試析高層建筑電氣設計低壓供配電系統的可靠性

楊陽陽

杭州明捷普機電設計事務所有限公司

1 高層建筑低壓供配電系統的特點

1.1 在高層建筑中，低壓供配電系統具有十分明顯的特點，尤其是在高層建筑施工質量與使用安全方面，這是由于高層建筑的結構較為復雜，所以大大增加了供配電系統設置的難度。與傳統建筑物不同，高層建筑具有非常大的空間跨度，所以就需要配備電梯、空調等設備為人們提供便利，而這些設備均需要電力的支持，所以做好高層建筑供配電電系統的設計和施工是整體施工中重要的一環，因此，高層建筑的電氣設備的安裝和維護，就是高層建筑的施工內容的重要元素。

1.2 高層建筑具有非常復雜的結構，因此對功能的要求是多樣的，不同的功能的高層建筑的發揮，需要不同的設計理念，這就大大增加了高層建筑中低壓配電系統設計的難度，特別是社會、經濟的快速發展，促進了人們生活質量的提高，日常生活與辦公中使用的電力設備越來越多，不僅帶來了巨大的耗電量，也帶來了眾多的維護的需求，供配電系統的運行是重要圍繞著質量的提高、系統的改善、技術的優化。

2 高層建筑供配電系統設計要求

2.1 滿足供電電源的可靠性

如果沒有電力的供應，火災發生之后，很多設備就不能充分發揮自己的作用，比如電梯、報警裝置、消防照明系統以及供水設施等等。這意味著電源供給的穩定性在高層建筑的安全運營中是關鍵的環節，電源的可靠性對于高層建筑中業主的生產生活、消防工作的正常運營都是相當重要的。另外，現階段絕大多數的高層建筑均安裝了電梯裝置，一旦供電電源的可靠性不能實現，高層建筑物中的運輸就會中斷，嚴重影響人們在高層建筑中的各種活動，例如很多高層建筑在緊急疏散人員時通常是利用安全通道、自身消防設施滅火等方式來進行。高層建筑供電電源的可靠性如果發生了被破壞的情況，高層建筑火災救援則無法正常實施，還有建筑中人們的日常生活、生產的相關設備運行的安全，而且物資的供應也會立刻出現由于不充足的問題，給高層建筑物中活動展開帶來阻礙。

2.2 保障供電的持續性以及電源時間性

當前高層建筑中的電源系統一般都具有兩個獨立電源，其中一個電源需要停用維護或者突發故障時，通常另一個電源就會啟動運行，保證該高層建筑的供電。但是，對于通過電網提供電能的一些高層建筑來說，盡管大部分可以達到一級、二級負荷標準，但是與普通建筑不同，高層建筑內需要的負荷非常大，兩個或者兩個以上的電源進行切換，需要對以下情況進行充分的考慮：如果發生了獨立電源不能提供電能，此時便應當具備相應的應急或者備用電源，通常是柴油發電機組作為備用電源的。但是，應當給予高度重視的是，在進行高層建筑供配電系統設計時，應當留出充足的時間來進行電源的切換，所以一定要配備相應的電氣設備。

3 高層建筑低壓供配電系統的可靠性分析與措施

3.1 備用電源可靠性

高層建筑中的備用電源大部分為柴油發電機組，為了提高供配電系統的可靠性，備用電源通常需滿足以下要求：①電源為單臺機組時，額定容量需控制在1500kVA以內；②若發電機組在大型商業高層建筑中作為應急電源時，若供電系統終端，應在10s內正常運作并投入使用，從而減少經濟損失；③發電機組達到額定轉速后應分批投入負荷，根據由大到小的順序錯開容量的投入時間，盡量減小低壓母線的起動壓降；④若電網恢復供電，則應將備用電源延遲30～60s，讓市電自動恢復，然后延遲3min讓發電機組停止工作。

3.2 系統主接線可靠性

在低壓供配電系統當中，因為不少的系統主線裝置安裝其中，低壓配電系統的主接線形式選擇顯得尤為關鍵。供配電系統常常是操作繁瑣與設計復雜，倘若這一系列的裝置出現問題，那么會威脅到整體低壓供配電系統的安全與工作效果。因此，大部分都是集成設計低壓供配電系統，進而優化配置系統主線裝置。為了保證全部的主線裝置保持工作狀態的可靠與安全，對低壓供配電系統主接線的設計需要借助380伏電壓電源或380伏電壓電源的樹干供配電手段、交流放射供配電手段加以設計，以及密切關注設計的細部主線路。針對高層建筑的一般照明來講，在設計供配電線路的時候，適宜應用樹干式供配電手段與交流放射供配電手段相統一的主接線。倘若高層建筑電氣裝置的荷載是集中性的，那么能夠使用交流放射供配電手段的供配電主接線就行。

3.3 供配電設備可靠性

先進的供配電設備直接影響到低壓供配電系統的可靠性，因此在高層建筑電氣設計時需選擇性能良好的供配電設備，例如繼電保護設備和變壓器等設備，其自動化程度較高，具備自動分合閘、錯相保護等功能，能有效提升電氣系統運行的可靠性。以箱型干式變壓器為例，其絕緣材料均為難燃或具備阻燃性的材料，即使是出現雷害或火災也能保證變壓器的穩定，減少災害損失，且干式變壓器防污、防潮性能良好，在惡劣環境下仍可運行，可保證電氣系統的安全。

結語

總而言之，在設計高層建筑電氣的時候，非常關鍵的一個組成部分是低壓供配電系統。為此，不但要確保供配電系統的穩定、可靠，而且要確保電氣線路具備安全性。這就要求電氣設計工作者吸取先進的經驗，實現高層建筑電氣設計中低壓供配電系統的優化，在進行設計的時候，有效地兼顧供配電裝置、系統的主接線、備用電源、線路等一系列環節，且將防雷與防火的對策搞好，降低諧波危害，進而真正地實現高層建筑用電要求的可靠性與安全性。

[1]潘立民.高層建筑電氣設計中低壓供配電系統可靠性分析[J].住宅與房地產，2016(33)：53.

[2]曾海漣，何宗楚.低壓供配電系統在高層建筑電氣設計中的可靠性探討[J].建材與裝飾，2015(48)：228-229.