關(guān)于高層建筑電梯配電設(shè)計(jì)分析

王建國(guó)（首鑄一號(hào)（東莞）房地產(chǎn)有限公司，廣東 東莞 523000）

關(guān)于高層建筑電梯配電設(shè)計(jì)分析

王建國(guó)
（首鑄一號(hào)（東莞）房地產(chǎn)有限公司，廣東 東莞 523000）

當(dāng)前高層建筑中大量應(yīng)用了電梯這一種垂直運(yùn)輸系統(tǒng)，如何合理有效地進(jìn)行電梯配電以保障其能夠正常穩(wěn)定工作，正越來(lái)越成為建筑電氣設(shè)計(jì)工作的重點(diǎn)之一。本文對(duì)高層建筑的電梯配電設(shè)計(jì)問題進(jìn)行了一些有意義的探討，希望對(duì)建筑電梯的電氣設(shè)計(jì)工作能夠有所借鑒。

高層建筑；電梯；配電設(shè)計(jì)

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.16.151

1　引言

隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的快速發(fā)展，我國(guó)的建筑事業(yè)也取得了快速的發(fā)展和進(jìn)步，當(dāng)前我國(guó)的主要城市都開始廣泛建設(shè)高層建筑，這一方面節(jié)省了城市本就寶貴的土地資源，但同時(shí)也給建筑的電氣設(shè)計(jì)工作提出了挑戰(zhàn)。與以往的普通建筑不同，高層建筑中大量應(yīng)用了電梯這一種垂直運(yùn)輸系統(tǒng)，如何合理有效地進(jìn)行電梯配電以保障其能夠正常穩(wěn)定工作，正越來(lái)越成為建筑電氣設(shè)計(jì)工作的重點(diǎn)之一。

在現(xiàn)實(shí)中，因?yàn)殡娞莸姆N類繁多、規(guī)格不一以及運(yùn)行方式復(fù)雜等因素的影響，導(dǎo)致電梯的配電設(shè)計(jì)過程受到了諸多困擾，再考慮到雖然我國(guó)也出臺(tái)了不少與電梯配電設(shè)計(jì)相關(guān)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)規(guī)范，但由于受到各種主、客觀因素的影響也不可能做到面面俱到，而這些都給電梯的配電設(shè)計(jì)工作增加了難度。筆者結(jié)合自己多年的工作實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，就高層建筑的電梯配電設(shè)計(jì)問題進(jìn)行了一些有意義的探討，希望對(duì)建筑電梯的電氣設(shè)計(jì)工作能夠有所借鑒。

2　電梯運(yùn)行情況分析

要對(duì)高層建筑電梯的配電系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)，首先要做的就是對(duì)電梯的運(yùn)行情況進(jìn)行詳細(xì)分析。具體而言，電梯轎廂的上行運(yùn)行狀態(tài)包含以下三種情況：（1）電梯電機(jī)的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩大于零，此時(shí)的轎廂重量大于配重；（2）電梯電機(jī)的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩等于零，此時(shí)的轎廂重量等于配重；（3）電梯電機(jī)的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩小于零，此時(shí)的轎廂重量小于配重。在實(shí)際工作中，當(dāng)轎廂處于滿載狀態(tài)時(shí)，電梯電機(jī)的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩就會(huì)達(dá)到最大值，同時(shí)這也是設(shè)計(jì)上的額定值，即TMe=（1-Φ）TXmax。其中，TMe為電梯電機(jī)的設(shè)計(jì)額定驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩；TXmax為轎廂與乘客重量形成的最大阻轉(zhuǎn)矩，即電梯滿載時(shí)的阻轉(zhuǎn)矩；Φ為平衡系數(shù)，其值由配重和載重的比直決定。

與此類似，電梯轎廂的下行運(yùn)行狀態(tài)也包含三種情況：（1）電梯電機(jī)的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩大于零，此時(shí)的轎廂重量小于配重；（2）電梯電機(jī)的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩等于零，此時(shí)的轎廂重量等于配重；（3）電梯電機(jī)的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩小于零，此時(shí)的轎廂重量大于配重。電梯在下行過程中，如果載重為零，則電梯的阻轉(zhuǎn)矩值最大，即TM=ΦTXmax。此時(shí)電梯的負(fù)載率可以用TM和TMe的比值進(jìn)行表示。

3　電梯功率估算

在進(jìn)行高層建筑電梯配電的設(shè)計(jì)過程中，有時(shí)可能會(huì)遇到電梯規(guī)格和參數(shù)不詳?shù)那闆r，此時(shí)就必須對(duì)電梯電源設(shè)備的容量進(jìn)行估算。如果設(shè)電梯電源設(shè)備的容量為S（kVA），電梯的額定載重量為L(zhǎng)r（kg），電梯的額定運(yùn)行速度為v（m/s），則電梯電源容量的估算公式如下：（1）當(dāng)電梯為交流單速電梯時(shí)，S=0.035Lrv；（2）當(dāng)電梯為交流雙速電梯時(shí)，S=0.030Lrv；（3）當(dāng)電梯為直流有齒輪電梯時(shí)，S=0.021Lrv；（4）當(dāng)電梯為直流無(wú)齒輪電梯時(shí)，S=0.015Lrv。

4　電梯計(jì)算電流

根據(jù)現(xiàn)行的《通用用電設(shè)備配電設(shè)計(jì)規(guī)范》的規(guī)定，單臺(tái)交流電梯的供配電線路的工作載流量應(yīng)大于其銘牌連續(xù)工作制額定電流的140%或銘牌0.5 h或1 h 工作制額定電流的90%；單臺(tái)直流電梯供配電線路的連續(xù)工作載流量應(yīng)大于交直流變流器的連續(xù)工作制交流額定輸入電流的140%。至于短時(shí)或周期工作制電動(dòng)機(jī)的功率和計(jì)算電流，則需進(jìn)行相應(yīng)的折算，根據(jù)折算到暫載率下的功率和電流值進(jìn)行設(shè)計(jì)。

5　電梯配電電壓降的校驗(yàn)

根據(jù)《工業(yè)與民用配電設(shè)計(jì)手冊(cè)》的規(guī)定，如果電梯的配電線路較長(zhǎng)，則應(yīng)對(duì)電壓降進(jìn)行校驗(yàn)。此外，《通規(guī)》里也規(guī)定：當(dāng)啟動(dòng)交流電動(dòng)機(jī)時(shí)，配電母線上的電壓降不能對(duì)接在母線上的照明或其他對(duì)電壓波動(dòng)較敏感的負(fù)荷造成干擾。具體而言，當(dāng)電機(jī)的啟動(dòng)不頻繁時(shí)，配電母線上的電壓降不能低于額定電壓的85%；而當(dāng)電機(jī)處于頻繁啟動(dòng)狀態(tài)時(shí)，配電母線上的電壓降更是應(yīng)保持在額定電壓的90%以上。同時(shí)，《民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》也對(duì)用電設(shè)備端子處的電壓偏差允許值進(jìn)行了規(guī)定，要求電梯電動(dòng)機(jī)宜為± 7 %。在實(shí)際工作中，一些建筑電氣設(shè)計(jì)人員存在只對(duì)電梯配電房配電干線及單個(gè)電梯的配電分支進(jìn)行電壓降校驗(yàn)的現(xiàn)象，這顯然與《通規(guī)》的規(guī)定不符，可能會(huì)給未來(lái)的高層建筑電梯配電系統(tǒng)的運(yùn)行帶來(lái)隱患。筆者認(rèn)為，應(yīng)該嚴(yán)格遵守《通規(guī)》的相關(guān)規(guī)定，在電梯電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)頻繁時(shí)，用電機(jī)的“啟動(dòng)電流”來(lái)對(duì)配電母線上的電壓降進(jìn)行校驗(yàn)，而當(dāng)電梯處于正常運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，再根據(jù)《民規(guī)》的要求對(duì)電梯電機(jī)控制柜接線端子上的電壓降進(jìn)行校驗(yàn)。以上兩個(gè)校驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)在實(shí)際應(yīng)用的過程中不存在沖突，《通規(guī)》 的校驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)調(diào)的是電梯電機(jī)的啟動(dòng)不應(yīng)對(duì)配電母線上的其他負(fù)荷設(shè)備造成影響，而《民規(guī)》的校驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)則更強(qiáng)調(diào)為電梯運(yùn)行提供規(guī)定范圍內(nèi)的電壓值以確保電梯得以正常工作。

在實(shí)際工作中，因?yàn)槭艿礁鞣N主、客觀因素的影響，造成影響電梯電機(jī)啟動(dòng)電流的因素有很多，而這就要求在校驗(yàn)電梯的電壓降時(shí)必須對(duì)這些影響因素進(jìn)行全面的考慮。一般來(lái)說，當(dāng)電梯配電房存在多臺(tái)電梯時(shí)，在校驗(yàn)時(shí)還應(yīng)該考慮多臺(tái)電梯的同時(shí)系數(shù)，一般先應(yīng)根據(jù)啟動(dòng)電流來(lái)對(duì)電梯配電母線上的電壓降進(jìn)行校驗(yàn)，然后再根據(jù)計(jì)算電流來(lái)對(duì)配電房母線電壓降及分支線至電梯控制柜電壓降的總壓降進(jìn)行校驗(yàn)。

6　結(jié)束語(yǔ)

高層建筑的電梯配電設(shè)計(jì)是一項(xiàng)對(duì)專業(yè)技術(shù)性要求很高的工作，在進(jìn)行具體的設(shè)計(jì)過程中，既要遵守相關(guān)的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，同時(shí)也要對(duì)實(shí)際建筑電梯系統(tǒng)的運(yùn)行要求進(jìn)行充分考慮，只有在深入論證和分析的條件下進(jìn)行科學(xué)合理的設(shè)計(jì)，才能真正保障電梯配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)質(zhì)量，進(jìn)而為電梯的安全可靠運(yùn)行奠定良好的基礎(chǔ)。

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［2］高建濤.超高層建筑電梯配電設(shè)計(jì)要點(diǎn)探討［J］.建筑電氣，2015，34（11）：12-17.

［3］謝寧.電梯配電計(jì)算初析［J］.建筑電氣，2014（02）：41-45.

［4］杜愛平.淺談公共建筑中電梯電氣設(shè)計(jì)的控制及優(yōu)化［J］.中國(guó)房地產(chǎn)，2012（12）：520.

王建國(guó)（1968-），男，電氣工程師。