關于高層建筑電梯配電設計分析

王建國（首鑄一號（東莞）房地產有限公司，廣東 東莞 523000）

關于高層建筑電梯配電設計分析

王建國
（首鑄一號（東莞）房地產有限公司，廣東 東莞 523000）

當前高層建筑中大量應用了電梯這一種垂直運輸系統，如何合理有效地進行電梯配電以保障其能夠正常穩定工作，正越來越成為建筑電氣設計工作的重點之一。本文對高層建筑的電梯配電設計問題進行了一些有意義的探討，希望對建筑電梯的電氣設計工作能夠有所借鑒。

高層建筑；電梯；配電設計

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.16.151

1　引言

隨著經濟社會的快速發展，我國的建筑事業也取得了快速的發展和進步，當前我國的主要城市都開始廣泛建設高層建筑，這一方面節省了城市本就寶貴的土地資源，但同時也給建筑的電氣設計工作提出了挑戰。與以往的普通建筑不同，高層建筑中大量應用了電梯這一種垂直運輸系統，如何合理有效地進行電梯配電以保障其能夠正常穩定工作，正越來越成為建筑電氣設計工作的重點之一。

在現實中，因為電梯的種類繁多、規格不一以及運行方式復雜等因素的影響，導致電梯的配電設計過程受到了諸多困擾，再考慮到雖然我國也出臺了不少與電梯配電設計相關的國家標準和行業規范，但由于受到各種主、客觀因素的影響也不可能做到面面俱到，而這些都給電梯的配電設計工作增加了難度。筆者結合自己多年的工作實踐經驗，就高層建筑的電梯配電設計問題進行了一些有意義的探討，希望對建筑電梯的電氣設計工作能夠有所借鑒。

2　電梯運行情況分析

要對高層建筑電梯的配電系統進行設計，首先要做的就是對電梯的運行情況進行詳細分析。具體而言，電梯轎廂的上行運行狀態包含以下三種情況：（1）電梯電機的驅動轉矩大于零，此時的轎廂重量大于配重；（2）電梯電機的驅動轉矩等于零，此時的轎廂重量等于配重；（3）電梯電機的驅動轉矩小于零，此時的轎廂重量小于配重。在實際工作中，當轎廂處于滿載狀態時，電梯電機的驅動轉矩就會達到最大值，同時這也是設計上的額定值，即TMe=（1-Φ）TXmax。其中，TMe為電梯電機的設計額定驅動轉矩；TXmax為轎廂與乘客重量形成的最大阻轉矩，即電梯滿載時的阻轉矩；Φ為平衡系數，其值由配重和載重的比直決定。

與此類似，電梯轎廂的下行運行狀態也包含三種情況：（1）電梯電機的驅動轉矩大于零，此時的轎廂重量小于配重；（2）電梯電機的驅動轉矩等于零，此時的轎廂重量等于配重；（3）電梯電機的驅動轉矩小于零，此時的轎廂重量大于配重。電梯在下行過程中，如果載重為零，則電梯的阻轉矩值最大，即TM=ΦTXmax。此時電梯的負載率可以用TM和TMe的比值進行表示。

3　電梯功率估算

在進行高層建筑電梯配電的設計過程中，有時可能會遇到電梯規格和參數不詳的情況，此時就必須對電梯電源設備的容量進行估算。如果設電梯電源設備的容量為S（kVA），電梯的額定載重量為Lr（kg），電梯的額定運行速度為v（m/s），則電梯電源容量的估算公式如下：（1）當電梯為交流單速電梯時，S=0.035Lrv；（2）當電梯為交流雙速電梯時，S=0.030Lrv；（3）當電梯為直流有齒輪電梯時，S=0.021Lrv；（4）當電梯為直流無齒輪電梯時，S=0.015Lrv。

4　電梯計算電流

根據現行的《通用用電設備配電設計規范》的規定，單臺交流電梯的供配電線路的工作載流量應大于其銘牌連續工作制額定電流的140%或銘牌0.5 h或1 h 工作制額定電流的90%；單臺直流電梯供配電線路的連續工作載流量應大于交直流變流器的連續工作制交流額定輸入電流的140%。至于短時或周期工作制電動機的功率和計算電流，則需進行相應的折算，根據折算到暫載率下的功率和電流值進行設計。

5　電梯配電電壓降的校驗

根據《工業與民用配電設計手冊》的規定，如果電梯的配電線路較長，則應對電壓降進行校驗。此外，《通規》里也規定：當啟動交流電動機時，配電母線上的電壓降不能對接在母線上的照明或其他對電壓波動較敏感的負荷造成干擾。具體而言，當電機的啟動不頻繁時，配電母線上的電壓降不能低于額定電壓的85%；而當電機處于頻繁啟動狀態時，配電母線上的電壓降更是應保持在額定電壓的90%以上。同時，《民用建筑電氣設計規范》也對用電設備端子處的電壓偏差允許值進行了規定，要求電梯電動機宜為± 7 %。在實際工作中，一些建筑電氣設計人員存在只對電梯配電房配電干線及單個電梯的配電分支進行電壓降校驗的現象，這顯然與《通規》的規定不符，可能會給未來的高層建筑電梯配電系統的運行帶來隱患。筆者認為，應該嚴格遵守《通規》的相關規定，在電梯電動機啟動頻繁時，用電機的“啟動電流”來對配電母線上的電壓降進行校驗，而當電梯處于正常運行狀態時，再根據《民規》的要求對電梯電機控制柜接線端子上的電壓降進行校驗。以上兩個校驗標準在實際應用的過程中不存在沖突，《通規》 的校驗標準強調的是電梯電機的啟動不應對配電母線上的其他負荷設備造成影響，而《民規》的校驗標準則更強調為電梯運行提供規定范圍內的電壓值以確保電梯得以正常工作。

在實際工作中，因為受到各種主、客觀因素的影響，造成影響電梯電機啟動電流的因素有很多，而這就要求在校驗電梯的電壓降時必須對這些影響因素進行全面的考慮。一般來說，當電梯配電房存在多臺電梯時，在校驗時還應該考慮多臺電梯的同時系數，一般先應根據啟動電流來對電梯配電母線上的電壓降進行校驗，然后再根據計算電流來對配電房母線電壓降及分支線至電梯控制柜電壓降的總壓降進行校驗。

6　結束語

高層建筑的電梯配電設計是一項對專業技術性要求很高的工作，在進行具體的設計過程中，既要遵守相關的設計標準和規范，同時也要對實際建筑電梯系統的運行要求進行充分考慮，只有在深入論證和分析的條件下進行科學合理的設計，才能真正保障電梯配電系統的設計質量，進而為電梯的安全可靠運行奠定良好的基礎。

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王建國（1968-），男，電氣工程師。