高層建筑電氣工程供配電系統(tǒng)設(shè)計研究

摘 要：近幾年來，我國對各地方農(nóng)村實行了城市化管理，農(nóng)村人口不斷向城市轉(zhuǎn)移。在這樣的背景下，建筑部門實行高層建筑的措施，以滿足民眾的住房需求。在確保施工成效的前提下，還要充分增強建筑的整體使用功能，是新時代高層建筑要體現(xiàn)的基本標準。供配電系統(tǒng)設(shè)計屬于高層建筑工程中的核心項目，其設(shè)計質(zhì)量會直接影響建筑功能的發(fā)揮，那么在本文中，將對此進行具體的分析，從而為實現(xiàn)高層建筑的安全使用提供參考。

關(guān)鍵詞：高層建筑；電氣設(shè)計；供配電系統(tǒng)；安全性

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.21.092

0 引言

高層建筑是城區(qū)基礎(chǔ)建設(shè)的核心部分，正確運用超高層建筑，可以改善在城市化管理中產(chǎn)生的土地資源不充足問題，從而為城區(qū)發(fā)展提供保障。供配電系統(tǒng)設(shè)計是建筑工程的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，需要在全面了解建筑構(gòu)架及其作用的前提下，來規(guī)劃供配電系統(tǒng)設(shè)計流程，以確保設(shè)計整體的標準性；更要注意在供配電系統(tǒng)設(shè)計過程中，將“安全施工”的理念充分落實，以增強超高層建筑的整體質(zhì)量。

1 高層建筑供配電系統(tǒng)設(shè)計的基本要求

1.1 安全性要求

在進行供配電系統(tǒng)設(shè)計過程中，需要在保證電氣設(shè)備本身質(zhì)量合格的前提下，保證建筑物的供配電系統(tǒng)運行的安全性。在明確高層建筑層數(shù)的前提下，供配電系統(tǒng)區(qū)需要設(shè)定在建筑的中間點，以減少電能輸送時的電能損耗，也可以在地下相關(guān)層加設(shè)發(fā)電機。為確保建筑物整體用電的的長期穩(wěn)定性，需要將輸出電壓設(shè)定在10kV ，再通過對降壓變壓器的運用，將配電系統(tǒng)控制為低壓。除此之外，在配電系統(tǒng)設(shè)置期間，需要結(jié)合建筑總層數(shù)來規(guī)劃線路總米數(shù)、線路與發(fā)電距離及其線路型號。

1.2 節(jié)能性要求

節(jié)能高效工作要求現(xiàn)階段已是各行業(yè)領(lǐng)域的基本工作要求，所以，高層建筑中的供配電系統(tǒng)也需要具備節(jié)能高效的標準?，F(xiàn)階段，建筑物內(nèi)形式上的降低電壓是能夠達到的，然而要實現(xiàn)真正的節(jié)能目的，需要運用先進高效的節(jié)能燈。在空調(diào)風(fēng)機、水泵等馬達的設(shè)計中，可采用我國主流的變頻控制設(shè)計，這種設(shè)計法的主要優(yōu)點是能夠根據(jù)系統(tǒng)實際需求調(diào)整馬達用電量，避免傳統(tǒng)馬達因長時間的連續(xù)工作而產(chǎn)生電量浪費的現(xiàn)象，最終實現(xiàn)節(jié)能。

2 高層建筑供配電系統(tǒng)設(shè)計要點

2.1 火警自動報警系統(tǒng)設(shè)計

根據(jù)高層建筑物構(gòu)架和功能，依照重要建筑的設(shè)計標準建立自動性的報警系統(tǒng)，可以開展危險安全播放，災(zāi)情數(shù)據(jù)整理等， 一旦有險情出現(xiàn)時，報警系統(tǒng)中的險情控制裝置會根據(jù)設(shè)定流程給出指令，指令的給出通常是參照報警信號的發(fā)送時間，同時自動開啟消防設(shè)施。在一般狀態(tài)下，在進行消防系統(tǒng)設(shè)置過程中，需要結(jié)合建筑物的構(gòu)架加設(shè)感溫探測器，在建筑內(nèi)的主要安全出入點、樓道、相關(guān)房間等，加設(shè)感煙探測器，同時在建筑物的各重要點設(shè)置供機械操作的報警設(shè)備。這種報警設(shè)備要設(shè)定在各樓層的相同位置，并有效設(shè)定發(fā)電室、消防風(fēng)機室等的距離。

2.2 供配電系統(tǒng)設(shè)計

第一，符合等級與供電電源。結(jié)合目前，我電業(yè)部門的相應(yīng)標準，消防用電裝置都要根據(jù)最大限度負荷進行電能輸送。超高層建筑需要實行總體上的供電系統(tǒng)設(shè)計，并且要設(shè)置兩路電源，也必須要設(shè)置緊急備用電源。也就是說在確保建筑內(nèi)有效電源不能低于兩個，各個電源需要服務(wù)于不同的線路，電源電壓等級要呈現(xiàn)為10kV 。為達到所有高層建筑消防系統(tǒng)用電需求，在電氣設(shè)計期間，需要在基本設(shè)計前提下，加設(shè)相應(yīng)的發(fā)動機以作備用電源，確保在緊急情況下可以及時開啟消防系統(tǒng)。

第二，變配電室設(shè)置。在通常情況下，高層建筑內(nèi)的水泵及其空調(diào)控制系統(tǒng)都要設(shè)定在地下樓層內(nèi)，為確保變壓器可以最大限度的定位于負荷的核心區(qū)域，需要將配電室設(shè)置在建筑的中間點，并且將發(fā)電機安置在配電室附近。整體高度為200米以上的超高層建筑，在一般情況下往往會在建筑內(nèi)的重要樓層安置相應(yīng)的電氣設(shè)施。在有配電室無法正常輸送電能的狀態(tài)下，需要在重要樓層加設(shè)備用配電室，能夠有效改善配電室供電的不穩(wěn)定問題，增強電力輸送質(zhì)量。

第三，高低壓配電線路的設(shè)置。一般情況下，10kV 用戶變電室簡化主結(jié)線方案主要采用SM6環(huán)網(wǎng)開關(guān)柜，這種設(shè)計適用于不設(shè)保護的電源開關(guān)柜，變壓器出線開關(guān)主要采用斷路器柜或熔斷器、復(fù)合開關(guān)柜等。針對單臺變壓器容量不小于1600kV 的情況，可選擇斷路器柜；在單臺變壓器容量不大于1250kV 時，可采用熔斷器合開關(guān)柜作為10kV 側(cè)環(huán)網(wǎng)開關(guān)柜，其中熔斷器可對變壓器起保護作用。采用雙路進行10kV 電源，其中主結(jié)線為單母線分段，每段10kV母線設(shè)置一變壓器，該變壓器容量一般不超過5000kV A；二段母線合計裝結(jié)的編容器容量不超過10000kV A。根據(jù)一般超高層建筑負荷計算結(jié)果來看，可選擇4-6臺SG10低損耗干式變壓器，另設(shè)置1-2 臺1000kW高速柴油發(fā)動力。

2.3 安全性

在進行供配電系統(tǒng)設(shè)計時，所要考慮的首要問題就是建筑使用的安全性，其次就是其中線路輸送電量能夠滿足用戶用電需求。這就需要在供配電系統(tǒng)設(shè)計時，根據(jù)多方面的因素，并且以超高層建筑的角度出發(fā)，將配電室設(shè)定在建筑的中間點，發(fā)電機也需要設(shè)置在配電室附近，以此來保障其中居民的用電安全。

3 結(jié)語

在高層建筑開展供配電系統(tǒng)設(shè)計屬于繁雜的工程。在實行市場化經(jīng)濟的現(xiàn)今時代，先進技術(shù)、創(chuàng)新思維也較多為靈活，對各個問題的觀點也較為豐富。這就需要結(jié)合多方面的原因，要探索出能夠達到各方面需求的解決方法會很難?？偠灾私夂吞嵘┡潆娤到y(tǒng)設(shè)計技術(shù)，還需要由專業(yè)人員付出大量的努力、累積豐富的經(jīng)驗，并且充分借鑒成功案例，同時相關(guān)人員要以長遠發(fā)展的角度進行具體的研究，從而為建筑物內(nèi)電氣設(shè)計的發(fā)展提供保障。

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作者簡介：賈浚辰（1989-），男，湖北黃岡人，本科，助理工程師，研究方向：電氣技術(shù)，主要從事電氣技術(shù)管理工作。