高層建筑電氣工程供配電系統(tǒng)設計研究

李濤

摘? ? 要：近幾年，城市中的高層建筑的數量不斷增多，這些高層建筑會對人們的生活，以及城市的發(fā)展造成一定程度影響。因此，高層建筑電氣設計期間，相關的工作人員應當依據高層建筑的實際需求，做好相應的分析工作，并且要對建筑電氣設計工作認真探討，反復推敲設計方案，確保最終設計的合理性。

關鍵詞：高層建筑;電氣工程;配電系統(tǒng)

1? 高層建筑供配電系統(tǒng)設計的基本要求

1.1? 安全性要求

在進行供配電系統(tǒng)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(tǒng)運行的安全性。在明確高層建筑層數的前提下，供配電系統(tǒng)區(qū)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(fā)電機。為確保建筑物整體用電的的長期穩(wěn)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(tǒng)控制為低壓。除此之外，在配電系統(tǒng)設置期間，需要結合建筑總層數來規(guī)劃線路總米數、線路與發(fā)電距離及其線路型號。

1.2? 節(jié)能性要求

節(jié)能高效工作要求現(xiàn)階段已是各行業(yè)領域的基本工作要求，所以，高層建筑中的供配電系統(tǒng)也需要具備節(jié)能高效的標準。現(xiàn)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(xiàn)真正的節(jié)能目的，需要運用先進高效的節(jié)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(yōu)點是能夠根據系統(tǒng)實際需求調整馬達用電量，避免傳統(tǒng)馬達因長時間的連續(xù)工作而產生電量浪費的現(xiàn)象，最終實現(xiàn)節(jié)能。

2? 供配電系統(tǒng)設計準則

2.1? 供電線路安全性依據

高層建筑物理性質、用電設備的具體分布、環(huán)境特征的各項因素，對供電線路的布線情況進行合理控制。在節(jié)約、安全原則下，高層建筑低壓配電系統(tǒng)在建筑電氣供電設計中，多數采用的都為分區(qū)樹干式配電。在線路設計過程中，必須要確保整個線路的安全性，一個不安全的設計如果應用到高層建筑中，不僅會對高層建筑的整成運行造成不良影響，情況嚴重時，甚至會造成安全事故，造成巨大的經濟損失。

2.2? 配電系統(tǒng)可靠性

配電系統(tǒng)可靠性是電氣設計中的一項重要內容。高層建筑的消防水泵、控制室、自動噴淋系統(tǒng)等設備都為一級負荷，專用變電所供應的送、排風機，以及相應的消防水泵房、消防電梯也都為一級負荷。高層建筑中一級負荷電氣設備除了配備兩個電源外，還應當配備應急電源，通過該方式確保一級負荷電氣設備在應用過程中不會出現(xiàn)安全問題[2]。一級負荷設備在運行期間，應急電源起到的主要作用是在遇到特殊情況時，實現(xiàn)低一級負荷電氣設備運行的電量供應。從目前我國高層建筑的設計情況來看，EPS應急電源和柴油發(fā)電機組是電機設計中最常用的兩種應急電源。

2.3? 配電系統(tǒng)合理性

合理的配電系統(tǒng)可以減少系統(tǒng)在運行過程中的電能消耗，供電方案是否合理很大程度取決于設計單位對具體用電量估測的是否準確。由此可見，配電系統(tǒng)類型，對于高層建筑來說也十分重要。在進行高層建筑配電設計過程中，應當通過合理的方式，減少設配電級數，并且要確保配電線路自身的科學性。配電級數的數量，不僅會對上下級配合的復雜程度造成影響，而且還會導致元器件數量增多，這將會提高各項設備在實際運行過程中發(fā)生故障的機率，會致使配電線纜過大，造成材料的浪費。由此可見供電質量與配電線路合理性有著密切聯(lián)系。配電間位置不合理也是導致配電路徑不科學的主要原因。

2.4? 配電系統(tǒng)經濟性

為了提升變壓器在實際運行過程中的經濟性目的，應當綜合考慮年耗量和投資情況。通過大量的實踐，確定經濟合理的配電變壓器，在具體選型和設計期間，應當依據配電變壓器的投資回收時間，最終確定相應的變壓器型號。

3? 高層建筑供配電系統(tǒng)設計要點分析

3.1? 設計照明負荷的配電網絡

照明負荷配電網路由多個部分共同構成，主要包括：配電屏、饋電線、分支線等。在具體設計過程中，先從配電屏中引出相應的供電電源，然后對饋電線的干線進行應用，從而將電源引入到總照明配電箱中，從總照明配電箱中分出多個支路，每個支路與分配電箱進行連接，再由每個分配箱分配多個分支線，最終與終端用戶相連接，完成對高層建筑中整個照明系統(tǒng)的供電，具體情況如圖1所示。

3.2? 設計低壓斷路器

低壓斷路器經常被用在一般企業(yè)及民用建筑供電系統(tǒng)保護中，通過對其進行合理應用，一方面可以實現(xiàn)對主體建筑電氣設備的保護，另一方面也可以起到相應的控制作用。同保險絲或傳統(tǒng)閘刀相比，低壓斷路器功能更加全面，因此在現(xiàn)代電氣系統(tǒng)中的得到了廣泛應用。依據電源種類的不同，可以將低壓斷路器分交流和直流兩種不同方式 ;而依據結構上的區(qū)別，則可以分為封閉式和框架式。在部分空氣開關中設置了試驗保護機制，如果電網內電壓突然降低，超出了設定值，通常在設定電壓的55%左右時，用戶連接將會斷開，避免出現(xiàn)電機燒毀等安全事故。當用電電壓恢復正常后，空氣開關恢復試壓保護，此時各項設備的運行將會恢復正常。低壓斷路器是線路中的一項重要保護裝置，在具體設計過程中，設計人員應當依據實際情況，選擇合理的低壓斷路器，從而實現(xiàn)對系統(tǒng)運行的合理保護。針對插座線路保護來說，不僅具有一般性功能，而且還具有漏電保護功能，避免插座線路出現(xiàn)故障，引起安全事故。

3.3? 設計配電箱

配電箱需要滿足保護電氣、測量儀表、開關、其它輔助設備在實際組裝過程中的具體需求，最終構成一套完整的低壓配電裝置。該裝置在具體應用過程中應當能夠滿足手動、自動控制需求，如果系統(tǒng)在運行過程中出現(xiàn)故障，可以利用裝置切斷電路，該部分在具體設計過程中，需要滿足以下內容 ：（1）高層建筑內的不同區(qū)域插座在實際應用過程中，能夠實現(xiàn)單獨回路供電。（2）結合高層建筑的具體情況，完成空調回路設計。（3）各個插座回路都要設計相應漏電保護開關，掛壁空調插座除外。此外，在回路分配過程中，還需要符合以下要求 ：（1）照明系統(tǒng)、臥室、衛(wèi)生間插座都可以單獨回路供電。（2）從空調回路的具體情況來看，應當將其分成單獨客廳柜式空調回路，另外兩個空調插座要作為一個回路。

3.4? 導線的選擇

設計電力線路是配電線路系統(tǒng)中的一項關鍵基礎設施，其擔負著輸電的重要職能，在進行該項內容設計時，設計人員應當結合相應的操作規(guī)范，以及系統(tǒng)安全的具體需求，選擇與實際情況相符的導線，在導線的選擇過程中，應當注意導線的材質、橫截面大小、以及長度等，并且要做好相應布置工作，在節(jié)約導線的基礎上，減少能源傳輸過程中的能量消耗量，從而滿足在節(jié)能、經濟、安全方面的具體需求。同時，導線的選擇過程中，還要考慮經濟性，在確保導線的性能可以滿足線路的基礎上，選擇經濟性更好的導線。

4? 結束語

高層建筑定期設計是一項復雜的工作，在具體設計過程中，設計人員必須要做好相應的分析工作，對采用的設計方案要反復推敲，要確定負荷量容量計算是否準確，供電電源的選擇是否合理等多方面考慮，確保最終設計的合理性，促進高層建筑供配電行業(yè)的健康發(fā)展。

參考文獻：

[1] 邱慧萍.高層建筑電氣設計中低壓供配電系統(tǒng)安全性分析探討[J].中國戰(zhàn)略新興產業(yè)，2017（48）.

[2] 楊瑞杰.高層建筑電氣設計中低壓供配電系統(tǒng)可靠性研究[J].中國高新區(qū)，2017（16）.