低壓供配電系統(tǒng)在高層建筑電氣設(shè)計(jì)中的可靠性探討

摘要：高層建筑當(dāng)中，電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)非常重要，尤其是低壓配電供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)，更是直接關(guān)系到高層建筑電氣使用。本文首先簡(jiǎn)單說明了低壓配電系統(tǒng)和高層建筑電氣設(shè)計(jì)的相關(guān)概念。然后從系統(tǒng)主接線、供電線路、變壓器、配電設(shè)備、備用電源等處入手具體分析了低壓配電系統(tǒng)在高層建筑電氣設(shè)計(jì)中的可靠性。

關(guān)鍵詞：低壓配電系統(tǒng)；高層建筑；電氣設(shè)計(jì)；可靠性

隨著我國(guó)社會(huì)的發(fā)展，城市化的腳步也進(jìn)一步加快。但是我國(guó)人多地少的現(xiàn)實(shí)狀況使得城市建筑不得不向高層化方向發(fā)展。而低壓配電系統(tǒng)又對(duì)建筑的正常應(yīng)用有著比較大的影響，這就要求在進(jìn)行高層建筑電氣設(shè)計(jì)時(shí)給低壓配電系統(tǒng)比較高的重視度，其中重點(diǎn)關(guān)注的就應(yīng)當(dāng)是可靠性的問題。

一、低壓配電系統(tǒng)、高層建筑電氣設(shè)計(jì)相關(guān)概念簡(jiǎn)介

（一）低壓配電系統(tǒng)

低壓是指250v以下的對(duì)地電壓。配電系統(tǒng)則是指從降壓配電站出口到用戶端的一段系統(tǒng)，是電力系統(tǒng)的一部分，主要由發(fā)電、輸電、配電三大系統(tǒng)組成。則低壓配電系統(tǒng)就是這個(gè)系統(tǒng)中的一部分，主要由配電變電所、高壓低壓配電線路、配電變壓器和一些控制保護(hù)設(shè)備組成。常見的運(yùn)行方式有三，一是IT系統(tǒng)，二是TT系統(tǒng)，三是TN系統(tǒng)，其中TN系統(tǒng)在我國(guó)的應(yīng)用最為普遍。[1]

（二）高層建筑電氣設(shè)計(jì)

根據(jù)我國(guó)規(guī)定，高層建筑是指十層及其以上的住宅建筑和建筑高度在二十四米以上、一百米及其以下的其它民用建筑。這類建筑不僅所需投入較大，其中所活動(dòng)的人員也較多且比較集中，因此，其電氣設(shè)計(jì)的安全可靠性就十分重要。高層建筑電氣設(shè)計(jì)一般包含有：電力負(fù)荷的計(jì)算、高低壓配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、電氣照明設(shè)計(jì)等方面的內(nèi)容。另外在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，還要考慮在滿足建筑物的功能的同時(shí)實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益的最大化和節(jié)省能量。

二、低壓配電系統(tǒng)在高層建筑電氣設(shè)計(jì)中的可靠性

（一）系統(tǒng)主接線

高層建筑低壓配電系統(tǒng)直接受到控制終端的控制，其設(shè)備多、分布廣，因此其現(xiàn)場(chǎng)條件就復(fù)雜許多。同時(shí)低壓配電系統(tǒng)也容易因?yàn)轭l繁操作受到諧波的干擾，這就對(duì)其可靠性提出了比較高的要求。因此，就要采取系統(tǒng)集成的方式設(shè)計(jì)高層建筑低壓配電系統(tǒng)。這樣不僅能夠保證其可靠性，還能夠有效降低成本、運(yùn)行和維護(hù)費(fèi)用的投入。同時(shí)由于高層建筑的情況比較復(fù)雜，其低壓供配電多使用的是380/220v的交流電，在結(jié)構(gòu)上則使用樹干式、放射式相結(jié)合的辦法，前者后者結(jié)合適用于一般型負(fù)荷，后者適用于重要負(fù)荷和集中負(fù)荷。這樣不僅能夠滿足高層建筑的供電要求，也可以大大提高低壓配電系統(tǒng)的可靠性。[2]

（二）供電線路

在開始敷設(shè)供電路的時(shí)候就應(yīng)該對(duì)高層建筑的特點(diǎn)和其中電氣設(shè)備的具體

狀況進(jìn)行了解，盡量避免出現(xiàn)供電不足導(dǎo)致的電氣設(shè)備不能正常運(yùn)行、滿負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)使線路毀壞等問題的發(fā)生。除此之外，施工周邊的環(huán)境也需要被注意，距離熱源應(yīng)當(dāng)有一定的距離，務(wù)必隱藏在地表之內(nèi)，也不能在塵土較多的地方，沒有防腐措施保護(hù)的情況下則不能敷設(shè)在會(huì)腐蝕線路的地方，同時(shí)也要做好一定的伸縮處理工作和防震措施。這其中需要特別注意的一點(diǎn)是消防線路的敷設(shè)問題，消防線路相對(duì)來說比較獨(dú)立，一般采用的都是專電專供的方式。這是為了確保在建筑發(fā)生火災(zāi)時(shí)消防排煙機(jī)、消防水泵、應(yīng)急照明等消防設(shè)備能夠不受影響。因此，最末級(jí)的配電箱應(yīng)當(dāng)設(shè)置有自動(dòng)切換裝置，相應(yīng)的線路也要嚴(yán)格依照相關(guān)的要求敷設(shè)。另外，高層建筑的地下室車庫的應(yīng)急照明配電箱通常采用的是明裝的形式，也沒有配備相應(yīng)的防水設(shè)施，一旦發(fā)生火災(zāi)配電箱很容易就會(huì)毀壞。因此，配電間還應(yīng)設(shè)置有一個(gè)相應(yīng)的配電箱，以提高高層建筑應(yīng)急照明系統(tǒng)的可靠性。

（三）變壓器

變壓器是高層建筑低壓配電系統(tǒng)中比較重要的一部分，因此其設(shè)計(jì)需要考慮的因素較多。首先需要考慮的就是相應(yīng)建筑的功能，居民建筑、商業(yè)建筑等不同使用類型的高層建筑其變壓器的位置安排也有所不同。其次就是相應(yīng)建筑的用電負(fù)荷，其根本還是不同功能類型的建筑的用電量有所不同，其對(duì)于變壓器的數(shù)量容量和供電基礎(chǔ)設(shè)施的承載要求就會(huì)有不同。在選擇變壓器的容量時(shí)，首先就要將相應(yīng)建筑在供電系統(tǒng)滿負(fù)荷工作時(shí)的用電量計(jì)算出來，然后據(jù)此選擇。通常來說，當(dāng)變壓器的負(fù)荷率在百分之八十時(shí)，供電的半徑為兩百米。但是現(xiàn)實(shí)生活中也會(huì)出現(xiàn)供電需求超過此范圍或供電超過五百千瓦的情況，針對(duì)于此，如果有一定的實(shí)施基礎(chǔ)，就可以建一個(gè)配電室在負(fù)荷的中心，以簡(jiǎn)化配電線路，提高高層建筑低壓配電系統(tǒng)的可靠性。[3]

（四）配電設(shè)備

配電設(shè)備對(duì)于低壓配電系統(tǒng)的可靠性有著比較大的影響，因此，在選擇設(shè)備時(shí)就要重點(diǎn)關(guān)注其性能。這些設(shè)備不僅有比較高的自動(dòng)化程度，同時(shí)也有如錯(cuò)相保護(hù)、自動(dòng)分合閘等比較特殊的功能，對(duì)于低壓配電系統(tǒng)可靠性的提升有著很重要的作用。其中比較重要的就是變壓器的選擇，高層建筑最好選用箱型干式變壓器，因?yàn)槠洳牧暇哂泻芎玫碾y燃、阻燃性，同時(shí)該種變壓器也能夠很好地防潮、防污。

（五）備用電源

高層建筑的備用電源如果是單臺(tái)機(jī)組的組成形式，其額定的容量就應(yīng)當(dāng)在1500KVA及以下。同時(shí)其備用電源應(yīng)當(dāng)在供電系統(tǒng)斷開十秒之后，馬上正常運(yùn)轉(zhuǎn)供電系統(tǒng)恢復(fù)正常后，幾分鐘后才能停止備用電源的運(yùn)轉(zhuǎn)。另外當(dāng)發(fā)電機(jī)組的轉(zhuǎn)速達(dá)到一定程度時(shí)，其應(yīng)當(dāng)分批次，按照先大后小的原則投入負(fù)荷，以降低低壓母線的起動(dòng)壓降。

結(jié)束語：

低壓配電系統(tǒng)的可靠性能夠在很大程度上影響到高層建筑的安全性。因此，在建筑高層建筑時(shí)，就要重視對(duì)于其相應(yīng)的低壓配電系統(tǒng)的可靠性的建設(shè)。具體來說，可以從系統(tǒng)主接線、供電線路、變壓器、配電設(shè)備、備用電源等低壓配電系統(tǒng)的組成設(shè)備著手，提高高層建筑低壓配電系統(tǒng)的可靠性。

參考文獻(xiàn)：

[1]全國(guó)建筑電氣設(shè)計(jì)技術(shù)協(xié)作及情報(bào)交流網(wǎng)（第十屆）2017年年會(huì)暨建筑電氣現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)高峰論壇在煙臺(tái)舉辦[J].現(xiàn)代建筑電氣.2017，（09）：65.

[2]龔俊，丁偉.電氣設(shè)計(jì)在綠色建筑中的應(yīng)用與探討[J].江西化工.2017，（05）：146-147.

[3]熊磊.如何提高建筑電氣設(shè)計(jì)的可靠性和經(jīng)濟(jì)性[J].建材與裝飾.2017，（45）：77-78.

作者簡(jiǎn)介：陳建博，男，21歲，黑龍江工業(yè)學(xué)院 電氣與信息工程系15級(jí)電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)，在校學(xué)生。