高層建筑電氣工程供配電系統(tǒng)設計研究與分析

彭穎杰

（珠海大橫琴口岸實業(yè)有限公司，廣東 珠海 519031）

高層建筑的電氣工程配電系統(tǒng)主要包括：暖通空調(diào)系統(tǒng)，消防系統(tǒng)，電梯系統(tǒng)，智能泊車系統(tǒng)，這些系統(tǒng)共同保障了現(xiàn)代高層建筑的良好使用性能，同時也為高層建筑安全使用提供了保障。而供電系統(tǒng)又是所有電氣工程設備能源良好運行的基礎。因此，供電系統(tǒng)的可靠性十分關鍵?；诟邔咏ㄖ旧韽碗s的構(gòu)造，因此，電氣工程配電設計有著較高的要求。

1 高層建筑電氣工程供配電系統(tǒng)設計的主要工作與原則

1.1 高層建筑電氣工程供配電系統(tǒng)設計的主要工作

1.1.1 高壓配電系統(tǒng)的設計

高層和超高層建筑由于本身電氣工程需求量高且集中度高，因此要求對電氣工程進行良好設計，以滿足整體運行的需求。由于高層建筑對電力資源使用設備較多，故使用電源均為兩路獨立10kV電源，兩路電源互為補充，有助于提高用電安全性和使用效果。由于高壓配電系統(tǒng)在高導建筑電氣工程中占據(jù)重要的地位，是滿足用電需求和安全性的關鍵。一般而言，高壓配電系統(tǒng)主要采用單母線實施分段，以便在線路使用過程中可達到自動切換。彼此之間還能作為對方的備用設備，在其中一條線路出現(xiàn)問題后，及時啟動，滿足用戶用電需求。因此，其是保障電力運行效果的關鍵。

1.1.2 低壓配電系統(tǒng)的設計

在整個高層建筑電氣項目中，低壓配電系統(tǒng)是非常關鍵的。它扮演著供電系統(tǒng)的角色，它的正常運行，才能確保建筑能夠?qū)崿F(xiàn)預期的使用效果。所以，針對這一系統(tǒng)，必須采取多種有效的防護措施，使構(gòu)成系統(tǒng)的各個部分能夠穩(wěn)定、可靠的運行，降低不必要的損失。尤其是接地保護，必須在施工設計時進行科學的安排和設計，才能實現(xiàn)更好的保護效果。

低壓配電系統(tǒng)內(nèi)的接地保護措施，能起到保護建筑供電系統(tǒng)中低壓部分電流電壓的作用，亦能規(guī)避低壓配電系統(tǒng)發(fā)生的眾多突發(fā)情況。由于低壓配電系統(tǒng)內(nèi)的電流電壓易于遭受外部環(huán)境的影響而出現(xiàn)突發(fā)事件，影響供電工作的安全性。在低壓配電系設計施工時，可針對其常見方式展開考察，主要有：低壓配電IT系統(tǒng)、TT系統(tǒng)、TN系統(tǒng)等。

一旦高層建筑出現(xiàn)了電力泄露的情形，便有可能對整個建筑中的人群帶來危險。故此，要求我們針對高層建筑配電系統(tǒng)設計時，尤其要關注漏電設施。漏電斷路器作為高層建筑配電系統(tǒng)用于防漏電的一項關鍵措施，能起到提高建筑整體使用效果，促進電氣系統(tǒng)高效運行的作用。

1.2 高層建筑電氣工程供配電系統(tǒng)設計主要原則

供配電系統(tǒng)是高層建筑機電工程良好開展的基礎，其承載了建筑電系系統(tǒng)的電能配用，且其可分為區(qū)域變電站、用戶變電站這兩部分。這其中，高層建筑的供配電系統(tǒng)主要服務于建筑使用者和內(nèi)部電氣設備，故要求保障供電系統(tǒng)的良好穩(wěn)定性，促進電力系統(tǒng)的整體安全。

通常而言，和高層建筑相關的供電系統(tǒng)多是采取單方向流動的模式，即由電源端至用戶端，以保障電源良好分配和迅速地降壓處理。以便用戶端可以直接使用。由于當前的高層建筑電壓在110kV以內(nèi)，因此，在設計過程中，結(jié)合建筑需求進行設計即可?；趯τ秒娏俊⑾到y(tǒng)負荷等基數(shù)的合理判斷，綜合各方需求及可能出現(xiàn)的問題，才將有效地滿足建筑的使用功能，促進高層建筑供認電系統(tǒng)達到良好的可擴展性。在針對高層建筑電氣工程供電系統(tǒng)進行設計時，要求遵循于安全、節(jié)能的設計要求。在設計過程中，將節(jié)能需求放在首位，以科學合理的方式進行設備判斷，規(guī)避能源浪費，增強系統(tǒng)成本控制。同時，還應盡可能采用節(jié)能性材料，降低對環(huán)境帶來的污染。

2 高層建筑電氣工程供配電系統(tǒng)的具體設計

2.1 高壓配電系統(tǒng)設置

由于高層建筑上對電氣工程有著極高的需求。故要求我們?nèi)嬖鰪娫O計方面的工作，以保障建筑的良好運行。由于高層建筑涉及到眾多的居住群體，使用的電力設備數(shù)量和類型都較多，因此，為滿足需求通常高層建筑會采用兩路獨立電源，以保障用電安全，滿足用電需求。高壓配電系統(tǒng)是高層建筑的重要環(huán)節(jié)，對于穩(wěn)定供電發(fā)揮著重要作用。因此，通常而言，要求高壓配電系統(tǒng)采取單母線分段式設計，保障線路的良好運行。由于母線采用的是分段數(shù)目方式，因此，其能和電源線回路之間良好匹配。

2.2 供配電系統(tǒng)配電箱的設置

為了保證電氣接線良好，配電箱必須要將開關設備保護電氣測量儀表及相關的輔助設備共同組裝到封閉或者是半封閉的金屬柜上，這樣才能夠形成低壓配電裝置，通過自動開關或者手動開關的方式能夠?qū)崿F(xiàn)電路的接通或斷開。當線路運行不正常或者出現(xiàn)故障時，則可以利用其他的線路進行切斷或報警，在各個發(fā)配變電所中，利用測量儀表的方式也能夠保證各種運行參數(shù)的良好，并能充分地調(diào)節(jié)部分電氣參數(shù)，即具備提示或警告的功能。在高層住宅建筑中，照明配電箱的回路必須滿足照明系統(tǒng)的需求，客廳臥室、廚房、衛(wèi)生間的插座，都必須要有單獨回路供電。在空調(diào)回路設置的過程中必須要設置成獨立式的空調(diào)回路，除了壁掛空調(diào)插座之外，其他的插座回路都應該安裝漏電保護裝置。

2.3 電氣設備低壓斷路器的選擇

在現(xiàn)代高層建筑中，由于照明系統(tǒng)、供電系統(tǒng)必須要以低壓斷路器對主體電器進行控制和保護，所以低壓斷路器的安全性和可靠性就尤為重要。與傳統(tǒng)的保險絲和閘刀相比較來看，低壓斷路器具有更全面的保功能，能夠?qū)Ξ斍白冸娝约皠恿φ彰飨到y(tǒng)提供最廣泛的保護功能根據(jù)電源的種類。

電氣設備低壓斷路器可以分為直流和交流等兩種電路，根據(jù)結(jié)構(gòu)類型又可以分為封閉式和框架式兩種低壓電路。當空氣開關中安有失壓保護裝置，一旦電壓降低到了額定電壓的 50~60%，就必須對不重要的用戶予以切除，否則就有可能導致電動機燒壞或者是電網(wǎng)電壓無法恢復，而這種失壓保護會馬上啟動，造成欠壓脫扣線圈在線電壓上并聯(lián)。等到電壓恢復正常供電時會吸住銜鐵，當電壓降至額定電壓的 50~60%時，吸力沒有彈簧的拉力大十銜鐵就會撞擊鎖扣，斷開觸頭，所以低壓斷路器最主要的目的就是對線路的保護，根據(jù)保護對象的不同還可以采取具有針對性的保護措施。例如在變電所所采用的低壓斷路器中，不僅可以具有低壓斷路器通用的保護裝置，而且還能夠具有遠程控制的功能，實插座線路上低壓斷路器的有效安裝。

2.4 變壓器的設計

為了保證變壓器的正常運行，提高變壓器安全性和可靠性，必須要充分地考慮變壓器的運行條件，將成本和能源消耗控制在最低，所以在智能建筑變壓器的選擇時應該以低能耗材質(zhì)的高效變壓器為主，保證變壓器的負荷率在最佳狀態(tài)的 70~85%左右。如果變壓器的容量和負荷率始終保持在平穩(wěn)狀態(tài)時，可以減少變壓器的數(shù)量，而增加變壓器的容量，這樣就能夠有效的節(jié)約能源，提高能源資源的利用效率。由于受到季節(jié)性負荷，很容易導致電能質(zhì)量受到影響，所以可以設置專用的變壓器來應對季節(jié)性的負荷變化，實現(xiàn)靈活投切，保障變壓器經(jīng)濟運行，避免由于輕載運行而造成能源損耗。例如在夏季空調(diào)負荷比較大，所以可以使用單獨的變壓器作為空調(diào)變壓器，通過這樣能夠充分發(fā)揮出空調(diào)的季節(jié)性特征，減少能源消耗，保證變壓器的經(jīng)濟效益。

2.5 減少線路損耗

在電力傳輸過程中，由于各種各樣的因素的存在，導致線路損耗無法避免，但是可以通過恰當?shù)脑O計來減少線損。當電流從線路中流通時，由于不同的線路材質(zhì)以及負荷會造成一定的功率損耗，所以必須要保證電網(wǎng)的功率因數(shù)得到全面提升，選擇更好的材質(zhì)，盡可能減少線路中的電阻，避免電網(wǎng)無功功率。

3 結(jié)語

高層建筑電氣設備繁多，施工環(huán)境十分復雜。若不能科學地設置供配電系統(tǒng)，將導致加大電能負荷，引發(fā)高層建筑工程供配電系統(tǒng)運轉(zhuǎn)受限，帶來經(jīng)濟損失，嚴重時甚至會發(fā)生安全事故。因此，高層建筑電氣工程的配電系統(tǒng)設計，要求有效保障電氣的安全性，加強建筑用電安全設計，探索低壓供配電系統(tǒng)可靠性并給出有效的解決方案，促進電氣設備的良好運行。