淺議高層建筑供配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

田海濤

摘 要：隨著我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和城鎮(zhèn)化的推進(jìn)，為滿足城市居民的需求，涌現(xiàn)出大量高層和超高層建筑。同時(shí)，科技社會(huì)的發(fā)展，讓人們對(duì)超高建筑有了新的需求。除了良好的建筑質(zhì)量以外，還要求具有較高的舒適度、良好的智能性等。因此，要求我們?cè)趯?duì)高層建筑電氣工程的建設(shè)中把握消費(fèi)者的使用需求，在滿足人們舒服、智能化住宅需求的基礎(chǔ)上，發(fā)揮好電氣工程功能的優(yōu)勢(shì)。本文據(jù)此展開研究，提出優(yōu)化供配電系統(tǒng)質(zhì)量，推動(dòng)電氣工程良好發(fā)展，保障使用者滿意度的方案。

關(guān)鍵詞：高層建筑;電氣工程;供配電

社會(huì)的進(jìn)步，經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，逐漸涌現(xiàn)出各種現(xiàn)代電器，用電需求不斷增加，給供電系統(tǒng)帶來了巨大的壓力。假設(shè)配電系統(tǒng)存在安全隱患， 則造成的損失難以預(yù)料。所以，配電系統(tǒng)的安全性、可靠性、合理性和節(jié)能性顯得至關(guān)重要。其中，高層建筑供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)專業(yè)性、復(fù)雜性極高，所涉及的專業(yè)知識(shí)也非常多，因此必須在電力系統(tǒng)實(shí)情的基礎(chǔ)上，融合多種專業(yè)知識(shí)進(jìn)行供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)，從而實(shí)現(xiàn)優(yōu)化設(shè)計(jì)之目的。

1 高層建筑供配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

1.1 高壓配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)

一個(gè)高層建筑對(duì)于電力資源是高層建筑的必不可少的，需要用到電力的設(shè)備很多，同時(shí)介于高層建筑兼有一級(jí)、二級(jí)、三級(jí)用電負(fù)荷，當(dāng)下的高層建筑絕大部分是使用兩路獨(dú)立的電源供電且每一電源能承受該高層建筑全部負(fù)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(yùn)行供電，當(dāng)一電源發(fā)生故障時(shí)另一電源不應(yīng)同時(shí)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(tǒng)在高層建筑中占據(jù)著極為重要的地位，其高壓配電系統(tǒng)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(dòng)切換，運(yùn)行過程中可以互相作為對(duì)方的備用設(shè)備，保證電力的運(yùn)行過程安全順暢[1]。

1.2 低壓終端配電箱的設(shè)計(jì)

低壓終端配電箱的設(shè)計(jì)需要把開關(guān)設(shè)備電氣測量儀表和相應(yīng)的輔助控制設(shè)備一同都組裝到半封閉或封閉的金屬柜中，以此來達(dá)到電氣接線的多方面要求，形成低壓配電系統(tǒng)裝置，并且運(yùn)用自動(dòng)或手動(dòng)的開關(guān)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(yùn)行參數(shù)得到顯現(xiàn)，還可以對(duì)一些電氣參數(shù)做有效調(diào)節(jié)工作，讓它們可以發(fā)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(shè)計(jì)要滿足照明系統(tǒng)的基本要求，且在室內(nèi)每個(gè)房間中插座回路需為獨(dú)立式的插座回路，對(duì)于空調(diào)回路要采用獨(dú)立式的空調(diào)回路方式。除掉壁掛式空調(diào)插座外，其余所有的插座要裝上漏電保護(hù)的裝置[2]。

1.3 負(fù)荷等級(jí)設(shè)計(jì)

為保證供電的穩(wěn)定性，在供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)之前，需要對(duì)用電負(fù)荷進(jìn)行限制分級(jí)，做到該保的必須保，該停的必須停，遵循“區(qū)別對(duì)待”的設(shè)計(jì)原則，既要保證供電的合理性，又要避免電力資源無故浪費(fèi)。高層建筑供電系統(tǒng)負(fù)荷等級(jí)包括：一類高層建筑中的消防用電需要按照一級(jí)負(fù)荷要求進(jìn)行供電;二類消防用電則需要按照二級(jí)符合要求進(jìn)行供電。如果高層建筑中有一級(jí)負(fù)荷特別重要時(shí)，影響供電系統(tǒng)運(yùn)行的空調(diào)用電需要按照一級(jí)負(fù)荷進(jìn)行供電。而如果主體建筑中有很多一級(jí)負(fù)荷時(shí)，影響供電系統(tǒng)運(yùn)行的空調(diào)用電要設(shè)計(jì)成二級(jí)負(fù)荷[3]。

1.4 變壓器布置和選型

在變壓器布置設(shè)計(jì)中，需要根據(jù)負(fù)荷容量、負(fù)荷分布、建筑物功能分區(qū)等實(shí)際情況，合理確定變壓器的布設(shè)位置和數(shù)量。變壓器容量則要按照計(jì)算容量合理選擇，目前我國變壓器的運(yùn)行負(fù)荷率在70%～85%之間。低壓線路上的供電半徑通常不應(yīng)超過200m。如果供電容量大于500kW，供電距離也超過200m，就需要在適當(dāng)?shù)奈恢貌荚O(shè)變配電所，盡量靠近負(fù)荷中心，以提升供電系統(tǒng)運(yùn)行的安全性、穩(wěn)定性以及節(jié)能效果。本工程對(duì)供電的穩(wěn)定性要求比較高，因此，在地下一層設(shè)置變配電所，通過地下停車庫和車道來運(yùn)輸變配電設(shè)備。在選擇變壓器時(shí)，需要綜合考慮各種因素，按照不同樓層的用電需求，合理確定變壓器的單機(jī)容量和臺(tái)數(shù)。本工程按照空調(diào)設(shè)備的分組來設(shè)置專用的變壓器，此種設(shè)計(jì)方法，能夠?qū)崿F(xiàn)按照空調(diào)機(jī)組的投切來投切相應(yīng)的變壓器，具有良好的節(jié)能效果和經(jīng)濟(jì)效益[4]。

1.5 接地安全保護(hù)設(shè)計(jì)

高層建筑電氣設(shè)計(jì)應(yīng)綜合考慮多種因素，其中人身安全是首要的。這里所說的人身安全，不僅是指建筑物內(nèi)工作、生活人員的人身安全，也是指電氣設(shè)計(jì)、安裝過程中工作人員的人身安全。由于高層建筑樓層相對(duì)較高，人員多，一旦發(fā)生危險(xiǎn)，疏散時(shí)間較長。所以，考慮到這一點(diǎn)，通常的高層建筑在電氣設(shè)備設(shè)計(jì)時(shí)，都要確保具備相應(yīng)的能夠自動(dòng)中斷故障點(diǎn)的裝置設(shè)備，這就是我們經(jīng)常提到的接地保護(hù)裝置。作為高層建筑用電安全的重要保障，接地保護(hù)裝置顯得至關(guān)重要，它能夠在建筑出現(xiàn)危險(xiǎn)的情況下對(duì)故障點(diǎn)用電進(jìn)行及時(shí)中斷，在很大程度上保護(hù)了人們的生命、財(cái)產(chǎn)安全。所以在設(shè)計(jì)及安裝接地保護(hù)裝置時(shí)，需要對(duì)建筑的多方面因素如地形、電氣設(shè)備以及電路保護(hù)裝置等進(jìn)行綜合性考量，唯有這樣才能有效防止由于外部不利因素造成的電路運(yùn)行的危險(xiǎn)[5]。

1.6 電氣設(shè)備低壓斷路器的選擇

在現(xiàn)代高層建筑中，由于照明系統(tǒng)、供電系統(tǒng)必須要以低壓斷路器對(duì)主體電器進(jìn)行控制和保護(hù)，所以低壓斷路器的安全性和可靠性就尤為重要。與傳統(tǒng)的保險(xiǎn)絲和閘刀相比較來看，低壓斷路器具有更全面的保功能，能夠?qū)Ξ?dāng)前變電所以及動(dòng)力照明系統(tǒng)提供最廣泛的保護(hù)功能根據(jù)電源的種類。電氣設(shè)備低壓斷路器可以分為直流和交流等兩種電路，根據(jù)結(jié)構(gòu)類型又可以分為封閉式和框架式兩種低壓電路。當(dāng)空氣開關(guān)中安有失壓保護(hù)裝置，一旦電壓降低到了額定電壓的50～60%，就必須對(duì)不重要的用戶予以切除，否則就有可能導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)燒壞或者是電網(wǎng)電壓無法恢復(fù)，而這種失壓保護(hù)會(huì)馬上啟動(dòng)，造成欠壓脫扣線圈在線電壓上并聯(lián)。等到電壓恢復(fù)正常供電時(shí)會(huì)吸住銜鐵，當(dāng)電壓降至額定電壓的50～60%時(shí)，吸力沒有彈簧的拉力大十銜鐵就會(huì)撞擊鎖扣，斷開觸頭，所以低壓斷路器最主要的目的就是對(duì)線路的保護(hù)，根據(jù)保護(hù)對(duì)象的不同還可以采取具有針對(duì)性的保護(hù)措施。例如在變電所所采用的低壓斷路器中，不僅可以具有低壓斷路器通用的保護(hù)裝置，而且還能夠具有遠(yuǎn)程控制的功能，實(shí)插座線路上低壓斷路器的有效安裝[1]。

2 結(jié)束語

本篇文章主要是對(duì)高層建筑電氣工程供配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)的原則以及一些具體設(shè)計(jì)事項(xiàng)展開淺入分析。一般高層建筑所包含的電氣設(shè)備都是系統(tǒng)且綜合的，且施工的過程也是極為繁雜，要是沒有較為科學(xué)的供配電系統(tǒng)，一方面會(huì)使得用電負(fù)荷增大，另一方面一旦供配電系統(tǒng)不能穩(wěn)定正常地運(yùn)作，如此將會(huì)給人們的經(jīng)濟(jì)利益造成損失，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)引起安全問題，進(jìn)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(tǒng)設(shè)計(jì)的重要原則，故分析研究高層建筑中供配電系統(tǒng)的用電可靠性，針對(duì)可能出現(xiàn)的問題提出一些有效的解決方案來保證電氣設(shè)備安全高效地運(yùn)行是十分必要的。

參考文獻(xiàn)：

[1]王忠勇.高層建筑供配電系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計(jì)分析[J].低壓電器，2018，（22）. [2]鄒漢謙.談供配電系統(tǒng)節(jié)電技術(shù)措施[J].深圳土木與建筑，2019，（2）.

[3] 徐國華.現(xiàn)代高層建筑電氣設(shè)計(jì)低壓供配電系統(tǒng)的可靠性分析[J].住宅與房地產(chǎn)，2018，（19）：131.

[4] 蔣珊珊.高層建筑電氣設(shè)計(jì)中低壓供配電系統(tǒng)可靠性分析[J].低碳世界， 2018，（05）：43-44.

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