高層公共建筑供配電設(shè)計研究

鄭 勇

（太原市建筑設(shè)計研究院，山西 太原 030002）

供配電系統(tǒng)設(shè)計工作是高層建筑電氣設(shè)計工作中的重要組成部分，其直接關(guān)系到高層建筑內(nèi)的電力供應(yīng)和電力分配，并且良好的供電質(zhì)量是維持電力設(shè)備穩(wěn)定運行的根本保障，保證建筑內(nèi)部電力系統(tǒng)的安全且高效的供電運行。由此可見，良好的高層建筑電氣設(shè)計方案，不僅能夠保證用電設(shè)備的安全可靠運行，還能夠?qū)崿F(xiàn)能源的節(jié)約利用，提高整體的供配電效率。

1 高層公共建筑供配電設(shè)計的基本特點

相較于普通建筑物而言，高層公共建筑對內(nèi)部設(shè)計提出了更高的標準要求。由于高層公共建筑內(nèi)的用戶數(shù)量不斷增加，為了滿足各個區(qū)域和人員的實際用電需求，建筑內(nèi)需要結(jié)合實際情況，設(shè)置多個供電回路，再加上供電設(shè)備具有明顯的復(fù)雜性特點，如何對供電系統(tǒng)進行配置和設(shè)計是高層公共建筑建設(shè)的重要內(nèi)容。

由于不同的樓層其房屋的建筑面積不同，且戶型結(jié)構(gòu)和戶型數(shù)量都不盡相同。因此，針對高層公共建筑進行供配電設(shè)計時，也體現(xiàn)出較為明顯的差異性。例如，針對復(fù)式樓的供配電設(shè)計工作而言，由于實際的用電量較大，多是選用三相的380伏和220伏的電源電壓進入。同時，由于建筑面積較大，實際戶數(shù)較多，且負荷點較為分散。這就使得其供配電設(shè)計要采用現(xiàn)場形式的兩級變壓電源，第一級主要是35kV變?yōu)?0kV（站變），第二級則是10kV變?yōu)?.4kV（戶外箱式變壓器或者干式變壓器）。而箱變主要是分部在負荷中心區(qū)域，不僅能夠減少實際的運行成本投入，還能夠提高用戶的實際用電質(zhì)量。從站變到箱變之間的實際連接主要是利用10kV電纜進行連接，并且各個箱變的容量，都是由各個進戶單棟樓房的組團計算總負荷來確定。

2 高層公共建筑供配電設(shè)計的根本原則

2.1 保證供電的可靠性原則

針對供配電系統(tǒng)而言，最為重要的設(shè)計原則是其供電的可靠性。如果供配電系統(tǒng)在實際的運行中經(jīng)常會出現(xiàn)停電現(xiàn)象，不僅會給人們的生活帶來不便，還會危及到人們的人身安全，為社會帶來嚴重的經(jīng)濟損失。因此，在供配電系統(tǒng)的設(shè)計過程中，設(shè)計人員要注重供配電的可靠性。由于高層公共建筑的實際用戶較多，供電負荷量較大，面對多樣化的電氣設(shè)備時，需要對其用電負荷進行詳細分析，選擇合適的供電電壓等級，并且為了提高系統(tǒng)的可靠性，在設(shè)計過程中需要選擇雙電源進行供電使用，這也使得不同電源的線路不同。而且，要根據(jù)工程中存在一級負荷中特別重要負荷，在滿足兩路雙重10kV電源進線的基本前提下，將柴油發(fā)電機組作為應(yīng)急的電源組，這樣可以使得電源電壓的可選擇范圍變?yōu)?0KV、20KV、35KV、110KV。

2.2 減少電能的實際性損耗

高層建筑的配電電壓與電網(wǎng)電壓之間是相同的。針對目前情況來看，我國大中型城市的中壓配電的標準電壓是10kV，而3kV的高壓標準電壓是不屬于任何配電電壓的范圍內(nèi)。目前，我國大部分的城市已經(jīng)開始安裝新標準中的要求，建設(shè)起20kv的配電網(wǎng)。由于其采用的電氣產(chǎn)品是具有無油化、不燃化、環(huán)保性等優(yōu)勢特點，不僅能夠減少配壓電線路的實際電能損耗，還積極的對國家提出的節(jié)能減排要求做出了響應(yīng)。

2.3 主接線要做到靈活可靠

中壓配電系統(tǒng)的接線方式主要是能夠適應(yīng)實際負荷的變化。所以，在高層公共建筑物內(nèi)部設(shè)備電氣主接線的設(shè)計工作中，不僅要注重經(jīng)濟性原則，還要注重主接線的靈活性和可靠性，保證供配電系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。而且，在實際的使用過程中，可以利用不同的變壓器設(shè)備進行動力供電和照明供電。如果其中某個出現(xiàn)問題，則另外的仍舊運行。

3 高層公共建筑供配電系統(tǒng)的設(shè)計研究

3.1 公共照明的配電

照明是人們工作生活中必不可少的組成。而針對高層公共建筑物進行照明設(shè)計，其基本要求是適用性、經(jīng)濟性、美觀性，并且在實際的設(shè)計工作中，要充分的考慮到節(jié)能效果和裝飾效果等，要求照明設(shè)計與區(qū)域環(huán)境之間的協(xié)調(diào)。同時，隨著資源能源的緊張，節(jié)能要求成為行業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵因素，如樓梯間和公共走廊多是采用聲光延時控制方式來設(shè)置照明節(jié)能燈。如果電力負荷和照明負荷的實際功率較大，則需要兩臺變壓器分別進行供電。如果公共照明負荷和室內(nèi)電力負荷都與同個變壓器進行連接，公共照明需要選擇專用的饋線電路作為供電電路。

而高層公共建筑中相關(guān)公共區(qū)域的照明主要劃分為兩類：一類高層公共建筑公共區(qū)域的走道照明屬于一級負荷，二類高層公共建筑公共區(qū)域走道照明屬于二級負荷，如果發(fā)生火災(zāi)事故或者斷電情況，對人群進行疏散也較為方便，只是這種情況會經(jīng)常出現(xiàn)停電現(xiàn)象，干擾到配電線路的正常供電。因此，針對高層公共建筑進行公共區(qū)域的消防應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng)設(shè)計，需要選擇消防專用電源供電且采用集中控制型系統(tǒng)。在正常供電的電源全部被中斷之后，需要自動的切換到蓄電池進行供電，并結(jié)合工程實際情況，對應(yīng)急照明的實踐進行合理化控制。

3.2 電梯的配電設(shè)計

電梯設(shè)計工作需要滿足相應(yīng)的設(shè)計標準要求。隨著科學(xué)技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展，電梯設(shè)備的相應(yīng)研發(fā)技術(shù)也得以創(chuàng)新完善，高速電梯設(shè)備中已經(jīng)基本配置了電梯能源反饋系統(tǒng)，充分利用了電梯設(shè)備的不同運行方式中發(fā)電狀態(tài)和用電狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)換，來實現(xiàn)電能節(jié)約的根本目的。電梯設(shè)備作為大樓中的重要出行設(shè)備，對供電的可靠性、供電線路的安全性等都提出了較高的要求。

3.3 電壓的選擇設(shè)計

在高層公共建筑的供配電設(shè)計工作中，需要嚴格按照相關(guān)設(shè)計規(guī)范要求進行。如果供電的電壓≥35kV，用戶的一級配電電壓可以采用10kV?？刂聘黝惙蔷€性用電設(shè)備中產(chǎn)生的諧波所引起的電網(wǎng)電壓正弦波形畸變率時，需要針對具有較大功率的靜止整流器，采用增加整流變壓器的二次側(cè)相數(shù)和整流器的整流脈沖數(shù)的方式，促使整流變壓器的二次側(cè)存在適當?shù)南嘟遣睢?/p>

3.4 電路的敷設(shè)形式

針對高層公共建筑中公共區(qū)域配電線路的敷設(shè)工作而言，其常用的敷設(shè)方式分為電纜井內(nèi)敷設(shè)方式、在穿管暗敷設(shè)等。但是，無論選擇哪種敷設(shè)方式，在實際操作中都要注意敷設(shè)線路的最短，避免其穿越管道。

3.5 電表箱裝設(shè)部位

高層公共建筑中電表箱主要是集中裝設(shè)在樓層電氣管井內(nèi)，再由各戶的電表直接分散到每戶的配電箱中。這種安裝方式便于抄表人員進行工作，有效的防止不良用戶盜竊國家能源。但同時，這種方式會導(dǎo)致敷設(shè)線路過長，不便于進行維修。因此，在實際的設(shè)計工作中，可以采用分樓層裝設(shè)的方式，主要是將電表箱安裝在某一層電氣管井內(nèi)，再利用較短的進戶線將用戶電能表連接安裝在電表箱中。

4 結(jié)語

綜上所述，隨著建筑工程施工設(shè)計項目復(fù)雜性的增加，針對設(shè)計工作人員的專業(yè)素質(zhì)和技術(shù)能力都提出了更高要求，不僅要了解建筑物的基本結(jié)構(gòu)，還要注重配電系統(tǒng)設(shè)計的合理性，保證建筑物內(nèi)供電可靠性。