高層公共建筑供配電設計研究

鄭 勇

（太原市建筑設計研究院，山西 太原 030002）

供配電系統設計工作是高層建筑電氣設計工作中的重要組成部分，其直接關系到高層建筑內的電力供應和電力分配，并且良好的供電質量是維持電力設備穩定運行的根本保障，保證建筑內部電力系統的安全且高效的供電運行。由此可見，良好的高層建筑電氣設計方案，不僅能夠保證用電設備的安全可靠運行，還能夠實現能源的節約利用，提高整體的供配電效率。

1 高層公共建筑供配電設計的基本特點

相較于普通建筑物而言，高層公共建筑對內部設計提出了更高的標準要求。由于高層公共建筑內的用戶數量不斷增加，為了滿足各個區域和人員的實際用電需求，建筑內需要結合實際情況，設置多個供電回路，再加上供電設備具有明顯的復雜性特點，如何對供電系統進行配置和設計是高層公共建筑建設的重要內容。

由于不同的樓層其房屋的建筑面積不同，且戶型結構和戶型數量都不盡相同。因此，針對高層公共建筑進行供配電設計時，也體現出較為明顯的差異性。例如，針對復式樓的供配電設計工作而言，由于實際的用電量較大，多是選用三相的380伏和220伏的電源電壓進入。同時，由于建筑面積較大，實際戶數較多，且負荷點較為分散。這就使得其供配電設計要采用現場形式的兩級變壓電源，第一級主要是35kV變為10kV（站變），第二級則是10kV變為0.4kV（戶外箱式變壓器或者干式變壓器）。而箱變主要是分部在負荷中心區域，不僅能夠減少實際的運行成本投入，還能夠提高用戶的實際用電質量。從站變到箱變之間的實際連接主要是利用10kV電纜進行連接，并且各個箱變的容量，都是由各個進戶單棟樓房的組團計算總負荷來確定。

2 高層公共建筑供配電設計的根本原則

2.1 保證供電的可靠性原則

針對供配電系統而言，最為重要的設計原則是其供電的可靠性。如果供配電系統在實際的運行中經常會出現停電現象，不僅會給人們的生活帶來不便，還會危及到人們的人身安全，為社會帶來嚴重的經濟損失。因此，在供配電系統的設計過程中，設計人員要注重供配電的可靠性。由于高層公共建筑的實際用戶較多，供電負荷量較大，面對多樣化的電氣設備時，需要對其用電負荷進行詳細分析，選擇合適的供電電壓等級，并且為了提高系統的可靠性，在設計過程中需要選擇雙電源進行供電使用，這也使得不同電源的線路不同。而且，要根據工程中存在一級負荷中特別重要負荷，在滿足兩路雙重10kV電源進線的基本前提下，將柴油發電機組作為應急的電源組，這樣可以使得電源電壓的可選擇范圍變為10KV、20KV、35KV、110KV。

2.2 減少電能的實際性損耗

高層建筑的配電電壓與電網電壓之間是相同的。針對目前情況來看，我國大中型城市的中壓配電的標準電壓是10kV，而3kV的高壓標準電壓是不屬于任何配電電壓的范圍內。目前，我國大部分的城市已經開始安裝新標準中的要求，建設起20kv的配電網。由于其采用的電氣產品是具有無油化、不燃化、環保性等優勢特點，不僅能夠減少配壓電線路的實際電能損耗，還積極的對國家提出的節能減排要求做出了響應。

2.3 主接線要做到靈活可靠

中壓配電系統的接線方式主要是能夠適應實際負荷的變化。所以，在高層公共建筑物內部設備電氣主接線的設計工作中，不僅要注重經濟性原則，還要注重主接線的靈活性和可靠性，保證供配電系統的穩定運行。而且，在實際的使用過程中，可以利用不同的變壓器設備進行動力供電和照明供電。如果其中某個出現問題，則另外的仍舊運行。

3 高層公共建筑供配電系統的設計研究

3.1 公共照明的配電

照明是人們工作生活中必不可少的組成。而針對高層公共建筑物進行照明設計，其基本要求是適用性、經濟性、美觀性，并且在實際的設計工作中，要充分的考慮到節能效果和裝飾效果等，要求照明設計與區域環境之間的協調。同時，隨著資源能源的緊張，節能要求成為行業發展的關鍵因素，如樓梯間和公共走廊多是采用聲光延時控制方式來設置照明節能燈。如果電力負荷和照明負荷的實際功率較大，則需要兩臺變壓器分別進行供電。如果公共照明負荷和室內電力負荷都與同個變壓器進行連接，公共照明需要選擇專用的饋線電路作為供電電路。

而高層公共建筑中相關公共區域的照明主要劃分為兩類：一類高層公共建筑公共區域的走道照明屬于一級負荷，二類高層公共建筑公共區域走道照明屬于二級負荷，如果發生火災事故或者斷電情況，對人群進行疏散也較為方便，只是這種情況會經常出現停電現象，干擾到配電線路的正常供電。因此，針對高層公共建筑進行公共區域的消防應急照明和疏散指示系統設計，需要選擇消防專用電源供電且采用集中控制型系統。在正常供電的電源全部被中斷之后，需要自動的切換到蓄電池進行供電，并結合工程實際情況，對應急照明的實踐進行合理化控制。

3.2 電梯的配電設計

電梯設計工作需要滿足相應的設計標準要求。隨著科學技術的創新發展，電梯設備的相應研發技術也得以創新完善，高速電梯設備中已經基本配置了電梯能源反饋系統，充分利用了電梯設備的不同運行方式中發電狀態和用電狀態之間的轉換，來實現電能節約的根本目的。電梯設備作為大樓中的重要出行設備，對供電的可靠性、供電線路的安全性等都提出了較高的要求。

3.3 電壓的選擇設計

在高層公共建筑的供配電設計工作中，需要嚴格按照相關設計規范要求進行。如果供電的電壓≥35kV，用戶的一級配電電壓可以采用10kV。控制各類非線性用電設備中產生的諧波所引起的電網電壓正弦波形畸變率時，需要針對具有較大功率的靜止整流器，采用增加整流變壓器的二次側相數和整流器的整流脈沖數的方式，促使整流變壓器的二次側存在適當的相角差。

3.4 電路的敷設形式

針對高層公共建筑中公共區域配電線路的敷設工作而言，其常用的敷設方式分為電纜井內敷設方式、在穿管暗敷設等。但是，無論選擇哪種敷設方式，在實際操作中都要注意敷設線路的最短，避免其穿越管道。

3.5 電表箱裝設部位

高層公共建筑中電表箱主要是集中裝設在樓層電氣管井內，再由各戶的電表直接分散到每戶的配電箱中。這種安裝方式便于抄表人員進行工作，有效的防止不良用戶盜竊國家能源。但同時，這種方式會導致敷設線路過長，不便于進行維修。因此，在實際的設計工作中，可以采用分樓層裝設的方式，主要是將電表箱安裝在某一層電氣管井內，再利用較短的進戶線將用戶電能表連接安裝在電表箱中。

4 結語

綜上所述，隨著建筑工程施工設計項目復雜性的增加，針對設計工作人員的專業素質和技術能力都提出了更高要求，不僅要了解建筑物的基本結構，還要注重配電系統設計的合理性，保證建筑物內供電可靠性。