供配電設計在現代高層建筑中的應用

楊 星

南京師大建筑工程設計研究院

供配電設計在現代高層建筑中的應用

楊 星

南京師大建筑工程設計研究院

隨著城市的不斷發展，高層建筑也在不斷增多。建筑的節能要求在現階段已經成為行業發展的必然要求和趨勢，對于高層建筑來說，進行供配電系統的節能設計不僅能更好滿足高層建筑多用戶的實際要求，還能有效消除用電的安全隱患

供配電設計；高層建筑；應用

隨著我國城市化的建設，許多建筑逐漸朝著高層的方向發展，高層居民住宅、高層辦公樓、高層商業區等如雨后春筍般涌現。高層建筑具有人口密集、電器設備多、用電量大等顯著的特點，為了能夠滿足人們的生活、學習與工作中的日益增加的用電需求，建筑內的供配電系統發揮著不可替代的作用，但隨著各種高端家用電器設備的出現，給原有建筑供配電系統帶來了很多問題，為此，許多建筑電氣設計人員與施工人員開始對供配電技術進行深入的研究與改進，以期能夠尋找改善高層建筑電能供應的有效途徑。

1、高層建筑供配電系統設計的主要內容

1.1 高壓供電系統

由于高層建筑的供電負荷通常比較大，故其供電一般采用10KV的高壓，并且主要包括環形雙回路、單側回路和雙側雙回路三種供電方案。其中，環形雙回路的供電方案投入成本和可靠性都比較高；單側回路的供電方案投入成本和可靠性都比較低；雙側雙回路的供電方案由于采用了兩個電源同時對系統進行供電，故其供電有著較高的可靠性。在對高層建筑高壓供電系統進行設計時，通常需要根據建筑施工方的投入成本選擇適當的供電方案。由于不同的高壓電源具有不同的供電形式，因而高壓主接線的方式也會隨之不同。當兩路高壓電源對系統同時進行供電的情況下，一般是采用單母線分段的形式，但是對母聯開關卻不進行設置。這種供電形式的特點在于所需要的設備非常少，而且結構相對來說也比較簡單，同時投資成本也比較低，但是其供電的可靠性和靈活性都比較低。當兩路高壓電源對系統采用一個供電一個備用的情況下，一般是采用單母線不分段的形式，這種供電形式的特點在于其線路相對來說比較簡單。當供電系統中一個電源發生故障時，另一個備用電源就能立刻取代原電源對系統進行供電。目前，在高層建筑中應用比較廣泛的供電方案是設置母聯開關，并且單母線分段進行供電，當系統中任一電源發生故障時，母聯開關自投，對故障電源側的負荷恢復供電。這種供電形式雖然接線相當復雜，而且投資成本也最高，同時其供電系統的可靠性也是最高的；

1.2 低壓配電系統

低壓配電系統在高層建筑中使用范圍比較廣的主要有以下四種形式：樹干式低壓配電形式，指的是利用一條干線將總配電箱與各分配電箱連接起來，這種形式的投資成本比較低，有利于施工，但是其不足之處在于當某個分配電箱出現故障時，將會影響到整個干線，可靠性比較低；鏈式低壓配電形式，指的是利用一條供電干線將系統中的用電設備或是各分配電箱連接起來，這種形式與樹干式相比，在線路上沒有分支點，同時其投資成本也比較低，但是其不足之處，當線路上設備或配電箱發生故障或是進行檢修時，與其相連接的設備或配電箱也要停電，可靠性比較低；放射式電壓配電形式，指的是各分配電箱直接由總配電箱進行供電，其優勢在于每個用電負荷都是在單獨受點，在發生故障的情況下，對系統中其他設備的回路不會造成影響，而且其供電可靠性較高，不足之處在于其系統的線路比較繁雜，導致系統的靈活性比較差；混合式低壓配電形式，指的是樹干式和放射式兩種配電形式相互結合，這是當前在高層建筑中采用度最高的配電形式之一。

2、層建筑中供配電技術可靠性與安全分析

2.1 高層建筑供配電技術的選擇和配置

一般情況下，高層建筑采用一或二級用電負荷等級，并且有兩個或兩個以上的電源對高層建筑進行供電。在選擇系統供電電源時，不僅需要考慮系統的負荷等級、供電電源的數量，還需要滿足高層建筑用電可靠性與安全性要求。通常對于一級負荷等級需要采用兩個電源對系統進行供電，而二級負荷等級則需要專用回路或是兩個回路對系統進行供電。而對于配電系統中的計算機中心、照明、消防系統等特殊的電氣設備需要安裝蓄電池組以備供電不足。而對于一些集酒店、商場和娛樂設施為一體的高層建筑，由于其人流量比較大，為了預防火災、地震等各種個數情況，應該裝應急電源以備供電不足。

2.2 供配電的電壓設計

要想確保高層建筑供配電系統的正常運行，就需要嚴格按照相關規范和標準來進行供配電的設計。同時可以按照高層建筑的實際特點，來了解和掌握高層建筑對電壓是否存在重量級要求，并為其配備一到兩組應急發電組。如果高層建筑出現供配電故障時，可以借助應急發電組來及時恢復高層建筑的正常用電。通常情況下，低壓配電電壓一般在380/220V，而賒借電源主要選擇10kV的獨立高壓電源。

2.3 高層建筑供配電系統中設備與導線的選擇

為了能夠確保高層建筑中的供配電系統能夠可靠、高效、安全的運行，系統設備及導線的選擇也具有十分重要。例如，對于低壓斷路器需要選擇帶漏電保護的斷路器，而對于高壓斷路器需要選擇真空的斷路器等。

3、結束語

綜上所述，隨著我國經濟的轉型與城市化建設的推進，體現人們經濟水平的高層建筑物的數量急劇增加，相應的對高層建筑物的供配電技術也提出了更為嚴格的要求。高層建筑人口密集，用電量大，如果供電系統無法有效的正常運行，不僅會造成電力資源的浪費，而且還可能會造成居民的人身與財產損失，不能充分發揮其保障人們安全、放心用電的功效。為此，加強對高層建筑中供配電技術的研究與運用，并且積極的利用現代化技術對其進行改進與創新，進而設計出具有智能化、高效性、安全性高的供配電系統，對于促進具有十分積極的促進作用。

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