高層建筑電氣工程供配電系統設計研究

摘 要：近幾年來，我國對各地方農村實行了城市化管理，農村人口不斷向城市轉移。在這樣的背景下，建筑部門實行高層建筑的措施，以滿足民眾的住房需求。在確保施工成效的前提下，還要充分增強建筑的整體使用功能，是新時代高層建筑要體現的基本標準。供配電系統設計屬于高層建筑工程中的核心項目，其設計質量會直接影響建筑功能的發揮，那么在本文中，將對此進行具體的分析，從而為實現高層建筑的安全使用提供參考。

關鍵詞：高層建筑；電氣設計；供配電系統；安全性

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.21.092

0 引言

高層建筑是城區基礎建設的核心部分，正確運用超高層建筑，可以改善在城市化管理中產生的土地資源不充足問題，從而為城區發展提供保障。供配電系統設計是建筑工程的關鍵環節，需要在全面了解建筑構架及其作用的前提下，來規劃供配電系統設計流程，以確保設計整體的標準性；更要注意在供配電系統設計過程中，將“安全施工”的理念充分落實，以增強超高層建筑的整體質量。

1 高層建筑供配電系統設計的基本要求

1.1 安全性要求

在進行供配電系統設計過程中，需要在保證電氣設備本身質量合格的前提下，保證建筑物的供配電系統運行的安全性。在明確高層建筑層數的前提下，供配電系統區需要設定在建筑的中間點，以減少電能輸送時的電能損耗，也可以在地下相關層加設發電機。為確保建筑物整體用電的的長期穩定性，需要將輸出電壓設定在10kV ，再通過對降壓變壓器的運用，將配電系統控制為低壓。除此之外，在配電系統設置期間，需要結合建筑總層數來規劃線路總米數、線路與發電距離及其線路型號。

1.2 節能性要求

節能高效工作要求現階段已是各行業領域的基本工作要求，所以，高層建筑中的供配電系統也需要具備節能高效的標準。現階段，建筑物內形式上的降低電壓是能夠達到的，然而要實現真正的節能目的，需要運用先進高效的節能燈。在空調風機、水泵等馬達的設計中，可采用我國主流的變頻控制設計，這種設計法的主要優點是能夠根據系統實際需求調整馬達用電量，避免傳統馬達因長時間的連續工作而產生電量浪費的現象，最終實現節能。

2 高層建筑供配電系統設計要點

2.1 火警自動報警系統設計

根據高層建筑物構架和功能，依照重要建筑的設計標準建立自動性的報警系統，可以開展危險安全播放，災情數據整理等， 一旦有險情出現時，報警系統中的險情控制裝置會根據設定流程給出指令，指令的給出通常是參照報警信號的發送時間，同時自動開啟消防設施。在一般狀態下，在進行消防系統設置過程中，需要結合建筑物的構架加設感溫探測器，在建筑內的主要安全出入點、樓道、相關房間等，加設感煙探測器，同時在建筑物的各重要點設置供機械操作的報警設備。這種報警設備要設定在各樓層的相同位置，并有效設定發電室、消防風機室等的距離。

2.2 供配電系統設計

第一，符合等級與供電電源。結合目前，我電業部門的相應標準，消防用電裝置都要根據最大限度負荷進行電能輸送。超高層建筑需要實行總體上的供電系統設計，并且要設置兩路電源，也必須要設置緊急備用電源。也就是說在確保建筑內有效電源不能低于兩個，各個電源需要服務于不同的線路，電源電壓等級要呈現為10kV 。為達到所有高層建筑消防系統用電需求，在電氣設計期間，需要在基本設計前提下，加設相應的發動機以作備用電源，確保在緊急情況下可以及時開啟消防系統。

第二，變配電室設置。在通常情況下，高層建筑內的水泵及其空調控制系統都要設定在地下樓層內，為確保變壓器可以最大限度的定位于負荷的核心區域，需要將配電室設置在建筑的中間點，并且將發電機安置在配電室附近。整體高度為200米以上的超高層建筑，在一般情況下往往會在建筑內的重要樓層安置相應的電氣設施。在有配電室無法正常輸送電能的狀態下，需要在重要樓層加設備用配電室，能夠有效改善配電室供電的不穩定問題，增強電力輸送質量。

第三，高低壓配電線路的設置。一般情況下，10kV 用戶變電室簡化主結線方案主要采用SM6環網開關柜，這種設計適用于不設保護的電源開關柜，變壓器出線開關主要采用斷路器柜或熔斷器、復合開關柜等。針對單臺變壓器容量不小于1600kV 的情況，可選擇斷路器柜；在單臺變壓器容量不大于1250kV 時，可采用熔斷器合開關柜作為10kV 側環網開關柜，其中熔斷器可對變壓器起保護作用。采用雙路進行10kV 電源，其中主結線為單母線分段，每段10kV母線設置一變壓器，該變壓器容量一般不超過5000kV A；二段母線合計裝結的編容器容量不超過10000kV A。根據一般超高層建筑負荷計算結果來看，可選擇4-6臺SG10低損耗干式變壓器，另設置1-2 臺1000kW高速柴油發動力。

2.3 安全性

在進行供配電系統設計時，所要考慮的首要問題就是建筑使用的安全性，其次就是其中線路輸送電量能夠滿足用戶用電需求。這就需要在供配電系統設計時，根據多方面的因素，并且以超高層建筑的角度出發，將配電室設定在建筑的中間點，發電機也需要設置在配電室附近，以此來保障其中居民的用電安全。

3 結語

在高層建筑開展供配電系統設計屬于繁雜的工程。在實行市場化經濟的現今時代，先進技術、創新思維也較多為靈活，對各個問題的觀點也較為豐富。這就需要結合多方面的原因，要探索出能夠達到各方面需求的解決方法會很難。總而言之，了解和提升供配電系統設計技術，還需要由專業人員付出大量的努力、累積豐富的經驗，并且充分借鑒成功案例，同時相關人員要以長遠發展的角度進行具體的研究，從而為建筑物內電氣設計的發展提供保障。

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作者簡介：賈浚辰（1989-），男，湖北黃岡人，本科，助理工程師，研究方向：電氣技術，主要從事電氣技術管理工作。