高層配電系統(tǒng)設(shè)計探討

【摘 要】近些年來，伴隨著我國社會的不斷進步，經(jīng)濟得到了飛速的發(fā)展，人們生活水平也得到了很大的提升，本著滿足我國國民經(jīng)濟發(fā)展這一重要需要，當(dāng)前我國電網(wǎng)的建設(shè)發(fā)展快速。但是，我國的電網(wǎng)在運行和建設(shè)過程中一直受到來自運行條件、環(huán)境氣候、電磁環(huán)境以及土地資源等等多方面因素的不斷制約，我國電網(wǎng)建設(shè)和運行需要面臨的問題一直伴隨著時間的不斷推移而日益困難和復(fù)雜。因此，我們必須要將高層住宅配電設(shè)計水平進行提升。

【關(guān)鍵詞】高層；配電；系統(tǒng)；設(shè)計

一、高層建筑對供配電系統(tǒng)的要求

1.1保證供電電源的高度可靠性：

高層建筑造價高，人員集中，供電的可靠性將直接關(guān)系到企業(yè)的運作和人員設(shè)備的安全。高層建筑發(fā)生火災(zāi)時，主要是利用建筑物自身的消防設(shè)施進行滅火和疏散人員、物資。而建筑物的消防設(shè)旖一般來說都離不開電。因此，如果沒有可靠的電源，就不能及時地報警、滅火，不能有效地疏散人員、物資和控制火勢的蔓延，勢必造成嚴重的損失。因此，合理的確定電力負荷等級，保障高層建筑消防用電設(shè)備的供電可靠性是非常重要的。

1.2電源轉(zhuǎn)換的時間性和方式：

為了對電網(wǎng)能夠提供兩個獨立電源的高層建筑，按規(guī)定已經(jīng)滿足了一、二級負荷的要求，但是對于特別重要的高層建筑（如超高層建筑）其內(nèi)部含有特別重要負荷，應(yīng)考慮電源系統(tǒng)檢修或故障時，另一電源系統(tǒng)又發(fā)生故障的嚴重情況，此時，一般應(yīng)設(shè)柴油發(fā)電機組做應(yīng)急電源。對電網(wǎng)只能提供一路電源的高層建筑，應(yīng)設(shè)柴油發(fā)電機組提供第二電源。此時發(fā)電機組是作為備用電源使用，而不僅僅是應(yīng)急用。為了保證發(fā)生火災(zāi)時各項求救工作的順利進行，消防用電設(shè)施兩個電源的切換方式，應(yīng)急發(fā)電設(shè)備的啟動方式都是消防供電系統(tǒng)應(yīng)給予考慮的問題。其中兩個電源轉(zhuǎn)換的時間能否滿足消防設(shè)施的要求很重要。

二、高層建筑供配電系統(tǒng)設(shè)計

2.1供電電壓的選擇和配置

供電電壓為380/220V，一般接地采用TN-S系統(tǒng)，當(dāng)某樓為獨立建筑物，電源由其他建筑物引來時，接地采用TN-C-S系統(tǒng)。低壓配電采用樹干式和放射式混合配電，地下室負荷較大，從低壓配電房采用放射式配電，從低壓配電房到地上各層配電箱采用樹干式配電，從層問配電箱至負荷采用放射式配電；大容量干線采用封閉式母線槽，小容量干線采用銅芯塑料電纜；垂直部分沿電纜井敷設(shè)，水平部分采用金屬橋架或金屬線槽敷設(shè)，支干線及支線采用阻燃或難燃塑料絕緣導(dǎo)線，放射式采用阻燃或難燃銅芯電纜。一般動力、照明由低壓配電柜正常電源母線段供電，火災(zāi)應(yīng)急照明、消防電梯、消防水泵、防排煙風(fēng)機及消防中心等一級負荷采用雙回路供電，并在線路末端配電箱處自動切換，一回路引自應(yīng)急電源母線段，另一回路引自正常電源母線段，雙回路電源切換柜為自投自復(fù)，設(shè)電氣和機械聯(lián)鎖

2.2防雷與接地

現(xiàn)代高層建筑的防雷設(shè)計，采用避雷針和避雷帶的做法簡單可靠、經(jīng)濟合算。但必須保證各層樓面鋼筋、金屬管道與該層用作引下線的柱筋有可靠的連接，形成等電位層?，F(xiàn)代高層建筑都是采用鋼筋混凝土剪力墻，與樓板的連接是十分可靠的。關(guān)鍵是做好金屬管線的接地。現(xiàn)代高層建筑的防雷接地、電氣設(shè)備的保護接地和工作接地，都是合在一起的，組成混合接地系統(tǒng)。接地電阻按最小的要求而定，通常是在4歐以下。利用建筑物的鋼筋混凝土基礎(chǔ)作接地板。盡管基礎(chǔ)鋼筋等自然接地體已能滿足接地電阻的要求，仍需要裝設(shè)水平的人工接地體，將主要的建筑物基礎(chǔ)連接成接地網(wǎng)，這對均衡電位，提高安全性都有好處。

2.3高低壓供電系統(tǒng)結(jié)線型式及運行方式

對于高層建筑，其高低壓供電系統(tǒng)結(jié)線型式及運行方式一般做如下設(shè)計：高壓系統(tǒng)采用一路l0kV高壓進線，結(jié)線型式采用單母線運行方式；變壓器低壓側(cè)采用單母線分段結(jié)線型式，每臺變壓器對應(yīng)接一段母線，母線段之間采用母聯(lián)開關(guān)聯(lián)絡(luò)，正常情況下各段母線分列單獨運行，母聯(lián)開關(guān)打開，當(dāng)其中一臺變壓器故障退出運行時，母聯(lián)開關(guān)手動合上，由同組的另一臺變壓器保證部分重要負荷的供電，當(dāng)故障的變壓器恢復(fù)供電后，母聯(lián)開關(guān)自動打開，恢復(fù)正常運行方式。母聯(lián)開關(guān)與進線開關(guān)應(yīng)具有電氣聯(lián)鎖功能并加機械聯(lián)鎖，以防止電源倒送。變壓器低壓側(cè)設(shè)置應(yīng)急母線段，由正常電源與備用柴油發(fā)電機電源經(jīng)雙電源切換開關(guān)向該母線段供電，以保證應(yīng)急情況下一級負荷的供電，雙電源切換開關(guān)設(shè)有電氣和機械聯(lián)鎖，防止發(fā)生向市電反供，消防負荷均采用雙回路供電，在末端配電箱切換。

2.4高低壓供電系統(tǒng)結(jié)線型式及運行方式

對于高層建筑，其高低壓供電系統(tǒng)結(jié)線型式及運行方式一般做如下設(shè)計：高壓系統(tǒng)采用一路l0kV高壓進線，結(jié)線型式采用單母線運行方式；變壓器低壓側(cè)采用單母線分段結(jié)線型式，每臺變壓器對應(yīng)接一段母線，母線段之間采用母聯(lián)開關(guān)聯(lián)絡(luò)，正常情況下各段母線分列單獨運行，母聯(lián)開關(guān)打開，當(dāng)其中一臺變壓器故障退出運行時，母聯(lián)開關(guān)手動合上，由同組的另一臺變壓器保證部分重要負荷的供電，當(dāng)故障的變壓器恢復(fù)供電后，母聯(lián)開關(guān)自動打開，恢復(fù)正常運行方式。母聯(lián)開關(guān)與進線開關(guān)應(yīng)具有電氣聯(lián)鎖功能并加機械聯(lián)鎖，以防止電源倒送。變壓器低壓側(cè)設(shè)置應(yīng)急母線段，由正常電源與備用柴油發(fā)電機電源經(jīng)雙電源切換開關(guān)向該母線段供電，以保證應(yīng)急情況下一級負荷的供電，雙電源切換開關(guān)設(shè)有電氣和機械聯(lián)鎖，防止發(fā)生向市電反供，消防負荷均采用雙回路供電，在末端配電箱切換。

2.5變配電所的設(shè)置

一般應(yīng)根據(jù)負荷容量、負荷分布以及建筑物功能分區(qū)的實際情況，與相關(guān)專業(yè)協(xié)調(diào)確定變配電所的位置以及數(shù)量。變壓器容量應(yīng)根據(jù)計算容量選擇，變壓器的負荷率一般取70%～85%。低壓線路的供電半徑一般不宜超過200m，當(dāng)供電容量超過500KW，供電距離超過200m時，宜考慮增設(shè)變配電所。

只要條件許可，變配電所的位置應(yīng)盡量靠近負荷中心，從而簡化了配電系統(tǒng)，有利于增強系統(tǒng)的穩(wěn)定性與安全性，同時也減少了線纜的使用量，降低因線路造成的電能損耗.由于首層空間的商業(yè)價值比較高，一般高層建筑的變配電所設(shè)于負一層，便于通過地下停車庫的車道運輸變配電設(shè)備。

結(jié)束語

綜上所述，配電系統(tǒng)設(shè)計的好壞，直接影響到電氣設(shè)備的成本。以上論述了較大系統(tǒng)方面的影響，在實際工作中還有很多細節(jié)設(shè)計值得我們?nèi)ヌ接??？傊?，一個好的電氣設(shè)計是根據(jù)實際情況為將來發(fā)展留出裕量，又節(jié)省投資。