談高層建筑電氣中供配電設計

薛飛

摘 要：建筑供配電系統(tǒng)的可靠，直接關系到人身安全、任何事故都將造成難以估計的經(jīng)濟損失，因此，供配電系統(tǒng)的安全性在電氣設計時是成為重要的一環(huán)。電力負荷根據(jù)對供電可靠性的要求及中斷供電的損失和影響程度分為一級負荷、二級負荷、三級負荷。儀器也在不斷進步，其中高、精、尖儀器比例不斷增加，這類儀器對電能質(zhì)量要求較高，如何才能滿足不同電器的用電要求呢，供配電線路的設計相當重要。

關鍵詞：建筑電氣；配電系統(tǒng)；設計；應用

1 前言

在高層建筑電氣設計中，需要根據(jù)建筑物的特征，確定負荷等級，選擇供配電方式和配電系統(tǒng)，以保證用戶的用電可靠性及初建投資的合理性。并使變配電設備深入負荷中心，以滿足多功能要求；節(jié)省建筑使用面積，減少供配電設備的種類，便于施工、維修。這些都是高層建筑電氣設計中首先考慮的間題。對供電的可靠性，安全性及電能的質(zhì)量有較高的要求。

2 高層建筑對供配電系統(tǒng)設計的要求

高層建筑供配電系統(tǒng)的設計，是高層建筑電氣設計的重要組成部分，合理與否會影響整個建筑使用功能及安全。由于現(xiàn)代高層建筑通常是集辦公、娛樂、商業(yè)等功能于一身，具有多元化功能，同時與消防、空調(diào)、給排水等專業(yè)以及與現(xiàn)代化管理手段相配套的設備也相當多，因此在對高層建筑進行供配電系統(tǒng)設計師應根據(jù)其本身I生質(zhì)、規(guī)模，明確建筑相關電力負荷等級，并結合當?shù)氐墓╇娋W(wǎng)的實際隋況，才能確定高層建筑供電電源的電壓等級、電源回路數(shù)、專線電源還是公用電源以及是否設置自備電源等。對一個高層建筑的供配電系統(tǒng)的設計，除了考慮技術方面（主要為規(guī)范要求）的因素外，還必須考慮工程投資，運行管理諸方面的因素。

3 建筑電氣工程設計節(jié)能應遵循的原則

3.1 優(yōu)化供電設計，促進電能合理利用

在進行民用建筑工程電氣設計時，既不能以犧牲建筑功能，損害使用需求為代價，也不能盲目增加投資，為節(jié)能而節(jié)能，首先考慮的是適用性，也就是能夠為建筑電氣設備的運行提供必需的動力，建筑物內(nèi)創(chuàng)造良好的人工環(huán)境提供必要的能源；能夠滿足用電設備對于負荷容量、電能質(zhì)量與供電可靠性的要求能夠保證建筑電氣設備對于控制方式的要求，從而使電氣設備的使用功能得到充分的發(fā)揮。其次考慮的是安全性，電氣線路應有足夠的絕緣距離、絕緣強度、負荷能力、熱穩(wěn)定與動穩(wěn)定裕度，確保供電、配電與用電設備的安全運行；有可靠的防雷裝置，防雷擊技術措施；特殊功能要求的場合下還應有防靜電、防浪涌的技術措施，按建筑物的重要性與火災潛在的危險程度設置相應必要的技術措施。在滿足民用建筑電氣工程的適用性和安全性的基礎上，采用先進的節(jié)能技術，優(yōu)化供配電設計，促進電能合理利用。

3.2 提高設備運行效率

減少電能的直接或間接損耗，在滿足建筑物對使用功能的要求和確保安全的前提下，盡可能減少建設投資，最大限度的減少電能與各種能源的消耗。做到選用節(jié)能設備、均衡負荷、補償無功、減少線路損耗、降低運行與維護費用，提高能源的綜合利用率。

3.3 合理調(diào)整負荷

選取合理的設計系數(shù)，提高負荷率和設備利用率設計時盡可能合理調(diào)整負荷，選取合理的設計系數(shù)，在特殊用電的情況下選擇合理的節(jié)能措施，提高負荷率和設備利用率，達到節(jié)約電能的目的。

4 高層建筑供電系統(tǒng)設計

4.1 負荷等級的確定和各級負荷容量的計算

負荷等級的確定應按有關規(guī)范進行，一般隋況下，高層建筑負荷等級也可按以下確定：一級負荷包括疏散樓梯、消防電梯前室及地下室的應急照明、消防水泵、排煙風機、消防電梯等；二級負荷包括部分客梯電力、生活泵電力；三級負荷包括一、二級負荷以外的其他用電負荷。根據(jù)負荷用途的不同，將用電負荷劃分為商業(yè)用電和住宅用電，由于商業(yè)用電與住宅用電的計費標準不同，一般分別設置商業(yè)變配電房與住宅變配電房，商業(yè)用電包括商鋪用電、售樓部和會所用電、地下室照明、動力用電及其他商業(yè)用途的負荷，其供電由商業(yè)變配電房提供；住宅用電包括住宅相關的照明、動力等的用電，其供電由住宅變配電房提供。確定建筑總用電計算負荷的方法主要有負荷密度法、單位容量法和需用系數(shù)法，通常習慣使用負荷密度法和單位容量法對高層建筑用電負荷進行計算。

對于普通商鋪的負荷計算，經(jīng)常使用負荷密度法，即采用單位面積的用電負荷容量取整作為單間商鋪的預留負荷，并由此與其他商業(yè)負荷通過計算，得到總的商業(yè)用電負荷。商鋪負荷密度的取值會因為商鋪的經(jīng)營特及所處的地區(qū)而有所不同，江蘇地區(qū)普通商鋪一般按100W/m～150W/m計算，如商鋪的負荷可以確定，則應按實際負荷計算，各類設備負荷的需要系數(shù)及功率因數(shù)見技術手冊的相關章節(jié)對于住宅的負荷計算，一般使用單位容量法也稱單位指標法，即根據(jù)商住樓的住戶數(shù)來確定容量的計算方法。

住宅用電負荷需要系數(shù)與配電時所連接的基本戶數(shù)有關，住宅戶數(shù)越大，需要系數(shù)越小在高層建筑電氣設汁中，住宅用電負荷在總用電負荷中所占的比例一般較大，住宅計算負荷的大小直接關系到項目用電規(guī)劃及變壓器等設備的選型，因而需要系數(shù)的選取就顯得尤為重要。若進行負荷汁算時，沒有充分考慮用電負荷的特點，需要系數(shù)選取過大，造成變壓器容量選型過大，投資增加，資源浪費，經(jīng)濟性差；需要系數(shù)選取過小，又造成變壓器容量選型過小，用電高峰時，變壓器負載率過高，既降低了配電系統(tǒng)的安全性，又縮短了設備的使用壽命。

4.2 供電電源及電壓

供配電系統(tǒng)設計中，為保證供電系統(tǒng)的合理性，要求根據(jù)負荷等級采取相應的供電措施各級負荷的供電電源應滿足設計規(guī)范的相關規(guī)定。對高層建筑來說，一般沒有特別重要負荷，且一級負荷容量較小，因此采用兩路市政電源供電或一路市政電源加應急發(fā)電機組供電均可滿足要求，后者在工程應用巾較為常見。供電電源采用一路獨立的IOkV高壓電源，由市政區(qū)域變配電站引入至小區(qū)首層開關房.低壓配電電壓采用380 /220V。設置柴油發(fā)電機，以確保消防設備用電。當投資方對某些用電負荷有特殊的供電要求時，也可由柴油發(fā)電機組提供保障。

4.3 變配電所的布置

一般應根據(jù)負荷容量、負荷分布以及建筑物功能分區(qū)的實際晴況，與相關專業(yè)協(xié)調(diào)確定變配電所的位置以及數(shù)量。變壓器容量應根據(jù)計算容量選擇，變壓器的負荷率一般取70%一85%。低壓線路的供電半徑一般不宜超過200m，當供電容量超過500kW，供電距離超過200m時，宜考慮增設變配電所。由于首層空間的商業(yè)價值比較高，一般高層建筑的變配電所設于負一層，便于通過地下停車庫的車道運輸變配電設備。

5 結語

總之，在對高層建筑供配電系統(tǒng)進行設計時，其負荷容量計算是否準確，供電電源選擇及變配電所布置是否合理，供配電系統(tǒng)是否經(jīng)濟，運行是否能保持穩(wěn)定、安全等方面，將決定其最終成果的優(yōu)劣。

參考文獻：

[1] 陳秋瑜.多高層住宅建筑電氣接地設計的分析[J].黑龍江科技信息，2009（3）.