探討高層建筑電氣設(shè)計低壓供配電系統(tǒng)的可靠性

劉 麗

（山東東瑞規(guī)劃建筑設(shè)計院有限公司，山東 菏澤 274000）

供配電系統(tǒng)能否達到安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟的特點，是當(dāng)前人們關(guān)注的重點，同時也是當(dāng)前建筑配電系統(tǒng)橫梁的重要指標(biāo)，但是從實際情況分析發(fā)現(xiàn)，由于建筑布局、電氣設(shè)備、人員素質(zhì)等方面所存在的多方面因素影響，導(dǎo)致配電系統(tǒng)難以達到運行標(biāo)準(zhǔn)。因此，應(yīng)對高層建筑工程供配電系統(tǒng)設(shè)計進行深入研究，掌握當(dāng)前的問題，總結(jié)解決方案，以保證供電質(zhì)量得以提升。

1 高層建筑低壓配電系統(tǒng)的構(gòu)成分析

高層建筑低壓配電系統(tǒng)使用到的設(shè)備種類極多，為達到設(shè)備之間的合理作用，并滿足樓層的配件需求，低壓配電系統(tǒng)的設(shè)計具有一定的難度，對相關(guān)設(shè)計人員也提出了較高的要求。低壓配電系統(tǒng)主要由低壓配電線路、配電變電所、配電變壓器、高壓配電線路等設(shè)備組成，每一種設(shè)備在系統(tǒng)中都發(fā)揮著不同的電力控制作用，并有明確的使用要求和使用規(guī)范，在進行高層建筑低壓配電系統(tǒng)設(shè)計時，要根據(jù)樓房的具體結(jié)構(gòu)和住戶需求，選擇最合適的配電設(shè)備。

2 高層建筑低壓供配電系統(tǒng)的設(shè)計原則

1）可靠性原則。再開展高層房屋電源數(shù)量的設(shè)立上，需要全面考慮當(dāng)?shù)氐碾娋W(wǎng)供電情況，并且還要兼顧使用電負(fù)荷的重要程度，如此也是保障電源可靠性的一個關(guān)鍵方面?？紤]到存在的電源由于停電的情況，要設(shè)立別的回路來確保有些重要負(fù)荷的供電。一般在進行設(shè)計過程中需要為有些高層崗位設(shè)立兩回路獨立的市電供給，能夠在設(shè)計之中使用存在巡檢功能的自啟應(yīng)急發(fā)電組以及UPS不間斷電源。

2）合理性原則。實現(xiàn)節(jié)電的必要前提是合理的供配電系統(tǒng)，而供電方案的合理性取決于企業(yè)的用電量預(yù)測。當(dāng)然，對企業(yè)的建設(shè)而言，配電系統(tǒng)的合理性也是非常關(guān)鍵的。所以，在建筑布局設(shè)計過程中，企業(yè)必須將配電級數(shù)盡可能地減少，進而設(shè)計出合理的配送方案。配電級數(shù)越多，上下級協(xié)調(diào)的復(fù)雜度就越高，而且還會大幅度增加元件數(shù)量，提高故障概率，增大配線電纜。但是，供電質(zhì)量與電纜長度直接影響配電方式，它們之間的關(guān)系密不可分，配電線路缺乏合理性的主要原因是未合理設(shè)計配電室的位置。因此，在內(nèi)部配電系統(tǒng)的設(shè)計中，必須注重配電室位置的有效優(yōu)化，否則節(jié)能作用可能無法發(fā)揮出來。

3）安全性原則。在設(shè)計低壓配電系統(tǒng)時需重視供電電源的設(shè)置，電氣行業(yè)根據(jù)樓層建筑的電力使用需求，對用電負(fù)荷行了明確規(guī)定，一類高層建筑中的重要設(shè)施用電被定義為一級負(fù)荷，特殊辦公場所及重要場所用電被定義為二級負(fù)荷，二類高層建筑的重要設(shè)施用電被定義為三級負(fù)荷，設(shè)計人員需要結(jié)合消防系統(tǒng)對高層建筑制定的用電要求以及施工樓層的具體用電情況，設(shè)置相應(yīng)的應(yīng)急電源，保證高層建筑居民的用電安全[1]。

4）斷路器的選擇與整定。選擇斷路器對整體高層房屋低電壓配電系統(tǒng)的安全運轉(zhuǎn)有著重大含義，所以為它可以使上下級有著很強的聯(lián)動性。設(shè)計時需要考慮整體設(shè)備的額定電壓、額定電流、額定功率和其所在回路的契合性。以此同時，對于低電壓配電系統(tǒng)線路的一般問題比如短路、過電壓、電源接地問題等，需要使用斷路器做好具體的保護方式。對于低電壓配電系統(tǒng)內(nèi)短路問題的多元化，剖析斷路器的極限分析預(yù)計運行分?jǐn)嗄芰Γ?jǐn)慎的挑選適當(dāng)?shù)臄嗦菲?，能夠確保在達到動穩(wěn)定、熱穩(wěn)定規(guī)定的前提下有效切斷斷路問題，達到電氣設(shè)備和整體低電壓配電系統(tǒng)的最吻合。

3 高層建筑低壓配電系統(tǒng)設(shè)計策略

1）電氣變壓器安全設(shè)計。為了大幅度增強高層建筑中低壓配電系統(tǒng)的使用安全性，首先，人們需要對電氣變壓器設(shè)計進行安全設(shè)計。變壓器的設(shè)計主要涉及了變壓器的安裝位置、選擇以及安裝數(shù)量等，需要對當(dāng)?shù)馗邔咏ㄖ闹饕δ?、?fù)荷以及容量等相關(guān)因素綜合進行設(shè)計分析，以當(dāng)?shù)馗骷壒╇娋值脑O(shè)計要求條件為依據(jù)來進行高層變壓器結(jié)構(gòu)設(shè)計。變壓器的容量應(yīng)該通過計算得到具體的容量值，計算得到的數(shù)值應(yīng)該與相關(guān)規(guī)定的數(shù)值相差無幾。另外，可以根據(jù)有關(guān)需要增設(shè)配電所。增設(shè)配電所的目的是簡化配電系統(tǒng)，增強配電系統(tǒng)的安全性，并且減少電氣能源的損耗[2]。

2）電力負(fù)荷系統(tǒng)設(shè)計。根據(jù)當(dāng)前的實際情況，將負(fù)荷等級分成三個等級，一級負(fù)荷是斷電之后會產(chǎn)生嚴(yán)重的經(jīng)濟損失、人員傷亡;二級符合就是造成經(jīng)濟比較大損失、建筑內(nèi)部運行秩序混亂;三級負(fù)荷則是其他兩種以外的情況。供配電設(shè)計階段，應(yīng)根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)來設(shè)置兩套獨立電源供應(yīng)系統(tǒng)，即使其中一套出現(xiàn)問題，另外一個系統(tǒng)可以立即啟用進行供電，如果兩個系統(tǒng)同時發(fā)生故障問題要進行檢修，就會導(dǎo)致系統(tǒng)無法正常工作，此時應(yīng)該設(shè)置應(yīng)急備用電源，結(jié)合實際的電網(wǎng)運行需要來確定合適的供電時間段。二級負(fù)荷的情況下，供配電系統(tǒng)的設(shè)計要考慮到多變性特點，配電系統(tǒng)設(shè)計方案要保證線路或者變壓器出現(xiàn)故障問題后，可以保證其供電可以順利進行，能夠快速恢復(fù)供電功能。三級負(fù)荷設(shè)計人員要保證所有設(shè)備能夠正常工作，給建筑提供穩(wěn)定的電力能源供應(yīng)。

3）重視高層建筑的接地保護系統(tǒng)。在高層建筑施工過程中以及居民日后用電過程中，很容易出現(xiàn)電氣設(shè)備使用或操作不恰當(dāng)?shù)那闆r，導(dǎo)致設(shè)備中電壓情況不一致，由此發(fā)生一系列電力安全事故并造成嚴(yán)重的影響。改善這一情況，高層建筑施工團隊必須要重視接地保護系統(tǒng)，這是防止因電氣設(shè)備操作不當(dāng)而產(chǎn)生安全隱患的關(guān)鍵舉措。在相關(guān)人員設(shè)計，高層建筑的接地保護系統(tǒng)是要根據(jù)建筑樓房的具體特征以及建筑物中用電設(shè)備的具體接線情況和使用情況，制定最合理有效的設(shè)計方案，在施工團隊落實方案時，還要考慮到各種電力設(shè)備的接地標(biāo)準(zhǔn)和具體要求，避免產(chǎn)生安全隱患[3]。

4）配電箱、弱電箱位置設(shè)計。對建筑戶內(nèi)配電箱、弱電箱方位進行合理確定。各家庭電源或信號的來源是裝配式室內(nèi)配電箱、弱電箱（如住宅、車間等），室內(nèi)配電箱、弱電箱集中了大量的電氣進出口管道，應(yīng)盡量避免安裝在墻面上，降低專業(yè)協(xié)調(diào)的難度和強度。在住宅墻體兩側(cè)安裝配電箱或弱電箱時，應(yīng)對結(jié)構(gòu)房屋的結(jié)構(gòu)、隔聲、防火進行專業(yè)復(fù)核。因為內(nèi)配電箱和弱電箱的重疊板線路大，線路集中，線路交叉，情況復(fù)雜多樣。尤其是配電箱電線路管徑大于40毫米時，厚度為60到80毫米的現(xiàn)澆層，已經(jīng)對鋪設(shè)在鋼筋網(wǎng)片上的電氣管線不能進行保證，而且樓板的結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量也是難以保障。在這種情況下，可以通過減少建筑表面，以及想辦法分流該處的管線和增加現(xiàn)澆層厚度對該問題進行解決。如若還是不行，就需要調(diào)整結(jié)構(gòu)局部方案，在室內(nèi)配電箱的區(qū)域，以及弱電箱的相對部分，利用陳舊的全現(xiàn)澆樓板，而室內(nèi)的其他部分仍然利用疊合樓板，對樓板結(jié)構(gòu)應(yīng)力安全進行保障。

4 結(jié)語

綜上所述，高層電氣設(shè)計中，低壓配電系統(tǒng)是確保房屋有序運轉(zhuǎn)的關(guān)鍵組成之一，它的安全性不能忽視。設(shè)計中需要明確設(shè)計規(guī)定，結(jié)合當(dāng)前低壓配電系統(tǒng)設(shè)計問題，對影響系統(tǒng)安全的原因進行分析，并采取有效的設(shè)計措施提高低壓配電系統(tǒng)的安全性、合理性。