王小紅
摘? 要:在高層建筑工程中,供配電系統(tǒng)是維持電氣設(shè)備穩(wěn)定的重要要素。設(shè)計人員必須對低壓供配電系統(tǒng)進行設(shè)計,確保安全,以便于為建設(shè)項目的用戶提供良好的用戶體驗。本文主要介紹了高層建筑低壓供配電系統(tǒng)的基本特征、重要性及其設(shè)計要求,并研究改善高層建筑的電氣及低壓供配電系統(tǒng)可靠性方案,為現(xiàn)代電氣設(shè)計提供了借鑒。
關(guān)鍵詞:高層建筑;電氣設(shè)計;低壓供配電;可靠性
1高層建筑低壓供配電系統(tǒng)的特點和重要性
1.1高層建筑電氣設(shè)計中低壓供配電系統(tǒng)的特點
高層建筑電氣設(shè)計中低壓供配電系統(tǒng)有著突出的優(yōu)點,但因為高層建筑的內(nèi)部構(gòu)造都比較復雜,所以低壓供配電系統(tǒng)的架設(shè)也就相對困難。同我國傳統(tǒng)建筑比較,現(xiàn)代高層住宅樓層高,面積大,因此電梯、中央空調(diào)等成了必備的用電裝置,這也就突出了建筑內(nèi)部供配電體系的必要性。對于高層建筑施工,也應(yīng)當重視對高層建筑設(shè)備的配置與維修。高層建筑構(gòu)造相對復雜,功能特點上存在著諸多特點,也使得低壓供配電系統(tǒng)設(shè)計復雜,電氣設(shè)備較多,能耗較大。因此高層建筑的低壓供配電系統(tǒng)設(shè)計應(yīng)該提高質(zhì)量,并優(yōu)化相關(guān)技術(shù)。
1.2高層建筑電氣設(shè)計中低壓供配電系統(tǒng)的重要性
在高層建筑中通常會安裝較多的電氣設(shè)備,而低壓供配電體系則能夠確保設(shè)備的平穩(wěn)運作,但是如果在系統(tǒng)設(shè)計上出現(xiàn)差錯,則對電氣設(shè)備的工作性產(chǎn)生影響,嚴重的會引起安全事故。由此可見,確保高層建筑低壓供配電系統(tǒng)的安全性,是實現(xiàn)經(jīng)濟效益的重要途徑。
2高層建筑低壓供配電系統(tǒng)的設(shè)計要求
2.1滿足基礎(chǔ)的安全性
供配電是高層建筑電氣設(shè)計的關(guān)鍵內(nèi)容,直接影響著高層建筑的利用狀況和質(zhì)量保證。近年來,城市化步伐加快,高層建筑結(jié)構(gòu)的多元化發(fā)展對低壓供配電系統(tǒng)的設(shè)計也提出了更高的要求。與一般常規(guī)房屋相比,大型高層建筑的空間更大,尤其是縱向比例更大,同時具有大量的電梯、中央空調(diào)等電器,而日常工作也要依靠供配電系統(tǒng)的電力輸出,所以,低壓供配電系統(tǒng)的可靠性、安全性、穩(wěn)定性才是最根本的設(shè)計準則。
2.2滿足供電的可靠性
近年來,建筑施工中火災事故層出不窮。因為施工單位的建筑防火安全措施不足,災發(fā)后往往無法實施有效的自動化撲救,幾乎全依賴消防員撲救。這個設(shè)計中最大的問題就是當在無人狀態(tài)下發(fā)生火災事故時,很難保證滅火措施能夠有效實施。同時,由于大火蔓延還會影響電氣設(shè)備的正常工作,或者打斷裝置的電力支撐,使裝置崩潰。例如:電梯供電一旦發(fā)生故障,會對人類的正常生活、建筑工作環(huán)境乃至經(jīng)濟發(fā)展,都產(chǎn)生一定的負面影響。[1]
3提升低壓供配電系統(tǒng)可靠性的措施
3.1優(yōu)化設(shè)計供電電源
假如向低壓交流供電室內(nèi)輸入10kV的電源,則供電系統(tǒng)將會采用單母線保護,同時設(shè)置二個容量相同的交流變壓器,有助于保持整個供電系統(tǒng)的穩(wěn)定性,并能夠做到同步供電。同時,假如一個線路發(fā)生問題,則另一個線路也將能夠同時向大負載裝置供電,增加整個供電系統(tǒng)的穩(wěn)定性,不干擾人類的正常工作活動。因為低壓供配電系統(tǒng)母線設(shè)計的非常復雜,所以需要在大型高層建筑件施工之前,需要準備好所有線路。另外,在高層建筑的建造過程中,后期的線纜安排難度很大,同時由于線纜的重量也對安裝檢查工作提出了更高的技術(shù)要求,因此需要很多人員協(xié)同進行工作,并通過更科學的技術(shù)措施優(yōu)化完善線路,減少施工成本。
3.2提高供電線路的安全性
高層建筑低壓供配電設(shè)備的電纜敷設(shè)要根據(jù)高層建筑的結(jié)構(gòu)要求進行,避免電纜敷設(shè)不合理的情況。在敷設(shè)電纜的過程中,必須保持與熱源保持一定間距,為提高電纜的穩(wěn)定性,必須對電纜做好防腐、防震、防火等安全措施,在后續(xù)工程中避免電路故障。在電路配線時必須始終保持消防電路的獨立性,還必須串聯(lián)專用的滅火電源,以有效保證各種消防器材在突發(fā)火災事故中都能順利運行。此外,在線路頂層的開關(guān)柜上還應(yīng)當設(shè)有自動切換裝置。
3.3保障消防用電的可靠性
為加強高層建筑消防供電的安全性,要建立較好的供配電系統(tǒng),因此高層建筑通常有二個以上的電力變壓器,另外還會配備柴油發(fā)電機。供配電系統(tǒng)由能夠自行切斷消防供電負荷,確保電源符合供電的最大負荷條件。在兩條線路停電的情況下,可以啟動應(yīng)急電源,也可以啟動柴油發(fā)電機組,既要保持供配電系統(tǒng)的可靠性,也要確保變電站的安全性。一旦電網(wǎng)恢復供電,在30-60秒鐘內(nèi)就可以發(fā)電,但延遲數(shù)分鐘后,柴油發(fā)電機組立即停止工作。在低壓供配電體系的設(shè)計流程中,低壓母線、變壓器裝置以及柴油發(fā)電機都需要經(jīng)過單獨設(shè)計,但如果使用柴油發(fā)電機則無法達到整個系統(tǒng)負載功率的需要,很可能會造成停電和短路問題。在設(shè)計流程中,柴油發(fā)電機也不能有專門的母線設(shè)計,以最大限度地利用柴油發(fā)電機的功能。
3.4提高供配電設(shè)備的可靠性
技術(shù)人員所使用的供配電裝置也必須具備新的技術(shù)特點,如利用設(shè)備的高可靠性來提升低壓供配電裝置的高可靠性等。但是,工程技術(shù)人員在對電力變壓器設(shè)備和繼電保護系統(tǒng)裝置的使用設(shè)計中,往往因為裝置自動化水平比較高,也就因此設(shè)備存在著較大的自動化水平,而且還一定要實現(xiàn)錯相保護和自動分合閘的功能,這樣才能夠保證中低壓供電的穩(wěn)定性。而對于中低壓供配電系統(tǒng)的電力變壓器設(shè)備而言,則通常選擇干式變壓器設(shè)備,因為這種變壓器設(shè)備的絕緣材料阻燃、不易燃,變壓器具有良好的抗污染和防潮性能,而且也適用于惡劣環(huán)境,起到防災、防火的作用。
3.5提高供配電系統(tǒng)主接線的可靠性
高層建筑的電氣設(shè)計一般涉及電力負荷計算、高低壓供配電系統(tǒng)設(shè)計、電力照明控制系統(tǒng)設(shè)計等。在高層低壓供配電系統(tǒng)中,控制終端數(shù)量比較多,控制系統(tǒng)布局比較散亂,系統(tǒng)很易受到高壓諧波傳動的影響,進而造成很多故障問題。因此,在設(shè)計時,要采取直接與系統(tǒng)集成的方法,既可以降低建筑成本,也能夠便于系統(tǒng)的后期維修。低壓供配電系統(tǒng)通常使用380V或220V的交流電,而對系統(tǒng)的主配電網(wǎng)線路,則采取了干線型和放射狀的方法加以設(shè)計,以降低對外部環(huán)境的危害,從而達到改善系統(tǒng)穩(wěn)定性的目的[2]。
3.6增強接地保護裝置
優(yōu)化大型高層建筑連接線的設(shè)置,是提高建筑物的供配電系統(tǒng)穩(wěn)定性的關(guān)鍵舉措。一旦建筑物內(nèi)部的供電設(shè)備出現(xiàn)了故障,接地安全保護器就能夠自動切斷對其電源,從而有效降低用戶的觸電。在使用接地安全保護器時,相關(guān)設(shè)計單位和人員必須根據(jù)具體情況和所設(shè)計的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)、電路環(huán)境參數(shù),并與具體的設(shè)備有機地結(jié)合。而對于在高低壓供配電工程設(shè)計中的施工技術(shù)人員,也必須著重考慮對整流變壓器系統(tǒng)的保護,防護方式一般有:直接接地的部分、設(shè)備的外露部分,以及易漏電導電的部分。在整流變壓器系列的中低壓配電中,著重考慮整個電路中的中性線N和PE線間,是不是存在著相互作用問題。并要保證PE線在斷開后,不妨礙整個系統(tǒng)的正常工作,并以此實現(xiàn)對接地保護裝置的保證效果。
結(jié)語:綜上所述,在高層建筑施工中,低壓供配電系統(tǒng)是確保施工順利進行的重要系統(tǒng)。同時,由于其可靠性又直接影響到用戶的安全。所以,工程技術(shù)人員要不斷完善低壓供配電系統(tǒng)建設(shè),以保證其符合國家高層建筑的有關(guān)技術(shù)標準,從而提高其在實際應(yīng)用過程中的可靠性,并以此促進中國建筑工程電氣設(shè)計中低壓供配電系統(tǒng)的平穩(wěn)進展。
參考文獻
[1]建筑電氣設(shè)計中低壓供配電系統(tǒng)可靠性研究[J].譚向春.建材與裝飾.2019(27)
[2]建筑電氣設(shè)計中低壓供配電系統(tǒng)的可靠性研究[J].祖國衛(wèi).機電信息.2019(17)