高層建筑高壓供配電系統的電氣設計分析

王心躍

高層建筑高壓供配電系統的電氣設計分析

王心躍

（長沙星電電力勘測設計有限公司 湖南長沙 410000）

與低層建筑相比，高層建筑樓層比較高，用電量以及電壓負荷載也比較高。近年來，在高層建筑高壓供配電系統設計中，電氣設備的數量和種類都在不斷增加，而安全隱患也越來越多，因此，必須建立安全可靠的供電系統。對此，本文將以高層建筑高壓供配電系統為研究對象，首先對高層建筑電氣工程供配電系統進行介紹，然后對高層建筑高壓供配電系統的設計內容以及設計要點進行了詳細探究。

高層建筑；高壓供配電系統；設計

1 引言

隨著人們生活水平的逐漸提高，人們對于社會各方面的要求也在逐步提升，這其中當然也包括高層建筑方面的技術要求。在對高層建筑電氣工程進行施工建設的過程中，需要更加細致認真，做好建設方案的設計工作，這樣才能夠有效保障人們的生活，實現高層建筑電氣工程的功能和效用。

2 高層建筑電氣工程供配電系統概述

在對高層建筑的電氣工程進行設計時，首先需要考慮的就是電力的負荷情況，如果不能夠準確估算出高層建筑中對于電氣工程使用的實際電力需求，就無法保障電力設備的有效使用，甚至還會影響到電氣設備的安全，對人們的生命財產安全造成威脅。在對高層建筑總體使用的電力負荷進行計算時，可以采用需要系數法或者是負荷密度法的計算方法，通過這兩種計算方法得出的計算數據較為準確，能夠為高層建筑的電氣工程進行方案設計提供重要的參考和指導。

3 高層建筑高壓供配電系統的設計內容

3.1 電氣系統高壓供電方案

高層建筑的樓層比較高，因此其供電負荷也比較大，供電電壓普遍都是10kV，因此供電方式主要是由環形雙回路供電、雙側雙回路供電以及單側雙回路供電三種方式組成。這三種方式自身都具有優勢和缺點。其中，成本最高的就是環形雙回路供電，但是其自身也具有很高的供電可靠性；利用雙側雙回路供電，可以同時具有兩個供電的電源，其供電可靠性處于居中的位置；而針對單側雙回路供電，其投資成本在三者當中最低，但是供電可靠性比較差，在選擇具體的高壓供電方案的時候，需要結合投資成本和供電方式來進行合理的選擇。

3.2 電氣系統負荷分級

負荷分級就是根據由于供電中斷，給用戶造成的經濟、政治損失程度，以及對供電可靠性的要求程度進行的分級。

3.3 電氣系統高壓主接線設計

主要是根據高壓電源供電方式的不同，來劃分高壓主接線。如果兩個高壓電源同時進行供電，就要采取單母線分段的方式，但是不對母聯進行開關的設置。這種方式結構比較簡單，并且不需要很多的設備，投資成本也比較低，但其不足之處就是缺乏靈活性和可靠性，在故障檢修的過程中，首先需要對所有用戶進行斷電處理。如果兩個高壓電源中的一個處于使用的狀態，而另一個處于備用的狀態，則可以采用單母線供電方式，雖然單母線的線路比較簡單，但是缺乏靈活性，因此，在高層建筑當中很少使用。目前使用比較多的主接線是將母聯開關進行設置，并對單母線進行分段，這樣無論哪條電路出現問題，均可以利用母聯開關及時恢復故障電源的負荷供電情況。這種設計方式比較復雜，而且投資成本也比較高，但是其可靠性高，事故發生幾率以及影響范圍比較小。

3.4 電氣系統照明設計

照明負荷的配電網絡主要由配電屏、總配電銷、饋電線、分配電箱、分支線等部分構成。首先，配電屏引出供電電源，再利用饋電線的干線把電源帶入到總照明配電箱，之后再由總照明配電箱分出若干個支路，連接到每個分配電箱，再從每個分配電箱引出若干分支線，與終端用戶的配電箱相連，進而實現對照明系統的供電，具體如圖1所示。

3.5 電氣系統接地和防雷設計

圖1 照明配電網絡的構成

現如今，在高層建筑接地策劃過程中，由于很多高層建筑為鋼筋混凝土剪力墻，因此能夠撐持樓板之間的連接。很多高層建筑使用的是傳統的避雷設施，隨著科學技術的發展，放射性避雷針以及消雷設施應運而生，并且已經被逐漸應用于高層建筑施工中。

3.6 電氣系統配電箱設置

根據電氣接線的要求，配電箱應該把開關設備、保護電器、測量儀表以及輔助設備組裝到封閉或是半封閉的屏幅或是金屬柜上，進而形成低壓配電裝置。在正常運行的狀況下，能夠通過自動開關或者是手動開關將電路接通或是分斷。而當出現不正常運行，或者是發生故障時，則可利用其對電路進行切斷，或是進行報警。在各個發、配、變電所中，通過測量儀表能夠使運行中的各種參數得以顯示出來，還能夠調整某些電氣的參數，提示或是發出信號以警示其與正常的工作狀態相偏離。在高層住宅建筑的照明配電箱中，其回路的分配應該符合三個方面的要求。①要確保照明系統、客廳、臥室以及廚房、衛生間的插座都能夠單獨回路供電。②從空調回路上來看，要將其分成單獨的客廳柜式空調回路，以及另外每兩個空調插座作為一個回路。③除了壁掛空調的插座意外，其他的插座回路都要安置漏電保護開關。

3.7 電氣系統插座和開關選擇

插座與開關是電氣系統的終端，同時，也是保障安全用電的關鍵。開關和插座能夠對電力用戶家中的電器設備以及照明燈具等閉合和開啟進行有效控制，與此同時，還能夠有效確保家用電器能夠在穩定安全的電源中進行連接。通常情況下，一旦開關閉合，電器設備就應該與電源接通；一旦開關斷開，電器設備就需要切斷供電，因此，合理選擇插座和開關對于保障安全用電至關重要。

3.8 電氣系統備用電源設計

為了能夠確保供電的安全，大部分的一級供電負荷高層建筑通常都需要安置兩個相對獨立的供電電源。如果需要使用十分重要的用地負荷，則備用電源設計能夠有效保障供電的安全和可靠性，因此，在電氣系統過程中，應該設計與上面的兩個電源相獨立的第三個電源作為備用電源進行供電。在高層建筑電氣系統設計過程中，處于備用負荷以及應急負荷的經濟和容量，大部分選用的都是柴油發電機作為自備電源，這樣能夠有效保證在特殊用電過程中能夠滿足實際供電需要。

4 高層建筑電氣工程高壓供配電系統電氣設計注意事項

在高層建筑中，對于照明設備和空調等設備的使用情況較多，因此，所需要的相應負荷也較大，在電氣系統過程中，需要做好高層建筑中電氣工程的各項設計工作，這樣才能夠保證高層建筑電氣能夠正常使用，而供配電系統的設計就是其中的一個重要方面。空調設備是高層建筑中必不可少的裝置，對于這些用電量大的設備，應該注意做好防護工作，保證用電設備能夠盡可能地分散，在需要進行集中管理的部位，可以采取電腦控制和監控的系統進行有效管理。高層建筑的電氣系統中，照明設備與一般的動力設備基本不會共用一條干線，那樣會對電氣系統的整體運行情況造成一定的不良影響。在進行高層建筑電力工程的設計工作中，要注意做好線路這方面的設計工作。電氣設備中的管線需要采取一定的防火措施，這對于盡可能地降低高層建筑中電力泄露問題起到良好的促進作用。高層建筑對于供配電系統的設計工作，要注意綜合考慮到高層建筑電氣工程的整體建設問題，從高層建筑的內部情況出發，設計一整套完善合理且行之有效的方案策劃，為施工建設提供重要的指導。供配電系統的設計方案做好之后，施工人員在實際施工過程中，應該嚴格按照設計圖紙進行設計施工，同時還需要做好圖紙和實際施工現場的對照工作，為保障施工質量做好準備工作。除此以外，還需要對于供配電方案具體施工的過程進行實時監測，這樣才能夠有效保障設計方案的實際施工效果。

5 結語

高層建筑供配電系統電氣節能是一項繁瑣的、復雜的、系統的工程，其電氣設計方案能夠直接決定高層建筑應用性和能源節約效果。高層建筑高壓供配電系統電氣設計包括高壓供電方案、負荷分級、高壓主接線設計、照明設計、接地和防雷設計、配電箱設置、插座和開關選擇以及備用電源設計，在具體的設計過程中，應該結合高層建筑實際情況，制定科學的、可行的、經濟的、合理的優化設計方案，這樣才能提升高層建筑高壓供配電系統電氣設計效果。

[1]高桂根.高層建筑電氣工程供配電系統設計分析[J].價值工程，2014（36）：118～119.

[2]李江.關于高層建筑高低壓供配電設計的研究分析[J].建筑工程技術與設計，2015（30）：36.

[3]張強.高層建筑供配電系統的電氣設計分析[J].中國科技博覽，2015（08）：29.

TU976+.1

A

1004-7344（2016）27-0064-02

2016-6-27

王心躍（1978-），男，助理工程師，大專，主要從事配網電氣設計工作。