高層建筑供配電系統設計的分析

丁鶴

(銅陵有色設計研究院有限責任公司 機電加工工程室，安徽 銅陵244000)

高層建筑的電氣工程供配電系統中包括有消防、電梯、暖通空調以及智能泊車系統等。這些設施在一方面可以讓極具現代化的高層建筑體現出整體化的功能，另一方面也保證了建筑的安全性，其中供配電系統是一個電氣工程中最關鍵且基礎的設備能源，它是否安全可靠直接影響著建筑的使用性能和安全。同時由于高層建筑復雜的構造，由此對于電氣工程供配電系統的設計要求變得更高。

1 高層建筑電氣工程供配電系統設計的主要原則

在一個高層建筑的機電工程中供配電系統顯得非常的關鍵，它由區域、用戶兩大變電站組成，整個建筑的電力系統電能的相關配用工作都由它來負責。位于高層建筑中的供配電系統主要為建筑中的人員或是內部電氣設備提供服務。因此供配電系統的是否穩定運作直接關乎到建筑的整個電力系統的安全性能。通常而言，當下高層建筑的供電系統多是采取單向電流流動的方式，即從電源端流動至用戶端，如此做法可以在第一時間處理電源的降壓和分配工作，使得電能可以讓用戶端直接用。在滿足國家規范的基礎上，運用科學的判斷方法計算出整個系統用電負荷和系統所能承載的用電負荷等參數，并且全面考慮有可能會出現的一系列問題，以此來滿足整個建筑的基本使用功能以及將來系統的改擴建等因素。設計師在設計高層建筑電氣工程的供配電系統時，應具有安全、節能環保的理念。具體而言，即結合設計原始依據，通過科學計算的方法來選擇所有電氣設備的型號，盡可能地降低在系統運行過程中的資源浪費，把控好成本。另外還要選取環保節能的材料用于設計建造，盡可能避免高層建筑供配電施工以及環境污染等。

2 高層建筑供配電系統的設計

2.1 高壓配電系統設計

一個高層建筑對于電力資源是高層建筑的必不可少的，需要用到電力的設備很多，同時介于高層建筑兼有一級、二級、三級用電負荷，當下的高層建筑絕大部分是使用兩路獨立的電源供電且每一電源能承受該高層建筑全部負荷用電需要，采用分段單母線方式接線，正常情況下兩路電源分列運行供電，當一電源發生故障時另一電源不應同時受到損壞。如此一來可以大幅提升高層建筑的用電水平。高壓配電系統在高層建筑中占據著極為重要的地位，其高壓配電系統使用的分段單母線接線方案，可以讓線路在使用的過程中靈活操作，而且能夠自動切換，運行過程中可以互相作為對方的備用設備，保證電力的運行過程安全順暢。

圖1 高層建筑電氣設計中的消防設計圖

2.2 低壓終端配電箱的設計

低壓終端配電箱的設計需要把開關設備電氣測量儀表和相應的輔助控制設備一同都組裝到半封閉或封閉的金屬柜中，以此來達到電氣接線的多方面要求，形成低壓配電系統裝置，并且運用自動或手動的開關方法來通斷電路。在變電所中，采用儀表測量的方法可以保證每類運行參數得到顯現，還可以對一些電氣參數做有效調節工作，讓它們可以發揮出警告提醒的作用。除此之外，高層住宅建筑照明配電箱的回路設計要滿足照明系統的基本要求，且在室內每個房間中插座回路需為獨立式的插座回路，對于空調回路要采用獨立式的空調回路方式。除掉壁掛式空調插座外，其余所有的插座要裝上漏電保護的裝置。

2.3 電氣設備低壓斷路器的選擇

高層建筑的供電以及照明系統需要通過使用低壓斷路器來對電氣設備做保護控制工作，因此低壓斷路器是否可靠安全就變的尤為重要。相對于曾經被廣泛使用的閘刀和保險絲等保險設備，低壓斷路器的保護能力更加安全和全面，可以為如今變電所和動力照明系統以更全面化的保護。具體來說，按電源性質區分，低壓斷路器主要有交流斷路器和直流斷路器兩類，按結構類型區分則有框架以及封閉型兩種。在空氣斷路器上裝設失壓保護裝置時，當電壓降到額定電壓的50%到60%時，就需要切斷不重要的用電負荷，同時失壓保護隨即啟動，待電壓恢復正常后吸住銜鐵，避免用電設備被燒壞。低壓斷路器的一個關鍵作用就是保護線路，按保護對象類型的不同采取各自最有效地保護方式，比如變電所中裝上智能型低壓斷路器，一方面可以用低壓斷路器通用保護裝置實現線路的正常投切，另一方面還可以利用智能斷路器上的輔助控制功能實現對配電線路的遠程控制。

2.4 變壓器的設計

為了滿足高層建筑整體供配電系統的用電需求，需要盡可能的提升變壓器的可靠性以及安全性，因此需要全面地了解變壓器運行的所需條件，把系統使用過程中的電能損耗以及用電成本盡可能地降到最低水平。現如今在選擇變壓器時，要盡可能的選取低損耗材質組成的配電變壓器，讓其負荷率保持在百分之六十到七十左右。一旦變壓器的負荷率和容量穩定之后，減少若干變壓器的投入運行，并提升使用中的變壓器用電負荷率，如此便可以達到節能環保的目的，增大能源的使用效率。由于變壓器存在季節性負荷的情況，使其電能的質量受到一定程度的不良影響，因此可以用專用變壓器來解決季節性變化引起的麻煩，保證其靈活性、穩定性以及經濟性。同時為了防止變壓器運行過程中輕載而形成不必要的能源損耗(比如夏天的空調)，可以設置專門的變壓器為其供電，降低能源損耗量，將經濟效益最大化。

結束語

本篇文章主要是對高層建筑電氣工程供配電系統的設計的原則以及一些具體設計事項展開淺入分析。一般高層建筑所包含的電氣設備都是系統且綜合的，且施工的過程也是極為繁雜，要是沒有較為科學的供配電系統，一方面會使得用電負荷增大，另一方面一旦供配電系統不能穩定正常地運作，如此將會給人們的經濟利益造成損失，嚴重時還會引起安全問題，進而影響人們正常的生活甚至生命。安全性和可靠性是高層建筑電氣工程供配電系統設計的重要原則，故分析研究高層建筑中供配電系統的用電可靠性，針對可能出現的問題提出一些有效的解決方案來保證電氣設備安全高效地運行是十分必要的。