高層配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)探討

【摘 要】近些年來(lái)，伴隨著我國(guó)社會(huì)的不斷進(jìn)步，經(jīng)濟(jì)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(mǎn)足我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展這一重要需要，當(dāng)前我國(guó)電網(wǎng)的建設(shè)發(fā)展快速。但是，我國(guó)的電網(wǎng)在運(yùn)行和建設(shè)過(guò)程中一直受到來(lái)自運(yùn)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(guó)電網(wǎng)建設(shè)和運(yùn)行需要面臨的問(wèn)題一直伴隨著時(shí)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(jì)水平進(jìn)行提升。

【關(guān)鍵詞】高層；配電；系統(tǒng)；設(shè)計(jì)

一、高層建筑對(duì)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(jià)高，人員集中，供電的可靠性將直接關(guān)系到企業(yè)的運(yùn)作和人員設(shè)備的安全。高層建筑發(fā)生火災(zāi)時(shí)，主要是利用建筑物自身的消防設(shè)施進(jìn)行滅火和疏散人員、物資。而建筑物的消防設(shè)旖一般來(lái)說(shuō)都離不開(kāi)電。因此，如果沒(méi)有可靠的電源，就不能及時(shí)地報(bào)警、滅火，不能有效地疏散人員、物資和控制火勢(shì)的蔓延，勢(shì)必造成嚴(yán)重的損失。因此，合理的確定電力負(fù)荷等級(jí)，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(shí)間性和方式：

為了對(duì)電網(wǎng)能夠提供兩個(gè)獨(dú)立電源的高層建筑，按規(guī)定已經(jīng)滿(mǎn)足了一、二級(jí)負(fù)荷的要求，但是對(duì)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(fù)荷，應(yīng)考慮電源系統(tǒng)檢修或故障時(shí)，另一電源系統(tǒng)又發(fā)生故障的嚴(yán)重情況，此時(shí)，一般應(yīng)設(shè)柴油發(fā)電機(jī)組做應(yīng)急電源。對(duì)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(jī)組提供第二電源。此時(shí)發(fā)電機(jī)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(shí)各項(xiàng)求救工作的順利進(jìn)行，消防用電設(shè)施兩個(gè)電源的切換方式，應(yīng)急發(fā)電設(shè)備的啟動(dòng)方式都是消防供電系統(tǒng)應(yīng)給予考慮的問(wèn)題。其中兩個(gè)電源轉(zhuǎn)換的時(shí)間能否滿(mǎn)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(jì)

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(dú)立建筑物，電源由其他建筑物引來(lái)時(shí)，接地采用TN-C-S系統(tǒng)。低壓配電采用樹(shù)干式和放射式混合配電，地下室負(fù)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(shù)干式配電，從層問(wèn)配電箱至負(fù)荷采用放射式配電；大容量干線(xiàn)采用封閉式母線(xiàn)槽，小容量干線(xiàn)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(xiàn)槽敷設(shè)，支干線(xiàn)及支線(xiàn)采用阻燃或難燃塑料絕緣導(dǎo)線(xiàn)，放射式采用阻燃或難燃銅芯電纜。一般動(dòng)力、照明由低壓配電柜正常電源母線(xiàn)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(jī)及消防中心等一級(jí)負(fù)荷采用雙回路供電，并在線(xiàn)路末端配電箱處自動(dòng)切換，一回路引自應(yīng)急電源母線(xiàn)段，另一回路引自正常電源母線(xiàn)段，雙回路電源切換柜為自投自復(fù)，設(shè)電氣和機(jī)械聯(lián)鎖

2.2防雷與接地

現(xiàn)代高層建筑的防雷設(shè)計(jì)，采用避雷針和避雷帶的做法簡(jiǎn)單可靠、經(jīng)濟(jì)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(xiàn)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(xiàn)的接地?，F(xiàn)代高層建筑的防雷接地、電氣設(shè)備的保護(hù)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(mǎn)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(duì)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(xiàn)型式及運(yùn)行方式

對(duì)于高層建筑，其高低壓供電系統(tǒng)結(jié)線(xiàn)型式及運(yùn)行方式一般做如下設(shè)計(jì)：高壓系統(tǒng)采用一路l0kV高壓進(jìn)線(xiàn)，結(jié)線(xiàn)型式采用單母線(xiàn)運(yùn)行方式；變壓器低壓側(cè)采用單母線(xiàn)分段結(jié)線(xiàn)型式，每臺(tái)變壓器對(duì)應(yīng)接一段母線(xiàn)，母線(xiàn)段之間采用母聯(lián)開(kāi)關(guān)聯(lián)絡(luò)，正常情況下各段母線(xiàn)分列單獨(dú)運(yùn)行，母聯(lián)開(kāi)關(guān)打開(kāi)，當(dāng)其中一臺(tái)變壓器故障退出運(yùn)行時(shí)，母聯(lián)開(kāi)關(guān)手動(dòng)合上，由同組的另一臺(tái)變壓器保證部分重要負(fù)荷的供電，當(dāng)故障的變壓器恢復(fù)供電后，母聯(lián)開(kāi)關(guān)自動(dòng)打開(kāi)，恢復(fù)正常運(yùn)行方式。母聯(lián)開(kāi)關(guān)與進(jìn)線(xiàn)開(kāi)關(guān)應(yīng)具有電氣聯(lián)鎖功能并加機(jī)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(xiàn)段，由正常電源與備用柴油發(fā)電機(jī)電源經(jīng)雙電源切換開(kāi)關(guān)向該母線(xiàn)段供電，以保證應(yīng)急情況下一級(jí)負(fù)荷的供電，雙電源切換開(kāi)關(guān)設(shè)有電氣和機(jī)械聯(lián)鎖，防止發(fā)生向市電反供，消防負(fù)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(xiàn)型式及運(yùn)行方式

對(duì)于高層建筑，其高低壓供電系統(tǒng)結(jié)線(xiàn)型式及運(yùn)行方式一般做如下設(shè)計(jì)：高壓系統(tǒng)采用一路l0kV高壓進(jìn)線(xiàn)，結(jié)線(xiàn)型式采用單母線(xiàn)運(yùn)行方式；變壓器低壓側(cè)采用單母線(xiàn)分段結(jié)線(xiàn)型式，每臺(tái)變壓器對(duì)應(yīng)接一段母線(xiàn)，母線(xiàn)段之間采用母聯(lián)開(kāi)關(guān)聯(lián)絡(luò)，正常情況下各段母線(xiàn)分列單獨(dú)運(yùn)行，母聯(lián)開(kāi)關(guān)打開(kāi)，當(dāng)其中一臺(tái)變壓器故障退出運(yùn)行時(shí)，母聯(lián)開(kāi)關(guān)手動(dòng)合上，由同組的另一臺(tái)變壓器保證部分重要負(fù)荷的供電，當(dāng)故障的變壓器恢復(fù)供電后，母聯(lián)開(kāi)關(guān)自動(dòng)打開(kāi)，恢復(fù)正常運(yùn)行方式。母聯(lián)開(kāi)關(guān)與進(jìn)線(xiàn)開(kāi)關(guān)應(yīng)具有電氣聯(lián)鎖功能并加機(jī)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(xiàn)段，由正常電源與備用柴油發(fā)電機(jī)電源經(jīng)雙電源切換開(kāi)關(guān)向該母線(xiàn)段供電，以保證應(yīng)急情況下一級(jí)負(fù)荷的供電，雙電源切換開(kāi)關(guān)設(shè)有電氣和機(jī)械聯(lián)鎖，防止發(fā)生向市電反供，消防負(fù)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(fù)荷容量、負(fù)荷分布以及建筑物功能分區(qū)的實(shí)際情況，與相關(guān)專(zhuān)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(jì)算容量選擇，變壓器的負(fù)荷率一般取70%～85%。低壓線(xiàn)路的供電半徑一般不宜超過(guò)200m，當(dāng)供電容量超過(guò)500KW，供電距離超過(guò)200m時(shí)，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(fù)荷中心，從而簡(jiǎn)化了配電系統(tǒng)，有利于增強(qiáng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性與安全性，同時(shí)也減少了線(xiàn)纜的使用量，降低因線(xiàn)路造成的電能損耗.由于首層空間的商業(yè)價(jià)值比較高，一般高層建筑的變配電所設(shè)于負(fù)一層，便于通過(guò)地下停車(chē)庫(kù)的車(chē)道運(yùn)輸變配電設(shè)備。

結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)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(shí)際工作中還有很多細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)值得我們?nèi)ヌ接憽？傊粋€(gè)好的電氣設(shè)計(jì)是根據(jù)實(shí)際情況為將來(lái)發(fā)展留出裕量，又節(jié)省投資。