高層建筑電氣工程供配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

何嵩磊

摘要：社會(huì)的進(jìn)步，經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，逐漸涌現(xiàn)出各種現(xiàn)代電器，用電需求不斷增加，給供電系統(tǒng)帶來(lái)了巨大的壓力。假設(shè)配電系統(tǒng)存在安全隱患，則造成的損失難以預(yù)料。因此，供電系統(tǒng)的可靠性十分關(guān)鍵?；诟邔咏ㄖ旧韽?fù)雜的構(gòu)造，因此，電氣工程配電設(shè)計(jì)有著較高的要求。本文就對(duì)高層建筑電氣工程供配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行分析，以供參閱。

關(guān)鍵詞：高層建筑;電氣工程;供配電系統(tǒng);設(shè)計(jì)

1高層建筑電氣工程供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)基本要求

1.1確保安全性

在設(shè)計(jì)供配電系統(tǒng)前，首先要排除電氣設(shè)備和電氣管道線路的質(zhì)量故障問(wèn)題，確保能夠正常安全地使用，為供配電等電氣工程施工打下安全基礎(chǔ)。由于高層建筑物層數(shù)多，樓底到樓頂?shù)闹本€高度較大，所以電能傳輸需要經(jīng)過(guò)較長(zhǎng)距離，為了能夠降低電能在輸送過(guò)程中的損耗，應(yīng)該將供配電系統(tǒng)的核心裝置設(shè)備安裝在高層建筑物的中間層。

1.2增強(qiáng)節(jié)能性

電氣工程本身是一個(gè)能耗大的建設(shè)工程，尤其是供配電系統(tǒng)，它決定著整座高層建筑物的用電情況，況且高層建筑物內(nèi)部人員多，電器設(shè)備的用電量十分驚人，所以節(jié)能性對(duì)于供配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)至關(guān)重要。增強(qiáng)節(jié)能性設(shè)計(jì)，不僅可以節(jié)約高層建筑物的使用成本，還可以節(jié)約資源、保護(hù)環(huán)境，為可持續(xù)發(fā)展出一份力，承擔(dān)起社會(huì)責(zé)任。除了在供配電系統(tǒng)供電端需要作出節(jié)能設(shè)計(jì)之外，用電端也是節(jié)約電能的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。例如在建筑物的外觀裝飾燈管和內(nèi)部照明燈管都一體化、標(biāo)準(zhǔn)化采用最新的節(jié)能燈泡;在電子顯示屏、空調(diào)、打印機(jī)等電器選擇上盡量購(gòu)買(mǎi)低耗能的型號(hào)。

1.3保證合理性

實(shí)現(xiàn)節(jié)電的必要前提是合理的供配電系統(tǒng)，而供電方案的合理性取決于企業(yè)的用電量預(yù)測(cè)。當(dāng)然，對(duì)企業(yè)的建設(shè)而言，配電系統(tǒng)的合理性也是非常關(guān)鍵的。所以，在建筑布局設(shè)計(jì)過(guò)程中，企業(yè)必須將配電級(jí)數(shù)盡可能地減少，進(jìn)而設(shè)計(jì)出合理的配送方案。配電級(jí)數(shù)越多，上下級(jí)協(xié)調(diào)的復(fù)雜度就越高，而且還會(huì)大幅度增加元件數(shù)量，提高故障概率，增大配線電纜。但是供電質(zhì)量與電纜長(zhǎng)度直接影響配電方式，它們之間的關(guān)系密不可分，配電線路缺乏合理性的主要原因是未合理設(shè)計(jì)配電室的位置。因此，在內(nèi)部配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，必須注重配電室位置的有效優(yōu)化，否則節(jié)能作用可能無(wú)法發(fā)揮出來(lái)。

2高層建筑電氣工程供配電系統(tǒng)的具體設(shè)計(jì)

2.1高壓配電系統(tǒng)設(shè)置

由于高層建筑涉及到眾多的居住群體，使用的電力設(shè)備數(shù)量和類(lèi)型都較多，因此，為滿足需求通常高層建筑會(huì)采用兩路獨(dú)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(duì)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(shè)計(jì)，保障線路的良好運(yùn)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配電箱和弱電箱的設(shè)置

在住宅墻體兩側(cè)安裝配電箱或弱電箱時(shí)，應(yīng)對(duì)結(jié)構(gòu)房屋的結(jié)構(gòu)、隔聲、防火進(jìn)行專業(yè)復(fù)核。因?yàn)閮?nèi)配電箱和弱電箱的重疊板線路大，線路集中，線路交叉，情況復(fù)雜多樣。尤其是配電箱電線路管徑大于40毫米時(shí)，厚度為60到80毫米的現(xiàn)澆層，已經(jīng)對(duì)鋪設(shè)在鋼筋網(wǎng)片上的電氣管線不能進(jìn)行保證，而且樓板的結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量也是難以保障。在這種情況下，可以通過(guò)減少建筑表面，以及想辦法分流該處的管線和增加現(xiàn)澆層厚度對(duì)該問(wèn)題進(jìn)行解決。如若還是不行，就需要調(diào)整結(jié)構(gòu)局部方案，在室內(nèi)配電箱的區(qū)域，以及弱電箱的相對(duì)部分，利用陳舊的全現(xiàn)澆樓板，而室內(nèi)的其他部分仍然利用疊合樓板，對(duì)樓板結(jié)構(gòu)應(yīng)力安全進(jìn)行保障。

2.3電氣設(shè)備低壓斷路器的選擇

電氣設(shè)備的低壓斷路器的主要作用是作為照明、供電系統(tǒng)對(duì)主體電氣設(shè)備的控制和保護(hù)的載體裝置，可見(jiàn)低壓斷路器是整個(gè)供配電系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵。低壓斷路器相對(duì)老式閘刀和保險(xiǎn)絲等斷裂裝置安全保護(hù)性能更強(qiáng)。低壓斷路器有直流和變流電路，按照構(gòu)造分類(lèi)有封閉式和框架式兩種低壓電路。不同功能用途的高層建筑應(yīng)該采用不同的低壓斷路器，因?yàn)槊孔邔咏ㄖ陔娏κ褂们闆r方面都不盡相同，選擇合適的電氣設(shè)備低壓斷路器能夠使高層建筑的供配電系統(tǒng)運(yùn)行更加穩(wěn)定，對(duì)電氣工程的整體設(shè)計(jì)起到結(jié)構(gòu)優(yōu)化作用。

2.4變壓器的設(shè)計(jì)

為了保證變壓器的正常運(yùn)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(yùn)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(shí)應(yīng)該以低能耗材質(zhì)的高效變壓器為主，保證變壓器的負(fù)荷率在最佳狀態(tài)的70～85%左右。如果變壓器的容量和負(fù)荷率始終保持在平穩(wěn)狀態(tài)時(shí)，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(fù)荷，很容易導(dǎo)致電能質(zhì)量受到影響，所以可以設(shè)置專用的變壓器來(lái)應(yīng)對(duì)季節(jié)性的負(fù)荷變化，實(shí)現(xiàn)靈活投切，保障變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，避免由于輕載運(yùn)行而造成能源損耗。例如在夏季空調(diào)負(fù)荷比較大，所以可以使用單獨(dú)的變壓器作為空調(diào)變壓器，通過(guò)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(jì)效益。

2.5接地安全保護(hù)設(shè)計(jì)

高層建筑電氣設(shè)計(jì)應(yīng)綜合考慮多種因素，其中人身安全是首要的。這里所說(shuō)的人身安全，不僅是指建筑物內(nèi)工作、生活人員的人身安全，也是指電氣設(shè)計(jì)、安裝過(guò)程中工作人員的人身安全。由于高層建筑樓層相對(duì)較高，人員多，一旦發(fā)生危險(xiǎn)，疏散時(shí)間較長(zhǎng)。所以，考慮到這一點(diǎn)，通常的高層建筑在電氣設(shè)備設(shè)計(jì)時(shí)，都要確保具備相應(yīng)的能夠自動(dòng)中斷故障點(diǎn)的裝置設(shè)備，這就是我們經(jīng)常提到的接地保護(hù)裝置。作為高層建筑用電安全的重要保障，接地保護(hù)裝置顯得至關(guān)重要，它能夠在建筑出現(xiàn)危險(xiǎn)的情況下對(duì)故障點(diǎn)用電進(jìn)行及時(shí)中斷，在很大程度上保護(hù)了人們的生命、財(cái)產(chǎn)安全。所以在設(shè)計(jì)及安裝接地保護(hù)裝置時(shí)，需要對(duì)建筑的多方面因素如地形、電氣設(shè)備以及電路保護(hù)裝置等進(jìn)行綜合性考量，唯有這樣才能有效防止由于外部不利因素造成的電路運(yùn)行的危險(xiǎn)。

2.6減少線路損耗

高層建筑電氣工程設(shè)計(jì)復(fù)雜，電氣線路的鋪設(shè)也需要通過(guò)精心的設(shè)計(jì)，這樣才能保證線路安裝的科學(xué)合理性，不影響建筑物的美觀，最重要的是如何優(yōu)化線路的鋪設(shè)節(jié)約電力資源，降低電力在線路輸送過(guò)程中的損耗。即使電流在流動(dòng)時(shí)不可能完全避免損耗發(fā)生，但科學(xué)合理的線路設(shè)計(jì)可以最大限度降低能耗。電流從線路流過(guò)，然而不同材質(zhì)的線路對(duì)電流造成的損耗不同，所以電氣線路的設(shè)計(jì)工作首要就是選擇材質(zhì)優(yōu)良的線路，可以弱化線路當(dāng)中的電阻，防止電網(wǎng)做無(wú)功功率。

3結(jié)語(yǔ)

高層建筑當(dāng)中電氣設(shè)施繁多，電路復(fù)雜，施工難度和技術(shù)水平要求也很高，所以對(duì)供配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)優(yōu)化也必須要深入探究，因?yàn)楣┡潆娤到y(tǒng)影響著整個(gè)高層建筑的實(shí)際運(yùn)行狀況。一旦供配電系統(tǒng)因?yàn)樵O(shè)計(jì)不妥當(dāng)出現(xiàn)故障問(wèn)題，不但會(huì)增大電能負(fù)荷，增大電能損耗，而且會(huì)導(dǎo)致高層建筑電氣工程中止運(yùn)轉(zhuǎn)，使得建筑物內(nèi)的工作人員無(wú)法正常進(jìn)行作業(yè)，阻礙工作進(jìn)度，造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失，甚至發(fā)生嚴(yán)重威脅到人們?nèi)松戆踩碾姎馐鹿?。因此，高層建筑電氣工程的配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)，要求有效保障電氣的安全性，加強(qiáng)建筑用電安全設(shè)計(jì)，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(jìn)電氣設(shè)備的良好運(yùn)行。

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