現(xiàn)代高層建筑電力負(fù)荷分析與配電方案選擇體會(huì)

戴劍雄

摘 要：隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，建筑電力系統(tǒng)的建設(shè)工作也有了很大的變化，現(xiàn)代高層建筑對(duì)于電力負(fù)荷設(shè)計(jì)以及配電方案提出了更高的要求，不僅要保證供配電系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定和安全，還要減少資源的消耗。隨著電力負(fù)荷特點(diǎn)的變化，電力負(fù)荷的計(jì)算方式也需要相應(yīng)做出改變，選擇科學(xué)合理的配電方案。用電設(shè)備的增加，高層建筑中的電力負(fù)荷不斷增加，只有確定好電力負(fù)荷的數(shù)值大小，才能選擇最終的配電方案。文中會(huì)簡(jiǎn)單介紹高層建筑中常見(jiàn)的配電系統(tǒng)；分析電力負(fù)荷的特點(diǎn)以及計(jì)算，具體說(shuō)明配電方案選擇的體會(huì)。

關(guān)鍵詞：現(xiàn)代高層建筑 電力負(fù)荷 配電方案 特點(diǎn)

中圖分類(lèi)號(hào)：TU97 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2014）11（c）-0085-01

1 高層建筑中常見(jiàn)的配電系統(tǒng)

1.1 雙電源獨(dú)立系統(tǒng)

雙電源獨(dú)立系統(tǒng)在現(xiàn)代高層建筑中有很廣泛的應(yīng)用，為了滿足建筑的消防安全需要，建筑外部的配電系統(tǒng)應(yīng)該相互獨(dú)立，與正常專(zhuān)用電路有一定的差異，能夠很好解決中斷供電以及電源切換之間的矛盾。該配電系統(tǒng)將消防開(kāi)關(guān)和非消防開(kāi)關(guān)獨(dú)立，主要目的就是提高建筑整體的消防能力，避免建筑出現(xiàn)安全事故時(shí)無(wú)法滿足正常的供電，一旦建筑內(nèi)部發(fā)生大面積的火災(zāi)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)切斷非消防開(kāi)關(guān)，實(shí)現(xiàn)消防負(fù)荷的供電，維護(hù)建筑的安全和穩(wěn)定。

1.2 應(yīng)急機(jī)組配電系統(tǒng)

由于高層建筑自身的特性，很容易引發(fā)電力安全事故，因此需要建立相應(yīng)的應(yīng)急系統(tǒng)，減少外界環(huán)境對(duì)建筑內(nèi)部的破壞。當(dāng)建筑供電中斷時(shí)間超過(guò)10 h，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)開(kāi)啟應(yīng)急設(shè)備，目前這種設(shè)備的使用效果還不是特別理想，需要在實(shí)踐活動(dòng)中不斷改進(jìn)和完善。電網(wǎng)進(jìn)行供電切換時(shí)可能會(huì)造成配電線路的短路，當(dāng)系統(tǒng)的電源未被切斷，應(yīng)急設(shè)備將無(wú)法自行啟動(dòng)，消防負(fù)荷也繼續(xù)處于斷電狀態(tài)。當(dāng)配電回路出現(xiàn)故障，發(fā)電機(jī)會(huì)處于發(fā)電狀態(tài)，但是故障回路中還是不能滿足實(shí)際電力負(fù)荷的需要。

1.3 不間電配電系統(tǒng)

為了充分發(fā)揮消防用電的作用，現(xiàn)代高層建筑在建立發(fā)電系統(tǒng)的基礎(chǔ)上還要增加不間電裝置，不間電裝置可以實(shí)現(xiàn)不間斷的供電，其中的應(yīng)急電源裝置能夠在斷電情況下提供照明供電。

2 現(xiàn)代高層建筑電力負(fù)荷的分析

2.1 現(xiàn)代高層建筑電力負(fù)荷的特點(diǎn)

2.1.1 安全可靠性

我國(guó)將10層以上的住宅稱(chēng)為高層建筑，由不同大小的空間組成，綜合性較強(qiáng)，一旦建筑的總高度超過(guò)了25 m就需要重視配電系統(tǒng)的使用情況?，F(xiàn)代高層建筑具有樓層高、建筑面積大、設(shè)施復(fù)雜等特點(diǎn)，很容易引發(fā)大范圍的火災(zāi)，造成巨大的人員傷亡和經(jīng)濟(jì)損失。要想真正實(shí)現(xiàn)建筑電力負(fù)荷的安全穩(wěn)定，應(yīng)該采用雙電源獨(dú)立系統(tǒng)，將消防負(fù)荷和非消防負(fù)荷獨(dú)立開(kāi)來(lái)，當(dāng)建筑出現(xiàn)火災(zāi)可以進(jìn)行消防負(fù)荷供電。

2.1.2 多性質(zhì)的電力負(fù)荷比例

現(xiàn)代高層建筑的電力負(fù)荷主要由照明、電源以及動(dòng)力三部分組成，三種不同電力負(fù)荷之間的性質(zhì)有很大的差異，占據(jù)了建筑電力負(fù)荷的三分之一。

2.2 現(xiàn)代高層建筑電力負(fù)荷的計(jì)算

2.2.1 需要系數(shù)法計(jì)算

需要系數(shù)法在電力負(fù)荷計(jì)算中有很廣泛的應(yīng)用，計(jì)算原理較為簡(jiǎn)單，不會(huì)涉及到很多的數(shù)值，將K設(shè)置為用電設(shè)備負(fù)荷與用電設(shè)備額定容量之間的比例，K1為電力的負(fù)荷系數(shù)，當(dāng)用電設(shè)備的電力負(fù)荷沒(méi)有超過(guò)限定，用電設(shè)備功率與額定容量之間的比例，A為配電線路的供電效率，B為電力設(shè)備的運(yùn)行功率，直接將這些數(shù)值帶入到公式中計(jì)算即可。這種計(jì)算方式使用比較方便，計(jì)算效率高，但是計(jì)算過(guò)程中并沒(méi)有考慮到用電設(shè)備之間的性能差異，弊端開(kāi)始顯現(xiàn)，不能滿足高層建筑電力負(fù)荷計(jì)算的實(shí)際需要，計(jì)算的電力負(fù)荷數(shù)值較大。

2.2.2 模糊性計(jì)算方法

高層建筑電力負(fù)荷計(jì)算會(huì)受到變壓器電能消耗、無(wú)功補(bǔ)償、變壓器容量以及工程造價(jià)比例的影響，采用模糊性數(shù)學(xué)算法可以大大提高計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確性，綜合考慮了多方面的因素。模糊性計(jì)算中會(huì)對(duì)不同變壓器的容量以及臺(tái)數(shù)進(jìn)行技術(shù)性和經(jīng)濟(jì)性的比較分析，但是計(jì)算過(guò)程中還是會(huì)受到客觀因素的制約，影響到最終的計(jì)算結(jié)果。計(jì)算過(guò)程中一定要結(jié)合電力負(fù)荷的特點(diǎn)，意識(shí)到計(jì)算中的模糊性，不會(huì)刻意追求準(zhǔn)確性，更加客觀地反映電力負(fù)荷與外界環(huán)境兩者之間的關(guān)系，不斷完善配電方案。

3 現(xiàn)代高層建筑配電方案選擇的幾點(diǎn)體會(huì)

3.1 重視變壓器的經(jīng)濟(jì)性和技術(shù)性

隨著市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，不僅變壓器的種類(lèi)迅速增多，設(shè)備的性能也出現(xiàn)了較大的差異。變壓器在配電系統(tǒng)中發(fā)揮十分關(guān)鍵的作用，甚至直接決定了電力系統(tǒng)的安全和穩(wěn)定，因此現(xiàn)代高層建筑中一定要重視變壓器的質(zhì)量和性能。電力負(fù)荷計(jì)算的主要目的是為設(shè)備的選擇提供重要依據(jù)，配電方案的選擇需要重視經(jīng)濟(jì)和技術(shù)兩方面的比較和分析。變壓器的容量、臺(tái)數(shù)等都要進(jìn)行經(jīng)濟(jì)技術(shù)的比較，不同設(shè)備具有不同的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和技術(shù)價(jià)值，電力設(shè)備的模糊性條件更是增加了比較的難度。高層建筑配電方案中一般會(huì)采用阿勇層次分析法，從配電系統(tǒng)的不同角度出發(fā)，比較不同層次中相同的要素，并排列層次要素的重要性，實(shí)行重點(diǎn)控制和管理。這種分析方法能夠區(qū)分不同要素的特征，利用分析的結(jié)果確定最終的排序，實(shí)現(xiàn)了定量與定性的結(jié)合。

3.2 采用不同的計(jì)算實(shí)例

為了更好地說(shuō)明高層建筑中配電系統(tǒng)的使用情況，應(yīng)該選擇多種實(shí)例來(lái)進(jìn)行計(jì)算，制定不同的方案，通過(guò)數(shù)值之間的比較之后確定最終的方案。配電方案中涉及的內(nèi)容很多，各種電力設(shè)備的性能、容量以及功率等都有很大的差異。比較不同設(shè)計(jì)方案中的相同數(shù)值，將變壓器的安全性作為首要考慮的因素，保證配電系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的基礎(chǔ)上減少資金的投入，實(shí)現(xiàn)資源的最大化利用，創(chuàng)造更大的價(jià)值。采用最小偏差值的方法來(lái)對(duì)要素進(jìn)行排序，負(fù)荷計(jì)算的準(zhǔn)確度、變壓器的容量、投資費(fèi)用等等都是需要考慮的約束條件，經(jīng)濟(jì)性、安全性、技術(shù)性的配電系統(tǒng)才適用于現(xiàn)代高層建筑?？茖W(xué)有效的配電方案，不僅能夠保證電力系統(tǒng)的安全和穩(wěn)定，降低風(fēng)險(xiǎn)，還能為住戶提供更好的服務(wù)，達(dá)到預(yù)期的建設(shè)目標(biāo)。

4 結(jié)語(yǔ)

總而言之，隨著社會(huì)的不斷發(fā)展和人們生活水平的提高，重視現(xiàn)代高層建筑的電力負(fù)荷分析和配電方案的選擇十分必要，電力負(fù)荷的計(jì)算更是配電方案選擇的基礎(chǔ)和前提。由于高層建筑自身的特點(diǎn)，很容易引發(fā)重大的安全事故，需要選擇更加合理的配電方案，協(xié)調(diào)處理好電力設(shè)備之間的關(guān)系，提高性能，減少故障發(fā)生的概率。電力負(fù)荷分析與配電方案選擇中都要結(jié)合高層建筑的特點(diǎn)和性質(zhì)，嚴(yán)格遵循市場(chǎng)環(huán)境下的供電管理要求，創(chuàng)新電力負(fù)荷的計(jì)算方法，對(duì)方案進(jìn)行技術(shù)和經(jīng)濟(jì)的比較分析，滿足高層建筑的實(shí)際需要。

參考文獻(xiàn)

[1] 彭振環(huán).高層建筑電氣中低壓配電設(shè)計(jì)[J].城市建設(shè)理論研究（電子版），2012（21）.

[2] 周?chē)?guó)真.芻議現(xiàn)代高層建筑供配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J].城市建設(shè)理論研究（電子版），2013（36）.

[3] 王長(zhǎng)軍.現(xiàn)代高層建筑的電氣設(shè)計(jì)[J].城市建設(shè)理論研究（電子版），2013（22）.

[4] 廖有誼.現(xiàn)代高層建筑的電氣設(shè)計(jì)[J].城市建設(shè)理論研究（電子版），2013（34）.

[5] 李曉峰.有關(guān)現(xiàn)代高層建筑的淺談[J].城市建設(shè)理論研究（電子版），2012（24）.endprint