建筑電氣設計低壓供配電系統的可靠性分析

陳靜和

身份證件320921198211046802

建筑電氣設計低壓供配電系統的可靠性分析

陳靜和

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電氣設計是高層建筑功能的重要部分，在設計過程中為了提高建筑電氣系統運行的實用性和安全性，設計人員應充分重視低壓供配電系統的可靠性需求，讓電氣系統更加貼合高層建筑的使用標準。在城市建筑住房需求日漸增高的背景下，高層建筑對低壓供配電系統提出了更為嚴格的要求，這也為電氣設計人員帶來了一定的壓力，以下文章當中將從低壓供配電系統的設計原則出發，逐步提出增強系統可靠性的措施。

建筑工程；電氣設計；低壓供配電系統

中國自改革開放以來，經濟快速發展，建筑作為經濟發展的一個重要標志，在使用功能上不斷地完善。隨著中國的城鎮化發展，建筑業迎來了發展機遇并迅速崛起，隨著城市人口增多而空間有限，城市的高層建筑越來越多，而高層建筑對電氣設計具有較高的要求，以確保電力系統處于安全穩定的運行狀態，其中，低壓供配電系統發揮著重要的作用。在高層建筑電氣設計中，對低壓供配電系統的可靠性進行分析是非常必要的。

1 電氣設備的可靠性

高層建筑的供配電系統對保證建筑使用安全至關重要。隨著建筑業的發展，高層建筑已經不拘泥于滿足使用功能，而已經成為城市規劃中的一部分，而且隨著人們生活水平的提高，對建筑電氣設備也提出了更高的要求，相應地供配電系統運行壓力也就越來越大。目前的高層建筑不僅縱向跨度大，而且建筑結構也趨于復雜化。電梯是高層建筑不可或缺的電氣設備，且商用高層建筑以及寫字樓都安裝有中央空調，加之建筑用戶所需要的各種電氣設備等等，這些都需要依賴于電能才能夠有效運轉。特別是現行的高層建筑，為了做到美觀而實用，往往在設計上推陳出新，這就給設置配電系統工作帶來了諸多的難題。隨著建筑電能使用量的增加，考慮到高層建筑低壓供配電系統的安全可靠運行，就需要對系統設計優化，并對其運行功能不斷地改善，以提高低壓供配電系統的運行效率。

2 高層建筑中低壓配電系統設計要求

2.1 滿足供電電源安全性

高層建筑供電電源的安全性能夠在很大程度上影響人們的生產和生活。目前，高層建筑火災救援形勢越來越嚴峻，大多數高層建筑主要采取自身消防設施滅火和安全通道的方式來疏散人員。其中，高層建筑自身的消防滅火設施必須依靠供電電源。在這種情況下，如果供電電源的安全性較低，則當發生火災后，所有與消防滅火相關的設備，比如淋水系統、消防電梯、消防照明、消防報警設備等，都不能夠發揮其自身實際作用。另外，目前我國大部分高層建筑物都運用了電梯，一旦供電電源不可靠，電梯就會出現電源供給不足的問題，發生故障，給高層建筑物中的人員生活和其他活動展開帶來阻礙。

2.2 優化系統設計的原則

所謂優化原則是指高層建筑的供配電系統的布局需符合建筑的功能與結構，在設計過程中可考慮使用綠色材料替代傳統高能耗材料，或充分利用地熱、光伏等自然能源。在低壓供配電系統的整體結構設計上應以穩定性與安全性為出發點，在滿足建筑整體的用電需求上預留出備用電量，更好的應對電氣系統意外情況。

3 完善建筑電氣設計中低壓供配電系統可靠性

3.1 供配電系統導線的選擇

在高層建筑的電氣系統當中，電力線路在其中具有十分重要的作用。其可以傳輸與分配電能，成為電能進行分配與傳輸的載體，具有的重要作用毋庸置疑。所以，能否正確的選擇導線對于整個建筑的電氣系統是否具有安全性來說具有直接的影響。

3.2 合理選擇備用電源

在高層建筑中，為了提升供配電系統的可靠性，減少區域性停電的影響，一般都會設置相應的備用電源，從安全性考慮，備用電源應該能夠滿足以下幾個方面的要求：①若采用單臺機組，則應該將機組的額定容量控制在1500kVA以下；②備用電源應該能夠在斷電后的0～10s內自行啟動，盡可能減少停電造成的經濟損失；③在發電機組達到額定轉速后，應該按照由大到小的原則，進行分批投入，以錯開投入時間，減少低壓母線的啟動壓降；④在電網恢復供電之后，應該適當延時30～60s，對供電進行恢復，然后再延時數分鐘，才能停止發電機組的運轉。

3.3 加強主接線安全性控制

在電力系統運行中，低壓供配電系統的主線具有關鍵性作用，系統主線設備較多，且其在電力系統中的分布也較為廣泛，復雜的現場條件使系統本身與設備操作頻繁，在運行中出現故障之后，往往會對整體系統帶來影響。因此，在高層建筑低壓供配電系統中，應當采取系統集成的方式，以此來盡量減少投資運行的總花費。此外，為了確保系統主接線的安全可靠性，在進行低壓供配電設計時，可以采取有效結合380/220V的交流放射式及樹干式的形式。其中，對于普通照明與一般性負荷，應當盡可能采用放射式與樹干式結合的供電方式，集中性的負荷供電則選用放射性供電單一模式。

3.4 完善負荷等級設計

在高層建筑低壓配電設計中，負荷等級設計是保證整個配電系統運行安全的關鍵環節。現階段，高層建筑的負荷等級一般被分為一級、二級、三級等不同等級。由于高層建筑的垂直高度大，因而在低壓配電設計中應首先考慮一級負荷等級。通常情況下，高層建筑的消防系統中如報警裝置、自動滅火裝置、系統控制室，監控設備等消防配電都應該設計為一級負荷等級。同時，在應急電源、專用通風、應急照明、水泵房等系統中也應設計為一級負荷等級，以此最大限度確保配電系統運行的可靠性和安全性，防止出現意外事故發生時，應急系統無法運行的情況。

綜上所述，在高層建筑電氣設計中，低壓供配電系統是一項重要環節，因此不僅要保證供配電系統的可靠與穩定，而且要保證電氣線路的安全，這就需要電氣設計人員借鑒先進的設計經驗，不斷提高建筑供配電系統設計的可靠性，優化系統運行。

[1] 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.

[2] 肖惠文.高層建筑電氣設計中低壓配電系統安全性探討[J].中小企業管理與科技(下旬刊)，2015，06：243-244.

[3] 董斌.建筑電氣設計中低壓配電系統安全性分析與闡述[J].智能城市，2017，01：245.