供配電技術在高層建筑中的運用

夏洸

摘 要：在科技日益進步的今天，人類的數量也越來越多，所以建筑也越來越高，高樓大廈的琳瑯滿目也給相應的技術帶來了很大難題，在供電的技術上也被人們所重視，供電系統在近幾年也得到了很大發展，為了滿足不同負荷的電能需求，在高層建筑的建設當中，對供配電系統的研究技術也在強化。該文主要探究了供電技術在高層中應用時所遇到的問題，并對問題進行解析。

關鍵詞：供配電技術 高層建筑 技術更新

中圖分類號：TU208 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2017）01（c）-0036-02

1 高層建筑中的特點

在建設高層建筑時應該充分了解高層建筑的特點，高層建筑有三個明顯的特點：高層建筑面積大、建筑的高度高、并帶有地下室。

（1）建筑面積。目前國際上很多的國家都有高層建筑，在現代社會已經建設好的高層建筑中，基本的大樓面積都在幾萬到幾十萬平方米，所以建筑面積是非常廣的。

（2）高度。高層建筑的建立因為想要減少土地的使用，所以秉著占天不占地的原則，高樓越建越高，所以樓層以及樓內的管道都是很多。

（3）地下室。高層建筑除了地表上的建筑高度高以外，因為其特殊的結構特點，還帶有水泵房等，地下結構。

2 配電系統對于高層建筑的重要性

2.1 高層建筑的基礎需求

高層建筑在建設過程中需要的建筑空間很大，其中的用電設備也很多，所以高層建筑中對于供配電系統的要求也高，需要供配電設備具有穩定性高，可靠性大的特點，總體上高層建筑用戶的用電量都是非常大的，對于供配電系統的負載荷量是一級，因為高層建筑的用電不僅是保持用戶日常生活用電設備的運行，也要保證消防系統，電梯照明燈設備的運行，因為高層建筑一旦出現危險，逃生的途徑花費時間多，所以要保證電源在危險時候正常使用，在設計上，高層建筑使用的是雙電源供電連接，這樣可以很好保證用戶用電和緊急用電。

2.2 高層建筑配供電技術的發展

供配電系統在電力系統中占有很重要的位置，并且包含了電力系統的使用與配送環節，高層中的配供電系統是直接負責電器設備的，所以要保證供配電系統的穩定性和安全性。供配電系統在使用當中功率的流動是單方向的，工作原理是通過降壓分配的方式送給各個用電戶，我國供配電系統的電壓沒有超過110 kV的，在設計制造供配電系統時應該首先考慮到其負載和的多少，在電力分配上要考慮供電區域的電量多少，在最高的基礎上留出一些空間，供緊急的時候急需所用。

3 供配電系統的簡單介紹

3.1 負載荷

在配供電系統中，可以分為三個等級，根據不同的需求選擇不同的負荷等級，既能保障高層建筑用戶的正常用電也能使電力得到最大的利用率，所以工作人員對于配供電系統中的三個負荷等級非常重要，第一級負在三種負荷等級中占有的位置是最重要的，如果配供電設備的負載超過設定負荷就會導致斷電，這會直接導致用戶的經濟遭到損失，高樓也會因此受到不同程度的損壞。第二級負荷如果在運作上出現問題會導致許多的設備運行不了，是高層建筑中使工作人員的日常工作受到影響，影響其工作效率。三級負荷與一級負荷二級負荷不同時工作，是獨立于兩級負荷的配供電系統，因為要預防一級負荷與二級負荷故障不能正常工作，三級負荷可以在一級二級負荷都故障的情況下單獨為大樓供電一段時間，保障一些逃生場所的照明，一二級負荷主要負責的是高層的主要運作和一些緊急報警系統的供電，三級系統起到保障的作用。

3.2 接線

就目前而言，我國最多使用的是中小型高壓供配電系統，采取的接線方式是單電源的單母線分段式，這種接線方式是目前我國中小型小區的主要接線方式，優點是接線簡單，維修方便，對于中小型小區高樓很適合，但這是理論，再實際應用中，相關人員發現這其中有很大漏洞，因為這種接線方式的主線上只有一根電線，允許通過的額定電壓只有十千瓦，供電受到了很大限制，難以滿足高層建筑眾多用戶的實際需求。

4 配供電技術在高層建筑中的應用

4.1 負荷的具體計算方式

準確計算負荷的目的是明確所供電建筑的總用電情況和所需要的符合等級，以及符合類別。

在此基礎上，向有關部門申報供配電系統時可以為計算損失，電力效率等提供相關的依據：（1）方案設計很多時候都是采用單位指標法，而在設計初期以及施工時期采用的是需要系數法。（2）在用電設備數目多，并且每個設備的用電情況差異不大時，應采用的是需用系數法，此方法主要用于電力負荷的計算。（3）同一時期的用電設備少，并且每個用電設備的用電情況差別很大時，應該運用二項式法，計算為了簡便通常是分為動力、重要動力、保安系統、照明、重點照明五個部門分別計算的。

4.2 供配電設備的抉擇

目前大多數的高層建筑采用的負荷級別都是一二級，并且組成高層建筑的供電源都是2～3個，所以在確定供電源之前，應該了解所要供電總設備的負荷，從而選擇負荷級別，用電設備的總電容量和所需供電情況來確定電源的數量和質量。選擇電源個數的另一途徑是經費，應了解到所用的費用，并計算最小化的花費，既滿足用戶和設備的用電良好也滿足資金最少。在確認負荷時，一般一級負荷適用于高電壓和電容量大的設備，電源選擇為兩個，若用電設備的電容量不大，可以選擇低位電源，在設計時應當充分考慮到高層建筑的實際用電情況，在安裝一級負荷系統下，還應當安裝供緊急時刻啟動的備用系統，用做逃生樓梯的照明，防止高層建筑中的用電設備出現用電不足的情況。對于二級負荷的選擇，其供電電源的選擇可以用作當變壓器發生故障時，所提供短暫時期的用電設備，可以在不損失用戶經濟的情況下幫助高層建筑快速恢復電力系統，所以二級電路中的回路應當有兩個，可以有效防止因為局部過熱發生火燒的情況，在一些人員密集的高層建筑中應配置緊急逃生所用的專用電源，防止發生險情時因沒有備用電源而導致營救失敗，給人民和財產造成損失。

4.3 保安電源的自動切換

高層建筑避免火災隱患，就必須防治確保安全用電。保安電源采用自動切換裝置是保證供電設備最穩妥的一種形式。具有以下幾點優勢：（1）自動完成保安電源的聯通與間斷，避開人工操作，具有機敏反應的能力，電路發生異常，自動斷開電源開關，電源管理自動化程度高，確保整個供電系統的安全可靠性。同時節省了人力，降低了不必要的損失。（2）保安電源往往有兩個發電機電源，電源發生故障時，自動切換啟動備用的發電供電，備用發電機依靠柴油發電，在電力供應失效的情況下，維持高層建筑最基本的整修電力。確保建筑功能能夠盡快恢復正常。（3）保安電源自動切換自身就是可靠性的措施，避免人工操作中有時用力不當和使用方法不當，導致開關的失靈，減少了故障發生的概率。（4）保安電源自動切換在電力運行狀態下，做出準確判斷，依據開關兩側的電壓作為判斷，對電壓及電流量化的分析，獲得更為安全的切換保證，比人為估測更準確。（5）主電源和備用電源兩個部分組成自動切換電源，采用串聯線路連接，在相互切換時，切換的速度得以提高，電源的實用性強，避免了切換過程中的風險。

5 結語

對于當代社會，隨著科技的不斷發展，高層建筑業發展得很快，高樓大廈內部的供配電系統設計運用技術也在不斷完善。所以在未來的電氣設計與建筑施工中，還要研究和發現更加可靠的高層建筑電氣設計方案，將高層建筑的供配電系統安全可靠性提升到盡可能的高度，從內到外保證高層建筑質量安全及生命財產安全。

參考文獻

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