高層建筑電氣工程供配電系統設計的分析

周杰筑

（上海鋒思城界建筑設計研究院有限公司貴州分公司 貴州貴陽 550081）

高層建筑中電氣工程供配電系統包括暖通空調系統、消防系統、電梯系統、智能泊車系統。這些標準設施不僅能夠完善現代高層建筑的整體使用性能，也能夠提高高層建筑的整體使用安全。供配電系統作為電氣工程最主要的設備能源供給基礎，其設計的可靠性與安全性對建筑工程整體使用性能來說具有非常重要的影響。由于高層建筑自身的整體構造非常復雜，所以對電氣工程供配電系統的設計也提出了更高的要求。

1 高層建筑電氣工程供配電系統設計的主要原則

供配電系統作為高層建筑機電工程的重要基礎，不僅承載著建筑電力系統電能的配用環節，而且也可以分為區域變電站和用戶變電站兩種部分[1]。高層建筑的供配電系統主要服務對象就是以建筑使用者以及建筑內部電氣設備為主，所以供配電系統的穩定運行，能夠對建筑電力系統整體的安全性能具有非常重要的影響。

一般來說，高層建筑相關的供電系統主要采用的是單方向流動的模式，由電源端至用戶端，這樣就能夠保證電源分配和降壓的快速處理，使得外部電能轉化為可供用戶端直接使用的電能。由于現階段高層建筑電壓并不超過110kV，所以結合建筑設計的實際需求即可。通過科學合理的判斷用電量、系統負荷等基礎參數，綜合各種可能出現的問題，這樣才能滿足建筑基礎整體的使用功能，也能夠保證高層建筑供配電系統的可擴展性。

在高層建筑電氣工程供配電系統設計時，也必須遵循安全節約、節能環保的設計要求。設計人員在進行供配電系統設計時，必須要充分的考慮到節能環保的需求，只要根據科學的方式判斷設備型號，盡量避免出現能源資源浪費的情況加強供配電系統的成本控制。此外還應該選用節能環保的材料，最大程度上減少高層建筑供配電施工，環境污染等問題[2]。

2 高層建筑電氣工程供配電系統的具體設置

2.1 高壓配電系統設置

在高層建筑中，由于電氣工程的需求非常高，所以必須要加強電氣工程設計工作，這樣才能夠保證高層建筑整體運行能力。

高層建筑的電力資源使用設備非常多，而且高層建筑大多數都采用兩路獨立的電源，如果同時進行供電時能夠有效提高電氣工程的應用質量。高壓配電系統作為高層建筑中最關鍵的部分，能夠對電源穩定供電起到非常良好的作用，通常情況下高壓配電系統必須采用單母線分段式的設計，這樣才能夠保證線路的正常使用，并且也可以進行自動切換，相互之間還能夠成為彼此的備用設備，保障電力的正常運行。母線通常是分段數目的，能夠與電源線回路進行匹配適應[3]。

2.2 供配電系統配電箱的設置

為了能夠保證電氣接線的整體要求，配電箱必須要將開關設備保護電氣測量儀表以及相關的輔助設備共同組裝到封閉或者是半封閉的金屬柜上，這樣才能夠形成低壓配電裝置，通過自動開關或者手動開關的方式能夠實現電路的接通或斷開。

當線路運行不正常或者出現故障時，則可以利用其他的線路進行切斷或報警，在各個發配變電所中，利用測量儀表的方式也能夠保證各種運行參數得以全面凸顯，也能夠充分的調節部分電氣參數，具備提示或警告的功能。在高層住宅建筑中，照明配電箱的回路必須要滿足照明系統的需求，客廳臥室、廚房、衛生間的插座，都必須要有單獨回路供電[4]。在空調回路設置的過程中必須要設置成獨立式的空調回路，除了壁掛空調插座之外，其他的插座回路都應該安裝漏電保護裝置。

2.3 電氣設備低壓斷路器的選擇

在現代高層建筑中，由于照明系統、供電系統必須要以低壓斷路器對主體電器進行控制和保護，所以低壓斷路器的安全性和可靠性就尤為重要。

與傳統的保險絲和閘刀相比較來看，低壓斷路器具有更全面的保護功能，能夠對當前變電所以及動力照明系統提供最廣泛的保護功能根據電源的種類。

電氣設備低壓斷路器可以分為直流和交流等兩種電路，根據結構類型又可以分為封閉式和框架式兩種低壓電路。當空氣開關中安有失壓保護裝置，一旦電壓降低到了額定電壓的50～60%左右就必須對不重要的用戶進行切除，否則很有可能導致電動機燒壞或者是電網電壓無法恢復，而這種失壓保護會馬上啟動，使得欠壓脫扣線圈在線電壓上并聯。等到電壓恢復正常供電時會吸住銜鐵，當電壓降至額定電壓的50～60%時，吸力沒有彈簧的拉力大十銜鐵就會撞擊鎖扣，斷開觸頭，所以低壓斷路器最主要的目的就是對線路的保護，根據保護對象的不同還可以采取具有針對性的保護措施。例如在變電所所采用的低壓斷路器中，不僅可以具有低壓斷路器通用的保護裝置，而且還能夠具有遠程控制的功能，實插座線路上低壓斷路器的有效安裝[5]。

2.4 變壓器的設計

為了保證變壓器的正常運行，提高變壓器安全性和可靠性，所以必須要充分的考慮變壓器的運行條件，將成本和能源消耗控制在最低，所以在智能建筑變壓器的選擇時應該以低能耗材質的高效變壓器為主，保證變壓器的負荷率在最佳狀態的70～85%左右。如果變壓器的容量和負荷率始終保持在平穩狀態時，可以減少變壓器的數量，而增加變壓器的容量，這樣就能夠有效的節約能源，提高能源資源的利用效率。

由于受到季節性負荷，很容易導致電能質量受到影響，所以可以設置專用的變壓器來應對季節性的負荷變化，實現靈活投切，保證變壓器經濟運行，避免由于輕載運行而造成能源損耗。例如在夏季空調負荷比較大，所以可以使用單獨的變壓器作為空調變壓器，通過這樣能夠充分發揮出空調的季節性特征，減少能源消耗，保證變壓器的經濟效益[6]。

2.5 減少線路損耗

在電力傳輸過程中，由于各種各樣的因素，所以線路損耗無法避免，但是可以通過恰當的設計來減少線損。當電流從線路中流通時，由于不同的線路材質以及負荷會造成一定的功率損耗，所以必須要保證電網的功率因數得到全面提升，選擇更好的材質，盡可能減少線路中的電阻，避免電網無功功率。

3 結論

本文對高層建筑電氣工程供配電系統的設計進行分析，能夠明確在高層建筑中電氣設備非常多，而且施工非常的復雜，如果不能夠科學合理的設置供配電系統，不僅會增加電能負荷，也會造成高層建筑電氣工程供配電系統無法正常運轉，造成嚴重的經濟損失，甚至會出現安全事故。在高層建筑電氣工程供配電系統設計的過程中最主要的就是保證安全可靠的運行，通過加強高層建筑用電安全的關鍵設計，對電器設計中低壓供配電系統可靠性問題進行研究，并且提出相應的解決對策，能夠保證電氣設備整體的運行效率。