高層建筑電氣工程供配電系統(tǒng)的設計

何嵩磊

摘要：社會的進步，經(jīng)濟的飛速發(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。假設配電系統(tǒng)存在安全隱患，則造成的損失難以預料。因此，供電系統(tǒng)的可靠性十分關鍵。基于高層建筑本身復雜的構造，因此，電氣工程配電設計有著較高的要求。本文就對高層建筑電氣工程供配電系統(tǒng)的設計相關內(nèi)容進行分析，以供參閱。

關鍵詞：高層建筑;電氣工程;供配電系統(tǒng);設計

1高層建筑電氣工程供配電系統(tǒng)設計基本要求

1.1確保安全性

在設計供配電系統(tǒng)前，首先要排除電氣設備和電氣管道線路的質(zhì)量故障問題，確保能夠正常安全地使用，為供配電等電氣工程施工打下安全基礎。由于高層建筑物層數(shù)多，樓底到樓頂?shù)闹本€高度較大，所以電能傳輸需要經(jīng)過較長距離，為了能夠降低電能在輸送過程中的損耗，應該將供配電系統(tǒng)的核心裝置設備安裝在高層建筑物的中間層。

1.2增強節(jié)能性

電氣工程本身是一個能耗大的建設工程，尤其是供配電系統(tǒng)，它決定著整座高層建筑物的用電情況，況且高層建筑物內(nèi)部人員多，電器設備的用電量十分驚人，所以節(jié)能性對于供配電系統(tǒng)的設計至關重要。增強節(jié)能性設計，不僅可以節(jié)約高層建筑物的使用成本，還可以節(jié)約資源、保護環(huán)境，為可持續(xù)發(fā)展出一份力，承擔起社會責任。除了在供配電系統(tǒng)供電端需要作出節(jié)能設計之外，用電端也是節(jié)約電能的關鍵環(huán)節(jié)。例如在建筑物的外觀裝飾燈管和內(nèi)部照明燈管都一體化、標準化采用最新的節(jié)能燈泡;在電子顯示屏、空調(diào)、打印機等電器選擇上盡量購買低耗能的型號。

1.3保證合理性

實現(xiàn)節(jié)電的必要前提是合理的供配電系統(tǒng)，而供電方案的合理性取決于企業(yè)的用電量預測。當然，對企業(yè)的建設而言，配電系統(tǒng)的合理性也是非常關鍵的。所以，在建筑布局設計過程中，企業(yè)必須將配電級數(shù)盡可能地減少，進而設計出合理的配送方案。配電級數(shù)越多，上下級協(xié)調(diào)的復雜度就越高，而且還會大幅度增加元件數(shù)量，提高故障概率，增大配線電纜。但是供電質(zhì)量與電纜長度直接影響配電方式，它們之間的關系密不可分，配電線路缺乏合理性的主要原因是未合理設計配電室的位置。因此，在內(nèi)部配電系統(tǒng)的設計中，必須注重配電室位置的有效優(yōu)化，否則節(jié)能作用可能無法發(fā)揮出來。

2高層建筑電氣工程供配電系統(tǒng)的具體設計

2.1高壓配電系統(tǒng)設置

由于高層建筑涉及到眾多的居住群體，使用的電力設備數(shù)量和類型都較多，因此，為滿足需求通常高層建筑會采用兩路獨立電源，以保障用電安全，滿足用電需求。高壓配電系統(tǒng)是高層建筑的重要環(huán)節(jié)，對于穩(wěn)定供電發(fā)揮著重要作用。因此，通常而言，要求高壓配電系統(tǒng)采取單母線分段式設計，保障線路的良好運行。由于母線采用的是分段數(shù)目方式，因此，其能和電源線回路之間良好匹配。

2.2配電箱和弱電箱的設置

在住宅墻體兩側安裝配電箱或弱電箱時，應對結構房屋的結構、隔聲、防火進行專業(yè)復核。因為內(nèi)配電箱和弱電箱的重疊板線路大，線路集中，線路交叉，情況復雜多樣。尤其是配電箱電線路管徑大于40毫米時，厚度為60到80毫米的現(xiàn)澆層，已經(jīng)對鋪設在鋼筋網(wǎng)片上的電氣管線不能進行保證，而且樓板的結構施工質(zhì)量也是難以保障。在這種情況下，可以通過減少建筑表面，以及想辦法分流該處的管線和增加現(xiàn)澆層厚度對該問題進行解決。如若還是不行，就需要調(diào)整結構局部方案，在室內(nèi)配電箱的區(qū)域，以及弱電箱的相對部分，利用陳舊的全現(xiàn)澆樓板，而室內(nèi)的其他部分仍然利用疊合樓板，對樓板結構應力安全進行保障。

2.3電氣設備低壓斷路器的選擇

電氣設備的低壓斷路器的主要作用是作為照明、供電系統(tǒng)對主體電氣設備的控制和保護的載體裝置，可見低壓斷路器是整個供配電系統(tǒng)穩(wěn)定運行的關鍵。低壓斷路器相對老式閘刀和保險絲等斷裂裝置安全保護性能更強。低壓斷路器有直流和變流電路，按照構造分類有封閉式和框架式兩種低壓電路。不同功能用途的高層建筑應該采用不同的低壓斷路器，因為每座高層建筑在電力使用情況方面都不盡相同，選擇合適的電氣設備低壓斷路器能夠使高層建筑的供配電系統(tǒng)運行更加穩(wěn)定，對電氣工程的整體設計起到結構優(yōu)化作用。

2.4變壓器的設計

為了保證變壓器的正常運行，提高變壓器安全性和可靠性，必須要充分地考慮變壓器的運行條件，將成本和能源消耗控制在最低，所以在智能建筑變壓器的選擇時應該以低能耗材質(zhì)的高效變壓器為主，保證變壓器的負荷率在最佳狀態(tài)的70～85%左右。如果變壓器的容量和負荷率始終保持在平穩(wěn)狀態(tài)時，可以減少變壓器的數(shù)量，而增加變壓器的容量，這樣就能夠有效的節(jié)約能源，提高能源資源的利用效率。由于受到季節(jié)性負荷，很容易導致電能質(zhì)量受到影響，所以可以設置專用的變壓器來應對季節(jié)性的負荷變化，實現(xiàn)靈活投切，保障變壓器經(jīng)濟運行，避免由于輕載運行而造成能源損耗。例如在夏季空調(diào)負荷比較大，所以可以使用單獨的變壓器作為空調(diào)變壓器，通過這樣能夠充分發(fā)揮出空調(diào)的季節(jié)性特征，減少能源消耗，保證變壓器的經(jīng)濟效益。

2.5接地安全保護設計

高層建筑電氣設計應綜合考慮多種因素，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，也是指電氣設計、安裝過程中工作人員的人身安全。由于高層建筑樓層相對較高，人員多，一旦發(fā)生危險，疏散時間較長。所以，考慮到這一點，通常的高層建筑在電氣設備設計時，都要確保具備相應的能夠自動中斷故障點的裝置設備，這就是我們經(jīng)常提到的接地保護裝置。作為高層建筑用電安全的重要保障，接地保護裝置顯得至關重要，它能夠在建筑出現(xiàn)危險的情況下對故障點用電進行及時中斷，在很大程度上保護了人們的生命、財產(chǎn)安全。所以在設計及安裝接地保護裝置時，需要對建筑的多方面因素如地形、電氣設備以及電路保護裝置等進行綜合性考量，唯有這樣才能有效防止由于外部不利因素造成的電路運行的危險。

2.6減少線路損耗

高層建筑電氣工程設計復雜，電氣線路的鋪設也需要通過精心的設計，這樣才能保證線路安裝的科學合理性，不影響建筑物的美觀，最重要的是如何優(yōu)化線路的鋪設節(jié)約電力資源，降低電力在線路輸送過程中的損耗。即使電流在流動時不可能完全避免損耗發(fā)生，但科學合理的線路設計可以最大限度降低能耗。電流從線路流過，然而不同材質(zhì)的線路對電流造成的損耗不同，所以電氣線路的設計工作首要就是選擇材質(zhì)優(yōu)良的線路，可以弱化線路當中的電阻，防止電網(wǎng)做無功功率。

3結語

高層建筑當中電氣設施繁多，電路復雜，施工難度和技術水平要求也很高，所以對供配電系統(tǒng)的設計優(yōu)化也必須要深入探究，因為供配電系統(tǒng)影響著整個高層建筑的實際運行狀況。一旦供配電系統(tǒng)因為設計不妥當出現(xiàn)故障問題，不但會增大電能負荷，增大電能損耗，而且會導致高層建筑電氣工程中止運轉，使得建筑物內(nèi)的工作人員無法正常進行作業(yè)，阻礙工作進度，造成巨大的經(jīng)濟損失，甚至發(fā)生嚴重威脅到人們?nèi)松戆踩碾姎馐鹿省Ｒ虼耍邔咏ㄖ姎夤こ痰呐潆娤到y(tǒng)設計，要求有效保障電氣的安全性，加強建筑用電安全設計，探索低壓供配電系統(tǒng)可靠性并給出有效的解決方案，促進電氣設備的良好運行。

參考文獻：

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