高層建筑電氣工程供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析

張凱輝 邵佳鳳

摘 要：在現(xiàn)代高層建筑規(guī)模不斷擴(kuò)大的趨勢(shì)下，人們對(duì)于高層建筑供電設(shè)計(jì)的要求也越來越高。配電系統(tǒng)作為電力系統(tǒng)的基本組成部分，是現(xiàn)代建筑建設(shè)中的基礎(chǔ)設(shè)施。配電系統(tǒng)主要由用電設(shè)備、配電線路及配電裝置組成，其設(shè)計(jì)質(zhì)量的好壞將直接關(guān)系著高層建筑的供電質(zhì)量和功能使用。因此，加強(qiáng)有關(guān)高層建筑配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)的分析，對(duì)于改善配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)水平具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

關(guān)鍵詞：建筑工程；電氣供配電系統(tǒng)；節(jié)能設(shè)計(jì)

1 供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)概述

作為電力系統(tǒng)中十分重要的構(gòu)成部分，供配電系統(tǒng)主要由兩個(gè)部分構(gòu)成，分別是用戶變電站與區(qū)域變電站，主要涉及的是電力系統(tǒng)中對(duì)電能進(jìn)行發(fā)、輸、配、用中的配和用兩個(gè)環(huán)節(jié)。在運(yùn)行的要求以及特點(diǎn)上，都要與電力系統(tǒng)保持一致。因?yàn)楦邔咏ㄖ械墓┡潆娤到y(tǒng)，所要面對(duì)的直接就是使用者以及用電設(shè)備，所以其是否具有較好的安全性能就十分的關(guān)鍵。在電氣工程的供配電系統(tǒng)里，功率在流動(dòng)的方向上一般來說是單向的，也就是從電源端向用戶端流動(dòng)，主要的為了把電力系統(tǒng)里的電能利用一定的分配手段以及降壓，而轉(zhuǎn)換成用戶所使用的用電設(shè)備可以運(yùn)轉(zhuǎn)的電能。從當(dāng)前高層建筑的供配電系統(tǒng)來看，其電壓一般是在 110KV及之下。所以在設(shè)計(jì)其供配電系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)該根據(jù)其所具有的用電量多少、負(fù)荷的性質(zhì)、，還有周圍區(qū)域供電的狀況而制定出一個(gè)合理科學(xué)的設(shè)計(jì)方案。同時(shí)，還要保證所制定的設(shè)計(jì)方案不但能夠使當(dāng)前供配電系統(tǒng)的需求得以滿足，還能夠從更為長(zhǎng)久的方面考慮，讓其在未來具有發(fā)展的可能。

2 高層建筑電氣工程供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)滿足的要求

要確保高層建筑供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)的科學(xué)、合理、可行，就要使其能夠滿足一定的要求安全。首先，要確保其具有安全性，這是供配電系統(tǒng)最為首要的要求。在對(duì)供配電系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，必須嚴(yán)格的按照相關(guān)的要求和規(guī)范，力爭(zhēng)把設(shè)備以及人身發(fā)生的事故的幾率限制在最小。其次，要確保供配電系統(tǒng)具有可靠性。具有可靠性是高層建筑電氣工程供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)中應(yīng)該注意的重要要求，由于供電中斷就可以造成生活出現(xiàn)混亂的狀態(tài)，造成生產(chǎn)出現(xiàn)停滯，嚴(yán)重的還會(huì)造成設(shè)備以及人身安全受到威脅，導(dǎo)致出現(xiàn)非常嚴(yán)重的政治與經(jīng)濟(jì)損失，因此，在對(duì)供配電系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)，以及在其運(yùn)行的過程中都一定要確保其具有供電可靠性的特征。再次，要確保其電能的質(zhì)量具有良好的性能。電能質(zhì)量好與壞主要取決于頻率與電壓兩個(gè)指標(biāo)。我國(guó)在電氣工程供配電的額定電壓和額定頻率上都有相應(yīng)的規(guī)定，盡管允許出現(xiàn)頻率或是電壓偏差，但是這樣對(duì)設(shè)備的安全運(yùn)行和壽命都具有一定的影響，嚴(yán)重的還會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)品報(bào)廢或是減產(chǎn)。因此，要確保供配電系統(tǒng)不論在任何運(yùn)行方式下都可以提供很好的電能質(zhì)量，而滿足用戶的需求。第四，供配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)該具有方便和靈活的特征。在對(duì)供配電系統(tǒng)進(jìn)行接線時(shí)應(yīng)該盡量的做到簡(jiǎn)單，同時(shí)還可以使其可以滿足負(fù)荷的變化，可以迅速、快捷的從一種運(yùn)行狀態(tài)直接轉(zhuǎn)換至另一種運(yùn)行狀態(tài)，并在轉(zhuǎn)換的過程中不會(huì)輕易的出現(xiàn)錯(cuò)誤的操作，可以確保能夠正常、方便的進(jìn)行檢修與維護(hù)。第五，供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)要具有經(jīng)濟(jì)性，使其可以在技術(shù)要求得以滿足的條件下，在基建的投資上較少，同時(shí)運(yùn)行的年費(fèi)用較低。最后，設(shè)計(jì)的方案應(yīng)具有擴(kuò)建與發(fā)展的可能，這樣可以更好的適應(yīng)未來建設(shè)事業(yè)對(duì)電壓的等級(jí)、設(shè)備容量以及安裝場(chǎng)地要求，而具有發(fā)展的空間。

3 高層建筑電氣工程供配電系統(tǒng)導(dǎo)線的選擇

在高層建筑的電氣系統(tǒng)當(dāng)中，電力線路在其中具有十分重要的作用。其可以傳輸與分配電能，成為電能進(jìn)行分配與傳輸?shù)妮d體，具有的重要作用毋庸置疑。所以，能否正確的選擇導(dǎo)線對(duì)于整個(gè)建筑的電氣系統(tǒng)是否具有安全性來說具有直接的影響。所以，在對(duì)導(dǎo)線進(jìn)行選擇時(shí)，電氣設(shè)計(jì)人員應(yīng)該嚴(yán)格的遵守相應(yīng)的規(guī)范，以及導(dǎo)線選擇的原則，在確保安全的條件下最大程度的節(jié)省使用的導(dǎo)線。

4 電氣設(shè)備低壓斷路器的選擇

通常在民用建筑以及企業(yè)建筑當(dāng)中，處于對(duì)照明系統(tǒng)以及供電系統(tǒng)進(jìn)行保護(hù)的目的，都要應(yīng)用低壓斷路器，進(jìn)而對(duì)主體電器進(jìn)行控制和保護(hù)。和傳統(tǒng)的保險(xiǎn)絲以及閘刀相比，低壓斷路器具有更為健全的功能，它是當(dāng)前變電所以及動(dòng)力照明系統(tǒng)當(dāng)中應(yīng)用最為廣泛的保護(hù)裝置。通常狀況下，根據(jù)電源的種類能夠?qū)⑵浞殖芍绷骱徒涣鲀煞N低壓斷路器；依照其結(jié)構(gòu)能夠?qū)⑵浞殖煞忾]和框架式兩種低壓斷路器。另外，空氣開關(guān)中安有失壓保護(hù)，一旦電網(wǎng)電壓降到超過了額定電壓的50-60%，為了不會(huì)由于電壓過低而造成電動(dòng)機(jī)燒壞等問題的出現(xiàn)，或是為更好的使電網(wǎng)電壓恢復(fù)，不得不對(duì)不重要的用戶進(jìn)行切除時(shí)，這時(shí)失壓保護(hù)就會(huì)馬上啟動(dòng)，使欠壓脫扣器線圈在線電壓上并聯(lián)。而一旦電壓恢復(fù)正常狀態(tài)時(shí)，吸住銜鐵，電壓降至額定電壓的50-60%時(shí)，以內(nèi)吸力沒有彈簧拉力大，銜鐵撞擊就會(huì)鎖扣，讓觸頭斷開。從上面能夠看出，低壓斷路器其目的就是實(shí)現(xiàn)對(duì)線路的保護(hù)。然而結(jié)合保護(hù)對(duì)象的不同，還需要采取一些具有針對(duì)性的保護(hù)措施。例如，在變電所使用的低壓斷路器，不但應(yīng)該使其具有低壓斷路器通用的保護(hù)作用，還還有具有遠(yuǎn)程進(jìn)行控制的作用；同時(shí)安裝在插座線路上的低壓斷路器還應(yīng)該具有漏電保護(hù)的作用。

5 供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)中配電箱的設(shè)置

根據(jù)電氣接線的要求，配電箱應(yīng)該把開關(guān)設(shè)備、保護(hù)電器、測(cè)量?jī)x表以及輔助設(shè)備組裝到封閉或是半封閉的屏幅或是金屬柜上，進(jìn)而形成低壓配電裝置。在正常運(yùn)行的狀況下，能夠通過自動(dòng)開關(guān)或者是手動(dòng)開關(guān)將電路接通或是分?jǐn)?。而?dāng)出現(xiàn)不正常運(yùn)行，或者是發(fā)生故障時(shí)，則可利用其對(duì)電路進(jìn)行切斷，或是進(jìn)行報(bào)警。在各個(gè)發(fā)、配、變電所中，通過測(cè)量?jī)x表能夠使運(yùn)行中的各種參數(shù)得以顯示出來，還能夠調(diào)整某些電氣的參數(shù)，提示或是發(fā)出信號(hào)以警示其與正常的工作狀態(tài)相偏離。在高層住宅建筑的照明配電箱中，其回路的分配應(yīng)該符合三個(gè)方面的要求。首先，要確保照明系統(tǒng)、客廳、臥室以及廚房、衛(wèi)生間的插座都能夠單獨(dú)回路供電。其次，從空調(diào)回路上來看，要將其分成單獨(dú)的客廳柜式空調(diào)回路，以及另外每?jī)蓚€(gè)空調(diào)插座作為一個(gè)回路。第三，除了壁掛空調(diào)的插座意外，其他的插座回路都要安置漏電保護(hù)開關(guān)。

6 電氣系統(tǒng)中備用電源的設(shè)計(jì)

為了能夠確保供電的安全，大部分的一級(jí)供電負(fù)荷高層建筑通常都應(yīng)該安置兩個(gè)相對(duì)獨(dú)立的供電電源。這樣能夠確保在需要十分重要的用電負(fù)荷時(shí)，能能夠確保供電的安全和可靠性，這就要求在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該設(shè)計(jì)與上面的兩個(gè)電源相獨(dú)立的第三個(gè)電源作為備用電源進(jìn)行供電。不論是在國(guó)外，還是在國(guó)內(nèi)的高層建筑當(dāng)中，處于備用負(fù)荷以及應(yīng)急負(fù)荷的經(jīng)濟(jì)和容量，大部分選用的都是柴油發(fā)電機(jī)作為自備電源，以確保在特殊用電時(shí)可以更好的滿足用電的需求。

7 結(jié)束語(yǔ)

隨著城市現(xiàn)代化進(jìn)程的推進(jìn)速度越來越快，高層建筑在我國(guó)各城市特別是大城市得到迅速發(fā)展，在進(jìn)行高層建筑電氣設(shè)計(jì)工作的時(shí)候一定要非常認(rèn)真，對(duì)設(shè)計(jì)方案要進(jìn)行反復(fù)的推敲，其負(fù)荷容量計(jì)算是否準(zhǔn)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(jì)，運(yùn)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。這樣才能在功效方面能夠得到保證，同時(shí)也滿足了社會(huì)發(fā)展對(duì)高層建筑的各項(xiàng)需求。

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