低壓供配電系統(tǒng)在高層建筑電氣設(shè)計(jì)中的可靠性探討

丁磊 江凱文

摘要：高層建筑的出現(xiàn)及相關(guān)施工技術(shù)的成熟為我國(guó)城市化進(jìn)程帶來了一定的促進(jìn)作業(yè)。高層建筑意味著可以在有限的城市土地資源中創(chuàng)造更多的生存空間，這顯然能夠有效解決各大城市土地資源不足的現(xiàn)狀。隨著高層建筑的數(shù)量越來越多、規(guī)模越來越大，其建設(shè)質(zhì)量逐漸成為了社會(huì)各界廣泛關(guān)注的較低。電氣設(shè)計(jì)是高層建筑的基礎(chǔ)組成部分之一，加強(qiáng)對(duì)于低壓供配電系統(tǒng)的可靠性研究，對(duì)于提高高層建筑電氣設(shè)計(jì)實(shí)用性無疑有著一定的現(xiàn)實(shí)意義。

關(guān)鍵詞：低壓供配電系統(tǒng);高層建筑;電氣設(shè)計(jì);可靠性

中圖分類號(hào)：TU976

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

引言

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，為各行各業(yè)的發(fā)展都提供了相應(yīng)的契機(jī)，尤其是隨著各個(gè)城市在不斷地提升自身經(jīng)濟(jì)收益的時(shí)候，高層建筑行業(yè)更是雨后春筍一般快速的發(fā)展起來。建筑行業(yè)在中國(guó)已經(jīng)存在很多年，并且，經(jīng)過建筑行業(yè)的經(jīng)過數(shù)千年的發(fā)展已經(jīng)越來越先進(jìn)，并且建筑的形態(tài)也是形狀各異。所以，設(shè)計(jì)人員在對(duì)高層建筑進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候，必須將電氣系統(tǒng)在實(shí)際生活中運(yùn)行的安全性以及可靠性重視起來。

1影響低壓供配電系統(tǒng)可靠性的主要原因

1.1過載和短路

過載是指流經(jīng)電流超過線路所能承受的額定功率;短路則是電流流動(dòng)過程中超出局部或全部負(fù)荷產(chǎn)生的故障問題。兩者之間最大的區(qū)別為：過載中電流是逐漸增大的，隨著時(shí)間的推移逐漸對(duì)供電系統(tǒng)帶來影響，而短路故障中的電流是瞬間增大的，會(huì)在瞬時(shí)發(fā)生系統(tǒng)故障，嚴(yán)重時(shí)會(huì)直接燒損設(shè)備或線路。所以在低壓供配電系統(tǒng)設(shè)置中，需要針對(duì)這兩種情況設(shè)置合理的保護(hù)措施，有效控制電流流通。另外，在出現(xiàn)短路故障時(shí)，工作人員應(yīng)及時(shí)切斷電源，避免短路問題擴(kuò)大，威脅整個(gè)系統(tǒng)的安全運(yùn)行。

1.2接地影響

建筑電氣設(shè)計(jì)中，低壓供配電系統(tǒng)往往會(huì)面臨地形及管理等方面因素的影響，進(jìn)而出現(xiàn)混亂的局面。尤其是在接地設(shè)計(jì)中，由于設(shè)計(jì)人員重視度不足，未能完全按照規(guī)定要求開展作業(yè)，導(dǎo)致低壓供配電系統(tǒng)的接地保護(hù)存在諸多問題，阻礙系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

1.3漏電保護(hù)影響

漏電保護(hù)的主要作用是避免接地事故的發(fā)生，加強(qiáng)電流傳輸?shù)陌踩?、穩(wěn)定性。漏電保護(hù)可在低壓供配電系統(tǒng)出現(xiàn)問題時(shí)，及時(shí)予以斷電處理，降低危險(xiǎn)系數(shù)。但就當(dāng)前情況來看，在選擇或是應(yīng)用漏電保護(hù)器時(shí)，仍存在諸多問題，并致使漏電保護(hù)器不能將自身價(jià)值充分發(fā)揮出來。

1.4保護(hù)裝置影響

結(jié)合現(xiàn)今實(shí)際情況來看，保護(hù)裝置在設(shè)置過程中還存在諸多不足，無法在故障產(chǎn)生的第一時(shí)間對(duì)線路實(shí)行檢測(cè)和控制，進(jìn)而增加了危險(xiǎn)事故發(fā)生率，威脅了人們的生命財(cái)產(chǎn)安全。

2低壓供配電系統(tǒng)在高層建筑電氣設(shè)計(jì)中的可靠性分析

2.1供電線路

電力負(fù)荷的大小對(duì)于供電質(zhì)量的影響不容忽視，而供電線路的可靠性則是決定電力負(fù)荷的關(guān)鍵所在。在開展電氣設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)人員應(yīng)當(dāng)明確高層建筑所擁有的各項(xiàng)基本功能及各類電氣設(shè)備的運(yùn)行特征。同時(shí)，設(shè)計(jì)人員還需要預(yù)判施工階段可能出現(xiàn)的問題及技術(shù)難點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)對(duì)于布線環(huán)節(jié)的優(yōu)化設(shè)計(jì)，確保布線的合理性，并盡量減少客觀因素對(duì)供電線路所造成的負(fù)面影響。需要注意的是，供電線路的布置應(yīng)當(dāng)設(shè)置在干燥、獨(dú)立的環(huán)境當(dāng)中，要盡量遠(yuǎn)離存在腐蝕性特征的物質(zhì)。此外，高層建筑中的特殊電氣設(shè)備需要使用特定的供電線路，且不得與一般的供電線路進(jìn)行連接，如消防系統(tǒng)、電梯設(shè)備等。

2.2供配電設(shè)備

供配電設(shè)備是電力供應(yīng)、配給的直接參與者。為保證供配電設(shè)備的質(zhì)量及運(yùn)行可靠性，設(shè)計(jì)人員應(yīng)當(dāng)在經(jīng)濟(jì)允許的情況下，優(yōu)先選擇高性能、高質(zhì)量的供配電設(shè)備，或者為供配電設(shè)備提供諸多的輔助保護(hù)裝置。例如：智能化電壓器繼電保護(hù)裝置的使用可以實(shí)現(xiàn)對(duì)于電壓器的自動(dòng)化控制，其能夠根據(jù)不同時(shí)間段的供配電需求調(diào)整電壓器的運(yùn)行參數(shù)，從而起到提高電壓器穩(wěn)定性、延長(zhǎng)使用壽命的效果。此外，供配電設(shè)備的規(guī)格及參數(shù)選擇需要充分考慮到低壓供配電系統(tǒng)的實(shí)際使用需求，確保二者能夠有效吻合。

2.3接地設(shè)計(jì)

低壓供配電系統(tǒng)接地設(shè)計(jì)中主要是通過TN-C系統(tǒng)、TT系統(tǒng)及IT系統(tǒng)的合理應(yīng)用來加強(qiáng)接地保護(hù)效果的。其中的TT系統(tǒng)在應(yīng)用過程中，其各設(shè)備只需利用自身接地極即可實(shí)現(xiàn)接地，不需要與保護(hù)線連接，而是與保護(hù)線隔絕，及時(shí)將故障問題阻隔在外。IT系統(tǒng)在應(yīng)用中主要是通過直接接地方式，將低壓供配電設(shè)備的金屬外殼實(shí)施接地處理，以加強(qiáng)系統(tǒng)的安全性和可靠性。此外，采用電阻接地方式能夠強(qiáng)化接地保護(hù)效果，提高系統(tǒng)運(yùn)行效率。在利用電阻接地方式時(shí)，接地電阻值可控制在1000歐左右，并將低壓供配電系統(tǒng)設(shè)備的金屬外殼直接實(shí)行電阻接地設(shè)置，以此促進(jìn)低壓供配電系統(tǒng)的可靠運(yùn)行，減少問題的產(chǎn)生。在本項(xiàng)目中主要利用了TN-S系統(tǒng)，強(qiáng)弱電電纜采用共用接地方式，接地電阻值控制在1Ω以下。

2.4提高供配電系統(tǒng)主接線的可靠性

高層建筑的電氣設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，通常包含對(duì)電力負(fù)荷的計(jì)算，高低壓配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，電氣照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)等方面的內(nèi)容。高層建筑低壓配電系統(tǒng)的控制終端較多且設(shè)備分布情況比較分散，同時(shí)，低壓配電系統(tǒng)還會(huì)受到諧波干擾，導(dǎo)致故障問題的出現(xiàn)，所以，強(qiáng)化系統(tǒng)主接線的可靠性設(shè)計(jì)是十分必要的。在對(duì)高層低壓配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和改造中，可以利用系統(tǒng)集成的方式，這樣既可以降低工程建設(shè)成本，也利于系統(tǒng)后期維護(hù)工作的開展。高層建筑的低壓配電系統(tǒng)主要采用的是380V或220V的交流電，對(duì)于系統(tǒng)主接線可采用樹干式和放射式布局形式，從而減少外界干擾，達(dá)到提升系統(tǒng)穩(wěn)定性的目的。

2.5保障消防用電的可靠性

高層建筑的消防系統(tǒng)對(duì)于保障居住者生命財(cái)產(chǎn)安全發(fā)揮著巨大作用，所以，提升消防用電系統(tǒng)的可靠性具有重要意義。設(shè)計(jì)人員要選擇科學(xué)合理的配電方案，在高層建筑中，變壓器的數(shù)量通常為兩臺(tái)或兩臺(tái)以上，同時(shí)也會(huì)設(shè)置柴油發(fā)電機(jī)組。在電力供應(yīng)過程中，變壓器會(huì)始終保持消防用電的穩(wěn)定性，當(dāng)出現(xiàn)故障問題時(shí)，可以自動(dòng)對(duì)非消防用電負(fù)荷進(jìn)行切除，如果兩條線路均出現(xiàn)故障，可以啟動(dòng)備用電源。對(duì)于柴油發(fā)電機(jī)，要將其發(fā)動(dòng)時(shí)間控制在10秒鐘以內(nèi)，并保證其能承載消防系統(tǒng)的全部用負(fù)荷供電。

2.6做好負(fù)荷計(jì)算

如將10kV市政電源安裝到高低壓變配電室中，10kV配電系統(tǒng)通常會(huì)使單母線運(yùn)行，但若可以對(duì)兩臺(tái)容量相近的變壓器進(jìn)行科學(xué)的設(shè)計(jì)，不但能夠保證電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，而且對(duì)實(shí)現(xiàn)同時(shí)供電的目標(biāo)有著重要的意義。但是設(shè)計(jì)人員要注意同時(shí)供電的兩回及以上供配電線路中，當(dāng)有一回路中斷供電時(shí)，其余線路應(yīng)能滿足全部一級(jí)負(fù)荷及二級(jí)負(fù)荷。通過這樣對(duì)兩臺(tái)容量相近的變壓器進(jìn)行科學(xué)的設(shè)計(jì)，一旦其中一個(gè)線路出現(xiàn)問題的時(shí)候，另一個(gè)線路的電源能夠代替故障的線路，為電力系統(tǒng)的可靠運(yùn)行提供相應(yīng)的保證，這就有效的避免因?yàn)槠渲幸粋€(gè)電源出現(xiàn)損壞而對(duì)人們?nèi)粘Ｉ钤斐捎绊懀O(shè)計(jì)人員以這種方式進(jìn)行設(shè)計(jì)，就有效提升了高層建筑低壓供配電系統(tǒng)的可靠性。

結(jié)束語

綜上所述，設(shè)計(jì)人員在實(shí)際設(shè)計(jì)工作中重視提升低壓供配電系統(tǒng)在高層建筑電氣設(shè)計(jì)中的可靠性方面的內(nèi)容具有十分重要的意義，這不但關(guān)系可以有效提升高層建筑的施工安全、使用安全，而且對(duì)對(duì)保證人們的生命財(cái)產(chǎn)安全有著十分重要的意義。在高層建筑中，低壓供配電系統(tǒng)一直占據(jù)著十分重要的地位，保證其安全性以及可靠性是最基本的原則，而要實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，就需要設(shè)計(jì)人員從各個(gè)方面進(jìn)行質(zhì)量控制。

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