供配電設計在現代高層建筑中的運用

李娜

摘 要：供配電設計是高層建筑施工建設的重要內容，有效的供配電設計能夠在確保供電需求的基礎上提升供電質量，實現對高層建筑配電線路的合理優化設計，提升高層建筑施工隊安全性和可靠性。為此，文章在闡述現代高層建筑對供配電設計要求和供配電設計原則的基礎上，具體分析供配電設計在現代高層建筑中的運用，旨在更好地促進高層建筑施工建設發展。

關鍵詞：供配電設計；現代高層建筑；運用

中圖分類號：TU976 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2018）13-0138-01

在社會經濟的不斷發展和人們對高層建筑要求的提升下，建筑電氣的供配電設計在應用發展的過程中產生了一些資源浪費現象，高層建筑供配電施工安全隱患問題也相應的增多。高層建筑比多層建筑用電量大，在用電不恰當的時候會造成電力資源浪費，甚至還會引發電氣事故。電氣事故的發生不僅會出現電力資源浪費的現象，而且還會帶來人員傷害和財產損失，不利于社會主義和諧社會的構建。為此，在高層建筑的供配電設計環節需要相關人員加強對各方面因素的分析，從而減少建筑施工資源浪費現象的發展，促進高層建筑穩定建設。

1 現代高層建筑供配電系統

1.1 供電電源的選擇

中國把住宅高層建筑物分為兩類，建筑高度超過 54m 的住宅建筑為一類建筑。除一類建筑以外的建筑高度大于27m小于54m的住宅建筑為二類建筑。在高低壓配電中需要得到安全可靠電源的支持，從而在發生故障的時候要采取方便、快捷的地方設置消防設施。根據《建筑設計防火規范》和《民用建筑電氣設計規范》的規定：一類高層建筑的走道照明、值班照明、安防系統用電、客梯用電、排污泵、生活水泵用電、消防用電等按一級負荷要求供電，二類高層建筑的主要通道、樓梯間照明用電、客梯用電、排污泵、生活水泵用電、消防用電等按二級負荷要求供電。

1.2 高壓配電系統

根據《城市電網規劃設計導則》的規定，35、63、110kV為高壓配電系統。高壓配電系統的高壓配電裝置一指電壓在1KV及以上的電氣裝置。包括開關設備、測量儀器、連接母線、保護設施以及其他附屬設備。現代高層建筑一級負荷，采用兩路獨立電源供電，二級負荷，采用兩回路供電，高壓供電還需要額外實現單母線分段處理。在高層建筑施工中為了能夠實現對高壓配電系統的有效利用，在高壓系統設計中還需要加強對配電方式、配電設備和線路鋪設的考慮，將高壓通過變壓器轉變為低壓之后確保高層建筑各樓層都能實現正常供電。

1.3 低壓配電系統設計

電氣系統是高層建筑供配電系統的重要內容，在具體設計的時候需要加強對整個建筑結構、供配電系統建設要求的分析，結合實際，規范高層建筑電氣系統的設計。高層建筑低壓配電系統設計的時候需要根據工程種類、規模、負荷性質、容量及發展等因素綜合確定，之后確定供配電方案，進行用電負荷的計算，選擇適合的配電控制設備和配電導線。在高層建筑物內，向樓層各配電點供電時，采用分區樹干式配電；由樓層豎井內配電箱至用戶配電箱的配電，采用放射式；對部分容量較大的集中負荷或重要用電設備，要從變電站低壓配電室放射式配電。

2 供配電設計在現代高層建筑中的運用原則

2.1 優化原則

在對高層建筑供配電設計的時候要綜合考慮高層建筑本身能夠實現的功能，從而確保建筑供配電設計過程中對各類資源的合理高效利用，減少資源浪費現象的出現。另外，在高層建筑供配電設計的過程中要嚴格貫徹落實科學發展觀，結合實際合理優化高層建筑供配電設備，提升高層建筑各類電氣設備和配電系統的使用效率。

2.2 高效、安全運行原則

在高層建筑供配電設計的時候需要采取措施確保系統能夠穩定、安全、高效的運轉，同時在高層建筑供配電系統運作的時候要減少電量過大對系統產生的不利影響。

3 供配電設計在現代高層建筑中的具體運用

3.1 確定高層建筑供配電系統的負荷等級和負荷容量

高層建筑供配電設計的關鍵是結合實際情況在最大限度上確保配電系統的可靠性。而用電負荷等級在本質上決定供配電系統用電可靠性。常規的用電負荷被劃分為一級、二級、三級，高層建筑供配電系統負荷等級和變壓器容量分別需要根據建筑物性質確定和實際情況進行計算，最終確定的負荷等級和變壓器容量要能夠滿足人們日常用電需求，比如人們在高層建筑使用過程中對電梯運行、走道照明的需求。

3.2 高層建筑照明系統的供配電選擇

照明系統供配電是高層建筑供配電設計的重要組成，在具體設計中需要從兩個方面進行選擇：第一，用電負荷。高層建筑用電負荷主要是動力負荷和照明負荷。高層建筑照明系統中的照明負荷包含事故照明、生活照明等。這些照明負荷由照明線路直接供電。照明回路一般是單相220V交流供電。第二，照明配電線路材料。照明配電箱設備是在低壓供電系統末端負責完成電能控制、保護、轉換和分配的設備。主要由電線、元器件及箱體等組成。

3.3 高層建筑供配電的電壓設計

現代高壓建筑在高壓配電系統上采用的是兩條獨立的電壓進行供電，電壓是10kv的電源上供電。一般高壓分段采用的是單母線，能夠根據需要自動切換，實現互補。母線在分段數量上要和電源進線回路數量適應。在電壓系統的設計中，為了很好的保證供電系統的安全運行，我們在設計電壓的時候需要根據相關的設計章程進行。一般清況下，當用電設備總容量在250kW及以上或變壓器容量在160kVA及以上時，以10（6）kV供電；當用電設備總容量在250kW以下或變壓器容量在160kVA以下時，可由380/220V供電。對大型公共建筑，應根據空調冷水機組的容量以及地區供電條件，合理確定機組的額定電壓和用電單位的供電電壓，并應考慮大容量電動機啟動時對變壓器的影響。

3.4 高層建筑低壓接地方式

高層建筑若是住宅小區或單位內變壓器供電，低壓配電系統保護接地形式應采用TN-S形式。在一般情況下，高層建筑供配電線路設計會選擇10kV高壓線路，為了保證供配電系統安全，需要根據實際情況選擇安全的接地方式。

3.5 高層建筑負荷計算

高層建筑供電設計的基本形式和重要參照數據是電力負荷，能否精準的計算負荷對高層建筑投資成本、用電設備選擇、運行等方面起著十分重要的作用。高層建筑電力負荷計算方法分為兩種，一種是負荷密度計算方法，一種是需要系數法。第一，保障負荷的照明計算。在樓層計算中可以根據樓層計算電荷的和，之后和需要系數K做乘法。第二，保障負荷電梯負荷計算。電梯是高層建筑的重要設施。這些電梯不能在額定值下工作，在計算負荷的時候需要選擇系數較低的數值。第三，保障負荷水泵房、廚房負荷的計算。在計算水泵用電設備總負荷的時候要排除消防水泵。第四，高層建筑總負荷的計算。高層建筑總負荷的計算需要考慮時間段、季節、溫度等因素，且在具體計算的時候要充分考慮高層建筑用電設備運行特點。

3.6 高層建筑應急電源的配置

社會經濟的快速發展對高層建筑重要負荷的可靠性提出了更高的要求。根據《民用建筑電氣設計規范》的要求，應急電源的種類包含：獨立于正常電源的發電機組、不間斷電源設備（UPS）、逆變應急電源（EPS）和蓄電池。UPS可用于不允許中斷供電或中斷供電時間很短的重要場所的應急備用電源，EPS用于應急照明系統備用電源時的選擇。

4 結語

綜上所述，高層建筑供配電系統設計在整個建筑工程發展中占據十分重要的地位，科學合理供配電系統的設計能夠減少高層建筑故障后果，降低人員傷亡和財產損失。為此，在高層建筑供配電設計的時候需要相關人員按照優化、高效運行等原則，從高層建筑供配電系統多方面思考怎樣優化高層建筑供配電設計，旨在減少高層建筑供配電設計和建設施工中可能出現的損失，促進高層建筑建設發展。

參考文獻

[1]蔣志剛.供配電設計在現代高層建筑中的應用探討[J].電子世界，2016，（04）：132-134.

[2]洪桓.供配電設計在現代高層建筑中的應用探討[J].住宅與房地產，2016，（30）：58.

[3]陳挺屹.供配電設計在現代高層建筑中的應用探討[J].城市建設理論研究（電子版），2016，（20）：5-7.