信息化背景下高層建筑電氣中低壓配電設(shè)計概論

趙漫波

摘 要 我國社會經(jīng)濟的高速發(fā)展，整個社會對電能的需求也在急劇的增長。所以人們對高層建筑電氣的低壓配電系統(tǒng)越來越重視，在確保供配電的安全以及可靠的同時，還提出了更高的設(shè)計要求。在高層建筑中的電氣設(shè)計中，低壓配電系統(tǒng)承擔的主要功能是對電源的分配，在維護變壓器運行的同時，提高其運行效能。因此，在高層建筑電氣低壓配電系統(tǒng)設(shè)計中，除了要充分考慮到在正常負荷條件下所有用戶正常用電需求，還要考慮各種有可能發(fā)生的故障因素，從而為用戶提供持續(xù)性的電力保障。

關(guān)鍵詞 信息化背景;高層建筑電氣;低壓配電;設(shè)計

1高層建筑中常見的供配電系統(tǒng)

1.1 具有不間斷電源的供電系統(tǒng)

在高層建筑中為了確保消防用電能夠得到保障，一些民用高層建筑在具有發(fā)電機的基礎(chǔ)之上，在建筑中對具有重要意義的消防負荷上添加了不間斷電源。不間斷電源主要應(yīng)用于允許供電中斷時間僅為幾毫秒或者要連續(xù)供電的系統(tǒng)中。

1.2 具有應(yīng)急發(fā)電機的供電系統(tǒng)

在民用高層建筑中運用具有應(yīng)急發(fā)電機的供電系統(tǒng)，可以提高對建筑供電的可靠性。一般來說，當建筑中的供電系統(tǒng)出現(xiàn)中斷時，高層建筑中的應(yīng)急發(fā)電機會快速啟動，一般適用于允許供電中斷15～30s的供電系統(tǒng)中。但是，如果電路中斷是因為電網(wǎng)供電至切換箱中的配電線路中的任意一回路發(fā)生故障，外電源并沒有停止運作，備用電源并不會啟動，此時消防負荷還會處于斷電狀態(tài);如果發(fā)電機出現(xiàn)回路故障，雖然發(fā)電機啟動了送電，仍然無法確保出現(xiàn)故障的回路能夠?qū)崿F(xiàn)負荷用電[1]。

1.3 雙電源各自獨立系統(tǒng)

雙電源各自獨立系統(tǒng)在高層建筑物中應(yīng)用要求外部兩個電源之間都是相互獨立的，滿足高層建筑物在消防負荷上的需求，具有自動啟動裝置的正常獨立電源的專用線路，此系統(tǒng)主要應(yīng)用于中斷供電時間要遠大于電源的切換時間的供電系統(tǒng)。該系統(tǒng)通過關(guān)開關(guān)將非消防負荷和消防負荷進行分離，非消防及消防負荷通過各自母線實現(xiàn)分段供電。當發(fā)生火災(zāi)時，非消防電源將會被自動切斷，從而確保消防負荷供電上的可靠性。

1.4 落實供配電保護技術(shù)

供配電保護技術(shù)是電氣防火中的重點，也是高層民用建筑供配電系統(tǒng)中較為關(guān)注的內(nèi)容。結(jié)合電氣防火技術(shù)在高層民用建筑供配電系統(tǒng)中的應(yīng)用，列舉比較常用的保護技術(shù)，主要有：①接地保護技術(shù)。預防接地引起的火災(zāi)，高層民用建筑供配電系統(tǒng)中最常見的就是電氣接地故障，引發(fā)火災(zāi)的概率最高，安裝接地保護裝置，可消除潛在的電氣火災(zāi)隱患，全面保護電氣運行。②短路保護技術(shù)。該技術(shù)中強調(diào)了熱穩(wěn)定校核，主動降低供配電線路的溫度，還能規(guī)范載荷分布，避免出現(xiàn)負載，解決了短路火災(zāi)的問題。③漏電保護技術(shù)。用于防止供配電系統(tǒng)中的電氣漏電故障和電氣設(shè)備、線路漏電情況，高層民用建筑利用接地防護預防火災(zāi)[2]。

2高層建筑供配電系統(tǒng)設(shè)計措施

2.1 供電需求

高層建筑供配電系統(tǒng)設(shè)計應(yīng)從整體進行，至少需要兩路獨立式電電源，另外，還需應(yīng)急電源或備用電源的設(shè)置。首先，保證配電系統(tǒng)的安全性。民用高層建筑是人員較為密集的場所，因此配電系統(tǒng)的安全可靠與否對建筑內(nèi)人員與電氣設(shè)備安全狀況的好壞起到直接影響。其次，提高用電質(zhì)量。在高層建筑中，由于其樓層高，配電線路較長，導致供電過程中損耗較大，所以在配電系統(tǒng)的變壓器設(shè)置方面，需要以實際狀況需要為依據(jù)進行分層布置，以此提高供電質(zhì)量。最后，科學、合理化低壓配電設(shè)備設(shè)置。高層建筑通常而言擁有地下兩層，處于維護設(shè)備性能的考慮，應(yīng)當在地下一層設(shè)置配電室[3]。

2.2 電源

高層建筑往往具有較高的負荷等級要求，其中存在大量的一級和二級負荷。在對高層建筑供電時往往采用兩路獨立電源供電，即兩路電源取自不同的變電所或者同一變電所不同供電變壓器。以保證一條回路出現(xiàn)問題不至于影響另一條回路的正常運行。除此之外還應(yīng)設(shè)置一定容量的備用電源或應(yīng)急電源，如柴油發(fā)動機等，柴油發(fā)電機的容量應(yīng)根據(jù)重要負荷的容量的大小確定，其容量應(yīng)至少大于一級負荷容量。除了考慮重要負荷容量外還需要考慮單臺最大設(shè)備的啟動容量、供電半徑等因素[4]。

2.3 高壓供配電系統(tǒng)

高層建筑往往采用一主多分供配電系統(tǒng)。一主指的是總變電所接收外部市電其主接線形式應(yīng)采用單母分段接線，多分指的是多個分散的低壓配電室，這些配電室的電源分別引自主變電所。從電壓等級來看主變電所往往一次側(cè)是10～110kV高壓系統(tǒng)，經(jīng)變壓器變?yōu)榧彝コＳ秒?.4kV。而其他配電室的電壓等級僅為0.4kV。一主多分結(jié)構(gòu)往往能實現(xiàn)供配電系統(tǒng)的優(yōu)化和節(jié)省投資[5]。

2.4 配變電所

變配電所布局應(yīng)合理，其選址應(yīng)避開人群聚集地和易于積水的低洼地段。同時配電室還應(yīng)采用一定的防潮趨潮措施。配電變壓器的容量應(yīng)根據(jù)負荷大小合理選擇，其長期工作負載率一般不高于60%。主變所和分配電室應(yīng)能滿足巡檢要求。針對高層建筑主變所附近應(yīng)合理設(shè)置值班室，為方便監(jiān)控和巡檢其相隔不易太遠。高層建筑的低壓配電柜應(yīng)采用模塊式供電，同時留一些備用模塊。以便供電單元損壞時可以及時更換和補充[6]。

3結(jié)束語

隨著我國經(jīng)濟的逐漸增長，我國城市對電能的需求量也在不斷增加，人們對生活品質(zhì)的追求，因此也對高層建筑的配電系統(tǒng)越累越關(guān)注，在保證配電設(shè)備的可靠和安全性時，對高層建筑進行低壓配電的設(shè)計計劃。在對其的電氣設(shè)計，電源分配是設(shè)計低壓配電系統(tǒng)的主要功能，我們在對變壓器進行維護的同時也要提高其運行的高效率。我們在設(shè)計的時候除了要考慮用戶的用電需求，同時還要考慮會出現(xiàn)故障的可能性，以此來保障用戶持續(xù)性用電。

參考文獻

[1] 曹平.淺析當前民用高層建筑供配電系統(tǒng)電氣設(shè)計[J].科技與企業(yè)，2019（13）：218.

[2] 高桂根.高層建筑電氣工程供配電系統(tǒng)設(shè)計分析[J].價值工程，2019（36）：118-119.

[3] 王宏偉.高層建筑電氣設(shè)計中低壓配電系統(tǒng)安全性探討[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2012（16）：222.

[4] 楊云娜.建筑電氣低壓配電設(shè)計中各種接地系統(tǒng)的探討[J].電子技術(shù)與軟件工程，2015（6）：138-139.

[5] 劉秉清.低壓供配電系統(tǒng)在高層建筑電氣設(shè)計中的可靠性探討[J].江西建材，2015（8）：222.

[6] 陳朝煜.高層建筑電氣設(shè)計中低壓配電系統(tǒng)的安全性研究[J].山西建筑，2016（20）：113-114.