淺析當(dāng)前民用高層建筑供配電系統(tǒng)電氣設(shè)計(jì)

摘要：近年來隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我國的許多民用建筑的高度不斷上升，許多民用建筑都成為了高層建筑。目前對高層建筑的自動(dòng)化要求越來越高，而高層建筑自動(dòng)化的實(shí)現(xiàn)需要電力的支持，因此在高層建筑中對供電的可靠性的要求越來越高，保證高層的供電安全是高層建筑必須要解決的問題。

關(guān)鍵詞：高層建筑 供配電系統(tǒng) 照明系統(tǒng)

中圖分類號(hào)： TU976 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)1672-3791（2015）05（a）-0000-00

高層建筑的出現(xiàn)對城市的發(fā)展會(huì)產(chǎn)生一定的影響，因此在高層建筑供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)必須要認(rèn)真，要對設(shè)計(jì)進(jìn)行多次推敲，確保設(shè)計(jì)在功效上能夠滿足高層建筑的需求，從而促進(jìn)社會(huì)發(fā)展。

1高層建筑中常見的配電系統(tǒng)

1.1具有不間斷電源的供電系統(tǒng)

在高層建筑中為了確保消防用電能夠得到保障，一些民用高層建筑在具有發(fā)電機(jī)的基礎(chǔ)之上，在建筑中對具有重要意義的消防負(fù)荷上添加了不間斷電源。不間斷電源主要應(yīng)用于允許供電中斷時(shí)間僅為幾毫秒或者要連續(xù)供電的系統(tǒng)中。

1.2具有應(yīng)急發(fā)電機(jī)的供電系統(tǒng)

在民用高層建筑中運(yùn)用具有應(yīng)急發(fā)電機(jī)的供電系統(tǒng)，可以提高對建筑供電的可靠性。一般來說，當(dāng)建筑中的供電系統(tǒng)出現(xiàn)中斷時(shí)，高層建筑中的應(yīng)急發(fā)電機(jī)會(huì)快速啟動(dòng)，一般適用于允許供電中斷15-30秒的供電系統(tǒng)中。但是，如果電路中斷是因?yàn)殡娋W(wǎng)供電至切換箱中的配電線路中的任意一回路發(fā)生故障，外電源并沒有停止運(yùn)作，備用電源并不會(huì)啟動(dòng)，此時(shí)消防負(fù)荷還會(huì)處于斷電狀態(tài)；如果發(fā)電機(jī)出現(xiàn)回路故障，雖然發(fā)電機(jī)啟動(dòng)了送電，仍然無法確保出現(xiàn)故障的回路能夠?qū)崿F(xiàn)負(fù)荷用電。

1.3雙電源各自獨(dú)立系統(tǒng)

雙電源各自獨(dú)立系統(tǒng)在高層建筑物中應(yīng)用要求外部兩個(gè)電源之間都是相互獨(dú)立的，滿足高層建筑物在消防負(fù)荷上的需求，具有自動(dòng)啟動(dòng)裝置的正常獨(dú)立電源的專用線路，此系統(tǒng)主要應(yīng)用于中斷供電時(shí)間要遠(yuǎn)大于電源的切換時(shí)間的供電系統(tǒng)。該系統(tǒng)通過關(guān)開關(guān)將非消防負(fù)荷和消防負(fù)荷進(jìn)行分離，非消防及消防負(fù)荷通過各自母線實(shí)現(xiàn)分段供電。當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時(shí)，非消防電源將會(huì)被自動(dòng)切斷，從而確保消防負(fù)荷供電上的可靠性。

2設(shè)計(jì)高低壓配電系統(tǒng)

現(xiàn)代高層建筑一般在高壓配電系統(tǒng)上采用的都是兩條相互獨(dú)立，電壓在10KV的電源進(jìn)行供電。一般高壓在分段上采用單母線，可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)切換，相互直接可以形成互補(bǔ)。母線在分段數(shù)量上應(yīng)當(dāng)于電源進(jìn)線回路的數(shù)量相互適應(yīng)。只有供電電源采取的是一主一備的方式時(shí)，才考慮采取單母線不分段的結(jié)線方式，在電源進(jìn)線上應(yīng)當(dāng)全部應(yīng)用電纜。

計(jì)費(fèi)上應(yīng)當(dāng)采用高供高計(jì)的方式，但需要注意的是，在低壓側(cè)也需要按照電度表進(jìn)行計(jì)費(fèi)，動(dòng)力和照明的電價(jià)應(yīng)當(dāng)分開計(jì)算，部分供電部門將建筑中的空調(diào)設(shè)備的用電劃分到照明用電的計(jì)費(fèi)系統(tǒng)中。在計(jì)費(fèi)表的安裝上較為常用的方式是在整個(gè)電路中安裝兩塊表，一塊是總表，另一塊是動(dòng)力表，在計(jì)算過程中用總表減掉動(dòng)力表的，差值就是照明系統(tǒng)的產(chǎn)生的費(fèi)用。

在高壓供電系統(tǒng)中應(yīng)當(dāng)盡量減少變壓器臺(tái)數(shù)，一般使用的單臺(tái)變壓器都的容量都應(yīng)當(dāng)超過1000KVA。在供電線路中為了對低壓側(cè)短路電流進(jìn)行限制，正常情況下，變壓器解列運(yùn)行，在中間需要設(shè)置聯(lián)絡(luò)開關(guān)。動(dòng)力和照明變壓器應(yīng)當(dāng)分開設(shè)置，如果動(dòng)力容量過小，在動(dòng)力變壓器的安裝上可以不分開。

放射式系統(tǒng)是低壓干線和高壓系統(tǒng)配電上采用的一種系統(tǒng)，而樓層配電經(jīng)常應(yīng)用的系統(tǒng)為混合式系統(tǒng)，配電設(shè)備中重要的部門都為干線?，F(xiàn)代民用高層建筑在豎井上應(yīng)用的多數(shù)為插接式母線槽，水平干線因?yàn)樵谧呔€上存在較大困難，在連接上都是采用豎井母干線或全塑電纜。如果層數(shù)過多，負(fù)荷過大，一般應(yīng)當(dāng)依照層數(shù)進(jìn)行分區(qū)供電，或者在地下層、中層、頂層對變壓器進(jìn)行分散設(shè)置。

在低壓配電系統(tǒng)中使用的開關(guān)多數(shù)為自動(dòng)空氣開關(guān)，在保護(hù)裝置設(shè)置上應(yīng)當(dāng)具有長延時(shí)、短延時(shí)、瞬時(shí)三種不同級(jí)別的裝置對電路進(jìn)行保護(hù)，避免越級(jí)跳閘的發(fā)生。

建筑中使用的電梯應(yīng)當(dāng)運(yùn)用不同路的變壓器引出的電纜進(jìn)線，同時(shí)應(yīng)當(dāng)在電梯機(jī)房末端的配電箱設(shè)置兩路電源，電源在應(yīng)用過程中能夠進(jìn)行自動(dòng)切換，互相備用。

3配電系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計(jì)要點(diǎn)

3.1變壓器的選型

在民用高層建筑配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中為了實(shí)現(xiàn)變壓器節(jié)能，需要對年耗量和投資等綜合因素進(jìn)行考慮。通過常年的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)可以發(fā)現(xiàn)，合理的配電變壓器，在設(shè)計(jì)和選型上要依據(jù)配電變壓器使用的年限和投資回收對變壓器的具體型號(hào)進(jìn)行確定，通常通過投資變壓器的價(jià)差和年耗電的電費(fèi)差獲取。變壓器節(jié)能優(yōu)化選型上應(yīng)當(dāng)依據(jù)民用高層建筑對電負(fù)荷的要求，一般情況應(yīng)當(dāng)略高于變壓器的最佳負(fù)荷。在選擇變壓器的型號(hào)時(shí)，應(yīng)當(dāng)選取負(fù)載損耗和空載損耗方面較低的節(jié)能型變壓器。

3.2照明系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

民用高層建筑中氣體放電燈和熒光燈的選型和優(yōu)化設(shè)計(jì)上需要符合熒光燈與高強(qiáng)度氣體放電燈進(jìn)行優(yōu)化與選型設(shè)計(jì)相關(guān)的設(shè)計(jì)規(guī)定。同時(shí)，需要對照明系統(tǒng)中的節(jié)能指標(biāo)進(jìn)行嚴(yán)格的控制。通常高層民用建筑在照明系統(tǒng)上是智能化的，因此合理的將高層建筑中的照明系統(tǒng)和智能化控制合理的結(jié)合在一起，可以使照明系統(tǒng)變得更加人性化，提高照明系統(tǒng)和自動(dòng)化控制系統(tǒng)的服務(wù)質(zhì)量。同時(shí)照明系統(tǒng)可以依據(jù)建筑中的自然光、溫度、濕度情況制定出最佳的節(jié)能方案，實(shí)現(xiàn)節(jié)能目標(biāo)。

3.3電機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計(jì)

在民用高層建筑中，電機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)會(huì)占到整個(gè)建筑電能消耗的90%左右。而且就目前情況來看，許多建筑中的電機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)中電能的轉(zhuǎn)化率都較低，因此在節(jié)能設(shè)計(jì)上可以對電機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)上做文章。一般來說，可以降低低于200KW電機(jī)上的投資，在200-355KW之間的電機(jī)應(yīng)當(dāng)對運(yùn)行節(jié)能、投資等綜合因素進(jìn)行考慮，高于355KW的電機(jī)則必須運(yùn)用高壓電。最終確定電機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)時(shí)，要依據(jù)建筑物中拖動(dòng)系統(tǒng)的實(shí)際情況，選取軟啟動(dòng)與變頻調(diào)速等先進(jìn)的控制方案，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的節(jié)能運(yùn)行。

4結(jié)束語

綜上所述，民用高層建筑中供配電系統(tǒng)電氣設(shè)計(jì)上要在能夠?qū)崿F(xiàn)預(yù)期功能，滿足設(shè)計(jì)規(guī)范的前提下對同類建筑設(shè)計(jì)出更多的配電方案，不同的方案會(huì)具有不同的特點(diǎn)。在具體工程中可以依據(jù)限制條件選擇最佳的設(shè)計(jì)方案，提高配電方案的靈活性、合理性。

參考文獻(xiàn)

[1]趙元立，王振華，袁書生.故障樹分析法在變、配電系統(tǒng)火災(zāi)危險(xiǎn)評價(jià)中的應(yīng)用[J].艦船電子工程，2011，10（11）：12-13.

[2]秦紅梅.高層建筑電氣設(shè)計(jì)中有關(guān)消防設(shè)備的設(shè)置與控制等問題的探討[J].中華民居（下旬刊），2013，8（11）：16-19.