供配電技術(shù)在高層建筑中的運用

夏洸

摘 要：在科技日益進步的今天，人類的數(shù)量也越來越多，所以建筑也越來越高，高樓大廈的琳瑯滿目也給相應(yīng)的技術(shù)帶來了很大難題，在供電的技術(shù)上也被人們所重視，供電系統(tǒng)在近幾年也得到了很大發(fā)展，為了滿足不同負(fù)荷的電能需求，在高層建筑的建設(shè)當(dāng)中，對供配電系統(tǒng)的研究技術(shù)也在強化。該文主要探究了供電技術(shù)在高層中應(yīng)用時所遇到的問題，并對問題進行解析。

關(guān)鍵詞：供配電技術(shù) 高層建筑 技術(shù)更新

中圖分類號：TU208 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2017）01（c）-0036-02

1 高層建筑中的特點

在建設(shè)高層建筑時應(yīng)該充分了解高層建筑的特點，高層建筑有三個明顯的特點：高層建筑面積大、建筑的高度高、并帶有地下室。

（1）建筑面積。目前國際上很多的國家都有高層建筑，在現(xiàn)代社會已經(jīng)建設(shè)好的高層建筑中，基本的大樓面積都在幾萬到幾十萬平方米，所以建筑面積是非常廣的。

（2）高度。高層建筑的建立因為想要減少土地的使用，所以秉著占天不占地的原則，高樓越建越高，所以樓層以及樓內(nèi)的管道都是很多。

（3）地下室。高層建筑除了地表上的建筑高度高以外，因為其特殊的結(jié)構(gòu)特點，還帶有水泵房等，地下結(jié)構(gòu)。

2 配電系統(tǒng)對于高層建筑的重要性

2.1 高層建筑的基礎(chǔ)需求

高層建筑在建設(shè)過程中需要的建筑空間很大，其中的用電設(shè)備也很多，所以高層建筑中對于供配電系統(tǒng)的要求也高，需要供配電設(shè)備具有穩(wěn)定性高，可靠性大的特點，總體上高層建筑用戶的用電量都是非常大的，對于供配電系統(tǒng)的負(fù)載荷量是一級，因為高層建筑的用電不僅是保持用戶日常生活用電設(shè)備的運行，也要保證消防系統(tǒng)，電梯照明燈設(shè)備的運行，因為高層建筑一旦出現(xiàn)危險，逃生的途徑花費時間多，所以要保證電源在危險時候正常使用，在設(shè)計上，高層建筑使用的是雙電源供電連接，這樣可以很好保證用戶用電和緊急用電。

2.2 高層建筑配供電技術(shù)的發(fā)展

供配電系統(tǒng)在電力系統(tǒng)中占有很重要的位置，并且包含了電力系統(tǒng)的使用與配送環(huán)節(jié)，高層中的配供電系統(tǒng)是直接負(fù)責(zé)電器設(shè)備的，所以要保證供配電系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性。供配電系統(tǒng)在使用當(dāng)中功率的流動是單方向的，工作原理是通過降壓分配的方式送給各個用電戶，我國供配電系統(tǒng)的電壓沒有超過110 kV的，在設(shè)計制造供配電系統(tǒng)時應(yīng)該首先考慮到其負(fù)載和的多少，在電力分配上要考慮供電區(qū)域的電量多少，在最高的基礎(chǔ)上留出一些空間，供緊急的時候急需所用。

3 供配電系統(tǒng)的簡單介紹

3.1 負(fù)載荷

在配供電系統(tǒng)中，可以分為三個等級，根據(jù)不同的需求選擇不同的負(fù)荷等級，既能保障高層建筑用戶的正常用電也能使電力得到最大的利用率，所以工作人員對于配供電系統(tǒng)中的三個負(fù)荷等級非常重要，第一級負(fù)在三種負(fù)荷等級中占有的位置是最重要的，如果配供電設(shè)備的負(fù)載超過設(shè)定負(fù)荷就會導(dǎo)致斷電，這會直接導(dǎo)致用戶的經(jīng)濟遭到損失，高樓也會因此受到不同程度的損壞。第二級負(fù)荷如果在運作上出現(xiàn)問題會導(dǎo)致許多的設(shè)備運行不了，是高層建筑中使工作人員的日常工作受到影響，影響其工作效率。三級負(fù)荷與一級負(fù)荷二級負(fù)荷不同時工作，是獨立于兩級負(fù)荷的配供電系統(tǒng)，因為要預(yù)防一級負(fù)荷與二級負(fù)荷故障不能正常工作，三級負(fù)荷可以在一級二級負(fù)荷都故障的情況下單獨為大樓供電一段時間，保障一些逃生場所的照明，一二級負(fù)荷主要負(fù)責(zé)的是高層的主要運作和一些緊急報警系統(tǒng)的供電，三級系統(tǒng)起到保障的作用。

3.2 接線

就目前而言，我國最多使用的是中小型高壓供配電系統(tǒng)，采取的接線方式是單電源的單母線分段式，這種接線方式是目前我國中小型小區(qū)的主要接線方式，優(yōu)點是接線簡單，維修方便，對于中小型小區(qū)高樓很適合，但這是理論，再實際應(yīng)用中，相關(guān)人員發(fā)現(xiàn)這其中有很大漏洞，因為這種接線方式的主線上只有一根電線，允許通過的額定電壓只有十千瓦，供電受到了很大限制，難以滿足高層建筑眾多用戶的實際需求。

4 配供電技術(shù)在高層建筑中的應(yīng)用

4.1 負(fù)荷的具體計算方式

準(zhǔn)確計算負(fù)荷的目的是明確所供電建筑的總用電情況和所需要的符合等級，以及符合類別。

在此基礎(chǔ)上，向有關(guān)部門申報供配電系統(tǒng)時可以為計算損失，電力效率等提供相關(guān)的依據(jù)：（1）方案設(shè)計很多時候都是采用單位指標(biāo)法，而在設(shè)計初期以及施工時期采用的是需要系數(shù)法。（2）在用電設(shè)備數(shù)目多，并且每個設(shè)備的用電情況差異不大時，應(yīng)采用的是需用系數(shù)法，此方法主要用于電力負(fù)荷的計算。（3）同一時期的用電設(shè)備少，并且每個用電設(shè)備的用電情況差別很大時，應(yīng)該運用二項式法，計算為了簡便通常是分為動力、重要動力、保安系統(tǒng)、照明、重點照明五個部門分別計算的。

4.2 供配電設(shè)備的抉擇

目前大多數(shù)的高層建筑采用的負(fù)荷級別都是一二級，并且組成高層建筑的供電源都是2～3個，所以在確定供電源之前，應(yīng)該了解所要供電總設(shè)備的負(fù)荷，從而選擇負(fù)荷級別，用電設(shè)備的總電容量和所需供電情況來確定電源的數(shù)量和質(zhì)量。選擇電源個數(shù)的另一途徑是經(jīng)費，應(yīng)了解到所用的費用，并計算最小化的花費，既滿足用戶和設(shè)備的用電良好也滿足資金最少。在確認(rèn)負(fù)荷時，一般一級負(fù)荷適用于高電壓和電容量大的設(shè)備，電源選擇為兩個，若用電設(shè)備的電容量不大，可以選擇低位電源，在設(shè)計時應(yīng)當(dāng)充分考慮到高層建筑的實際用電情況，在安裝一級負(fù)荷系統(tǒng)下，還應(yīng)當(dāng)安裝供緊急時刻啟動的備用系統(tǒng)，用做逃生樓梯的照明，防止高層建筑中的用電設(shè)備出現(xiàn)用電不足的情況。對于二級負(fù)荷的選擇，其供電電源的選擇可以用作當(dāng)變壓器發(fā)生故障時，所提供短暫時期的用電設(shè)備，可以在不損失用戶經(jīng)濟的情況下幫助高層建筑快速恢復(fù)電力系統(tǒng)，所以二級電路中的回路應(yīng)當(dāng)有兩個，可以有效防止因為局部過熱發(fā)生火燒的情況，在一些人員密集的高層建筑中應(yīng)配置緊急逃生所用的專用電源，防止發(fā)生險情時因沒有備用電源而導(dǎo)致營救失敗，給人民和財產(chǎn)造成損失。

4.3 保安電源的自動切換

高層建筑避免火災(zāi)隱患，就必須防治確保安全用電。保安電源采用自動切換裝置是保證供電設(shè)備最穩(wěn)妥的一種形式。具有以下幾點優(yōu)勢：（1）自動完成保安電源的聯(lián)通與間斷，避開人工操作，具有機敏反應(yīng)的能力，電路發(fā)生異常，自動斷開電源開關(guān)，電源管理自動化程度高，確保整個供電系統(tǒng)的安全可靠性。同時節(jié)省了人力，降低了不必要的損失。（2）保安電源往往有兩個發(fā)電機電源，電源發(fā)生故障時，自動切換啟動備用的發(fā)電供電，備用發(fā)電機依靠柴油發(fā)電，在電力供應(yīng)失效的情況下，維持高層建筑最基本的整修電力。確保建筑功能能夠盡快恢復(fù)正常。（3）保安電源自動切換自身就是可靠性的措施，避免人工操作中有時用力不當(dāng)和使用方法不當(dāng)，導(dǎo)致開關(guān)的失靈，減少了故障發(fā)生的概率。（4）保安電源自動切換在電力運行狀態(tài)下，做出準(zhǔn)確判斷，依據(jù)開關(guān)兩側(cè)的電壓作為判斷，對電壓及電流量化的分析，獲得更為安全的切換保證，比人為估測更準(zhǔn)確。（5）主電源和備用電源兩個部分組成自動切換電源，采用串聯(lián)線路連接，在相互切換時，切換的速度得以提高，電源的實用性強，避免了切換過程中的風(fēng)險。

5 結(jié)語

對于當(dāng)代社會，隨著科技的不斷發(fā)展，高層建筑業(yè)發(fā)展得很快，高樓大廈內(nèi)部的供配電系統(tǒng)設(shè)計運用技術(shù)也在不斷完善。所以在未來的電氣設(shè)計與建筑施工中，還要研究和發(fā)現(xiàn)更加可靠的高層建筑電氣設(shè)計方案，將高層建筑的供配電系統(tǒng)安全可靠性提升到盡可能的高度，從內(nèi)到外保證高層建筑質(zhì)量安全及生命財產(chǎn)安全。

參考文獻

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