高層建筑供配電設計

周登波

摘要：隨著城市的快速發展，高層建筑如雨后春筍拔地而起。高層建筑的出現解決了高度密集城市人口居住難題，為人們的生活與工作帶來了極大便利。高層建筑能夠為居住者創造一個舒適的環境，其前提是擁有足夠的電力作為能量保障。現代高層建筑供配電系統作為建筑正常運行的能量來源，長期以來都受到了設計等部門的高度重視。

關鍵詞：供電；配電；系統設計；設計原則；

引言：隨著國民經濟建設的快速發展，城市建設規模得到進一步的擴大，高層建筑數量日益增加，這對建筑內部用電設備的安全也提出了更高的要求。供配電系統是高層建筑重要的電氣設備，擔負著建筑內部供配電的重任，在確保建筑各種電氣設備日常運作方面也發揮著不可替代的作用。目前，許多高層建筑內部結構較為復雜，用電設備種類繁多，包括一些大型機械動力設備、電氣設備和照明系統等，對建筑供配電系統的要求比較高。若建筑工程在初期沒有做好供配電系統的設計工作，不僅會導致供配電系統在運行過程中出現一些質量問題，而且給建筑物的帶來一定的安全隱患。因此，建設單位必須重視供配電系統的設計工作，從而為建筑內部的運作提供一個安全的用電環境。

一、建筑供配電系統設計原則

1.1 要滿足建筑物內部電氣系統功能正常發揮

供配電系統節能設計過程中，要以滿足建筑物內部電氣系統功能正常發揮作為設計方案的基本前提，如供配電系統要滿足建筑物內部各機械動力設備系統、電氣設備系統、照明系統、以及消防報警安防系統安全可靠用電需求；要滿足照明房間或場所的照度、色溫、顯色指數等技術要求；要滿足中央空調系統、通風空調系統基本溫度、濕度用電需求；要滿足電梯等電機拖動系統安全用電需求。滿足建筑物功能安全穩定、節能經濟的高效正常發揮是高層復雜建筑供配電系統節能設計必須遵守的基本前提。

1.2供電線路的安全性

供電線路的安全可靠性十分重要。根據建筑物的性質、要求、用電設備的分布和環境特征等因素對供電線路進行布線控制。外部熱源、灰塵聚集、腐蝕或污染都會對布線系統造成或大或小的影響，受沖擊、振動、建筑物的伸縮以及沉降等各種各樣的外界因素都會對布線系統造成損壞。消防用電設備應采用專用的回路供電，消防控制室、消防水泵、消防電梯、防排煙風機等高層民用消防用電設備供電，自動切換裝置設置在最末一級配電箱，應根據相關規范進行配電線路的敷設。在一些工程電氣設計中，地下室車庫應急照明配電直接在出庫墻以明裝方式安裝使用，倘若發生火災，由于配電箱沒有防水措施，很容易被燒毀，因此放置配電箱應設置專業配電間，避免因意外影響應急照明供電的可靠性。

如果配電系統出現安全問題，將會造成難以估計的損失。因此，安全可靠性是配電系統最重要的因素。用電負荷根據供電可靠性及中斷供電所造成的損失或影響程度，分為一級負荷、二級負荷及三級負荷。電能質量將影響到電器設備的使用壽命，目前，各種高端精密儀器不斷普及，對電能質量要求隨之增加，配電線路設計合理性關乎電能質量好壞，因此，線路設計也十分重要。

1.3要綜合考慮供配電系統運行經濟效益

在供配電系統節能設計過程中，不要一味追求設計階段的節能效果，而忽略了系統后期運行維護費用。要從設計、施工、運維維護等方面，綜合考慮供配電系統節能設計方案的實際經濟效益。應綜合考慮運行維護期間長期的節能降耗措施，使設計階段增加的少量額外投資，能在幾年或較短時間內就能通過合理的節能降耗措施相抵扣，從而有效提高設計方案的節能經濟效益。

1.4要用發展眼光進行供配電系統節能設計

設計方案的節能效果要從長遠發展眼光著手，要從建筑物后期擴建、周圍環境、以及電氣系統投運后功能性能等方面，在設計方案中始終貫徹經濟、合理、技術先進、材料新型、以及設計方案不會短期落伍等設計理念，精心考慮、詳細計算、以及仔細斟酌供配電系統節能設計方案中的具體設計細節，確保整個設計方案具有較高節能經濟性。提高設備運行效率，減少電能的直接或間接損耗，在滿足建筑物對使用功能的要求和確保安全的前提下，盡可能減少建設投資，最大限度的減少電能與各種能源的消耗。做到選用節能設備、均衡負荷、補償無功、減少線路損耗、降低運行與維護費用，提高能源的綜合利用率。

二、現代高層建筑供配電系統設計要求

現代高層建筑在進行供配電系統設計中，要嚴格遵循國家相關標準規范，使最終的設計效果達到預定要求。供配電系統設計具體要達到以下幾個方面的要求：一、設計的可靠性；二、設計的節能性；三、設計的安全性。高層建筑設計的可靠性要求包管的供電電源能夠滿足建筑內部各項用電負荷的需求，能夠確保一、二類負荷的供電穩定性，同時要求用電負荷的電能質量達到國家相關規范要求；高層建筑由于其整體結構的巨大的原因，使得相應配備的供配電線路長度很長，長距離供電容易產生線路損耗及電壓損失，不利于電能的有效利用，為了節約能源，可以通過優化設置配電壓器的方式來減少不必要的能源損耗；供配電系統安全性設計是整個設計中極為重要的一環，設計過程中力求系統的簡單可靠，保證系統實際操作中不會產生危險，便于檢修維護。

三、現代高層建筑常用的供配電系統

現代高層建筑不同于普通建筑，其對建筑安全性能的要求更高。目前高層建筑常用的配電系統如下：一、雙電源各自獨立的系統；二、設有應急發電機組的系統；三、帶不間斷電源裝置的供電系統。雙電源各自獨立系統主要應用于一類高層建筑，該系統要求兩個外部電源是相互獨立的，目的在于滿足建筑消防負荷的要求。此外還需要設置附帶自動投入裝置的專用饋電線路，此線路相對正常電源獨立。雙電源各自獨立系統能夠在高層建筑發生火災時，及時地切斷非消防電源，同時保障對消防負荷的有效供電；高層建筑中設置應急發電機組，目的是為了在緊急狀況下向重要性較高的負荷進行供電，提升了供電的可靠性。通常高層建筑應急發電系統在斷電狀況下快速啟動的時間要求為15秒到30秒之間，供電中斷的時間不允許超過這個范圍。但在實際運用過程中也會出現一些問題，比如在供電網絡一回路發生故障而外部電源并沒用停止供電的情況下，備用應急發電機組是不會啟動發電的，這樣一來可能會造成消防負荷長時間處于斷電狀態，此外盡管機組自動啟動了，若發電機出線回路發生故障，那么也將無法保障重要負荷的用電；對于不間斷電源裝置供電系統而言，其設置的目的在于對那些極為重要的負荷進行供電保障，一些高層建筑在建立發電機組供電的基礎上，又設置不間斷電源裝置，以提高重要負荷用電的可靠性。不間斷電源裝置主要應用在對連續供電要求極高或中斷供電時間要求為毫米級的供電系統中。

結束語：

高層建筑的出現改變了傳統城市的規劃格局，為城市居住者創建了一個舒適的生活、工作環境，同時也促進了經濟的發展，為城市添加了一道獨特的風景線。高層建筑供配電系統是建筑實現各種功能的前提，沒有合理的供配電設計，高層建筑中的各種電氣設備、機電設施等就無法正常運轉，建筑自身的性能無法得到充分發揮。因此，相關設計部門一定要重視高層建筑供配電系統的設計工作，通過科學合理的設計促進供配電系統的安全運行，實現高層建筑各項功能，以便更好地服務于建筑使用者。

參考文獻：

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