 現代高層建筑電力負荷的分析

2.1 現代高層建筑電力負荷的特點

2.1.1 安全可靠性

我國將10層以上的住宅稱為高層建筑，由不同大小的空間組成，綜合性較強，一旦建筑的總高度超過了25 m就需要重視配電系統的使用情況。現代高層建筑具有樓層高、建筑面積大、設施復雜等特點，很容易引發大范圍的火災，造成巨大的人員傷亡和經濟損失。要想真正實現建筑電力負荷的安全穩定，應該采用雙電源獨立系統，將消防負荷和非消防負荷獨立開來，當建筑出現火災可以進行消防負荷供電。

2.1.2 多性質的電力負荷比例

現代高層建筑的電力負荷主要由照明、電源以及動力三部分組成，三種不同電力負荷之間的性質有很大的差異，占據了建筑電力負荷的三分之一。

2.2 現代高層建筑電力負荷的計算

2.2.1 需要系數法計算

需要系數法在電力負荷計算中有很廣泛的應用，計算原理較為簡單，不會涉及到很多的數值，將K設置為用電設備負荷與用電設備額定容量之間的比例，K1為電力的負荷系數，當用電設備的電力負荷沒有超過限定，用電設備功率與額定容量之間的比例，A為配電線路的供電效率，B為電力設備的運行功率，直接將這些數值帶入到公式中計算即可。這種計算方式使用比較方便，計算效率高，但是計算過程中并沒有考慮到用電設備之間的性能差異，弊端開始顯現，不能滿足高層建筑電力負荷計算的實際需要，計算的電力負荷數值較大。

2.2.2 模糊性計算方法

高層建筑電力負荷計算會受到變壓器電能消耗、無功補償、變壓器容量以及工程造價比例的影響，采用模糊性數學算法可以大大提高計算結果的準確性，綜合考慮了多方面的因素。模糊性計算中會對不同變壓器的容量以及臺數進行技術性和經濟性的比較分析，但是計算過程中還是會受到客觀因素的制約，影響到最終的計算結果。計算過程中一定要結合電力負荷的特點，意識到計算中的模糊性，不會刻意追求準確性，更加客觀地反映電力負荷與外界環境兩者之間的關系，不斷完善配電方案。

3 現代高層建筑配電方案選擇的幾點體會

3.1 重視變壓器的經濟性和技術性

隨著市場經濟和科學技術的不斷發展，不僅變壓器的種類迅速增多，設備的性能也出現了較大的差異。變壓器在配電系統中發揮十分關鍵的作用，甚至直接決定了電力系統的安全和穩定，因此現代高層建筑中一定要重視變壓器的質量和性能。電力負荷計算的主要目的是為設備的選擇提供重要依據，配電方案的選擇需要重視經濟和技術兩方面的比較和分析。變壓器的容量、臺數等都要進行經濟技術的比較，不同設備具有不同的經濟價值和技術價值，電力設備的模糊性條件更是增加了比較的難度。高層建筑配電方案中一般會采用阿勇層次分析法，從配電系統的不同角度出發，比較不同層次中相同的要素，并排列層次要素的重要性，實行重點控制和管理。這種分析方法能夠區分不同要素的特征，利用分析的結果確定最終的排序，實現了定量與定性的結合。

3.2 采用不同的計算實例

為了更好地說明高層建筑中配電系統的使用情況，應該選擇多種實例來進行計算，制定不同的方案，通過數值之間的比較之后確定最終的方案。配電方案中涉及的內容很多，各種電力設備的性能、容量以及功率等都有很大的差異。比較不同設計方案中的相同數值，將變壓器的安全性作為首要考慮的因素，保證配電系統安全穩定運行的基礎上減少資金的投入，實現資源的最大化利用，創造更大的價值。采用最小偏差值的方法來對要素進行排序，負荷計算的準確度、變壓器的容量、投資費用等等都是需要考慮的約束條件，經濟性、安全性、技術性的配電系統才適用于現代高層建筑。科學有效的配電方案，不僅能夠保證電力系統的安全和穩定，降低風險，還能為住戶提供更好的服務，達到預期的建設目標。

4 結語

總而言之，隨著社會的不斷發展和人們生活水平的提高，重視現代高層建筑的電力負荷分析和配電方案的選擇十分必要，電力負荷的計算更是配電方案選擇的基礎和前提。由于高層建筑自身的特點，很容易引發重大的安全事故，需要選擇更加合理的配電方案，協調處理好電力設備之間的關系，提高性能，減少故障發生的概率。電力負荷分析與配電方案選擇中都要結合高層建筑的特點和性質，嚴格遵循市場環境下的供電管理要求，創新電力負荷的計算方法，對方案進行技術和經濟的比較分析，滿足高層建筑的實際需要。

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