探究供配電技術在高層建筑中的運用

武光升 徐慶忠 楊民凱

國網山東省電力公司沂水縣供電公司

探究供配電技術在高層建筑中的運用

武光升 徐慶忠 楊民凱

國網山東省電力公司沂水縣供電公司

隨著城市化的快速發展，高層建筑項供配電系統發揮著越來越重要的作用。供電系統的用電容量和供電負荷具有自身特點，又是是高層建筑的功能基礎，需要不斷探究、改進，尋找更為安全可靠的設計安裝辦法，確保高層建筑的質量安全，因此進一步加強對其的研究非常有必要。目前在高層建筑中的供配電技術中還是存在一定問題，所以需要采取有效的方法進行優化，從而滿足高層建筑對供電的容量以及安全系的需求。

供配電技術；高層建筑；運用

1、高層建筑供配電特點分析

供電系統首先要保障的是穩定性，受樓層高度影響，在使用過程中很容易出現電壓不穩，照明燈忽明忽暗。對供配電技術進行研宄著力于解決此類問題，由于用電設備較多，高層建筑會對負荷分級處理，并單獨設立保護系統。供電線路分布時要同時考慮給排水管道的影響，因此設計工作任務量艱巨，要同時考慮工程全面情況。電力系統以服務性能為主，在對安全進行優化時不可對常規使用造成影響。與常見的多層建筑不同，但從電源方面考慮，髙層需要同時擁有兩處電源，由此可見對其穩定性的重視程度，即使是短時間的斷電也會對使用者造成經濟損失。繼電保護裝置采用自動化控制，反應速率更靈敏，消防部分的供電是單獨修建的，在任何情況下都會保障啟動安全。

2、高層建筑供配電系統的內容

電力負荷也稱電力用戶。在電力系統中，耗費電能的一切設備都被稱作電力用戶。電力負荷根據其作用可以分為工藝設備、動力設備、照明設備、電熱設備等，它們具有將電能轉換為熱能飛光能和機械能等形式的作用，為生活和生產提供需要。工程師們在設計高層建筑供配電系統時首先需要確定兩個方面：

2.1 電力負荷等級的確定

電力負荷根據供配電的可靠安全性和中止供電在各方面所造成的影響或損失程度分為一級負荷一、二級負荷和三級負荷，其中一級負荷指的是如果中止供電，會造成人員傷亡或嚴重的政治和經濟損失，或大眾場所的嚴重失序的電力負荷。例如，級別大的會堂、國際級候車室、手術室等建筑。所謂二級負荷指的是當中止供電時將引起比較大的經濟、政治影響或大眾場所失序的電力負荷。例如，省級辦公樓、市級體育場、普通高層住宅等建筑的照明負荷。而三級負荷指的是一級負荷和二級負荷以外的負荷，工程師要根據高層建筑的規模、性質，明確電力負荷等級，來設計供配電系統。

2.2 高層建筑電力負荷計算

高層建筑的電力負荷計算沒有準確的計算方式，一般是需要系數法和單位指標法。在進行高層建筑物設計時，一般根據施工圖設計階段進行負荷計算，采用單位指標法。目前比較實用的方法一般是根據高層建筑中使用的變壓器的使用情況，進行負荷率以及容量的計算，然后類推同類建筑物中電負荷的情況。這樣的類比方式就可以避免經驗之談以及研究不足帶來的誤差，與此同時還要將用電指標以及用電系數進行測評，使其用電更加合理化。

3、供配電技術在高層建筑中的運用

3.1 不同負荷等級的電源保障

一般情況下，一級負荷要有兩個獨立的電源進行電力供應，二級負荷要有一個專用回路或兩個回路進行電力供應。為了實現一級負荷的不間斷供電還應該啟動應急柴油發電機組。對于特殊的設備(例如事故照明、計算機中心和消防中心等)要設蓄電池組供電，從而確保其供電。另外，為了預防特殊情況(例如樓塌、地震等)，要設置可充電且可獨立的干電池應燈群，從而保證高層建筑中的人員能夠安全撤離。

3.2 電源的自動切換

高層建筑避免火災隱患，就必須防治確保安全用電。保安電源采用自動切換裝置是保證供電設備的穩妥的一種形式。具有以下的優勢：1)自動完成保安電源的聯通與間斷，避開人工操作，具有機敏反應的能力，電路發生異常，自動斷開電源開關，電源管理自動化程度高，確保整個供電系統的安全可靠性。同時節省了人力，降低了不必要的損失。2)保安電源往往有兩個發電機電源，電源發生故障時，自動切換啟動備用的發電供電，備用發電機依靠柴油發電，在電力供應失效的情況下，維持高層建筑最基本的整修電力。確保建筑功能能夠盡快恢復正常。3)保安電源自動切換自身就是可靠性的措施，避免人工操作中有時用力不當和使用方法不當，導致開關的失靈，減少了故障發生的概率。4)保安電源自動切換在電力運行狀態下，做出準確的判斷，依據開關兩側的電壓作為判斷，對電壓及電流量化的分析，獲得更為安全的切換保證，比人為估測更準確。5)主電源和備用電源兩個部分組成自動切換電源，采用串聯線路連接，在相互切換時，切換的速度得以提高，電源的實用性強，避免了切換過程中的風險。

3.3 采取安全的接地方式

保障高層建筑的供配電系統安全系數的重要手段就是采取安全的接地方式，目前的高層建筑電氣設備的工作接地、保護接地都融合為一體，組成了一個混合的接地系統。同時，接地電阻需要滿足不低于四歐姆的國家標準。在滿足高層建筑的基礎鋼筋等自然接地板的接地電阻的前提下，再將水平的人工接地體裝設好，最后將主要的高層建筑物基礎連接成一個接地網，這對提高供配電系統的均衡點位和可靠性都有很大的幫助。

3.4 選擇合適的變(配)電所位置

在確定高層建筑的變(配)電所位置時通常要綜合考慮下列原則：方便設備吊裝運輸、接近負荷中心和電源側；不應該將變(配)電所設在有振動劇烈的場所；也不應該設在經常性積水的場所的正下方(如廁所、浴室)；更不宜設在有腐蝕性氣體和多霧多塵的場所，而選擇在通風以及散熱條件都比較好的場所。

總之，為了能夠提高高層建筑中供配系統可靠性，就必須尋找改善電能供應的途徑，采取有效的措施優化技術，從而滿足高層建筑的電能供應需求。

[1]萬國軍.試論節電技術在供配電系統中的應用[J].黑龍江科學，2013，11：90.

[2]王罡.供配電設計節能技術研究[J].科技致富向導，2011，27：185.