高層建筑的供配電方案的優(yōu)化設(shè)計分析

馬林

（遼陽市建筑設(shè)計研究院有限責任公司，遼寧 遼陽 111000）

高層建筑電氣設(shè)計屬于復雜工程，不管哪方面存在錯誤，建筑質(zhì)量都會隨之降低。而低壓配電系統(tǒng)又是這項工程不可忽視的內(nèi)容，地位非常重要，設(shè)計不合理，很容易引起一系列重大安全問題。此類工程往往總體用電負荷量偏多，所以低壓配電系統(tǒng)設(shè)計優(yōu)化問題必須引起更多關(guān)注與重視。

一、低壓配電系統(tǒng)的接地保護方式

采用科學、合理接地保護方式，不但能高效保護建筑供電系統(tǒng)低壓環(huán)節(jié)電流電壓，而且可預防建筑電氣電流、電壓的負面影響，使供電系統(tǒng)獲得更大程度保障，因此安全保護設(shè)計內(nèi)容不容小覷。對于高層建筑而言，大致包含三種方式，經(jīng)歸納整理詳細說明如下。

（一）低壓配電IT 系統(tǒng)

從建筑電氣IT 系統(tǒng)整體來看，電源端口帶電區(qū)不考慮接地，帶電環(huán)節(jié)應采用高電阻、電抗或阻抗進行接地保護。再者，面向用電設(shè)備外漏導電環(huán)節(jié)，同樣應當做好接地保護。整體而言，低壓配電所選擇IT 系統(tǒng)電力供應，不但要擁有良好供電穩(wěn)定性，而且要擁有足夠安全保障。IT 系統(tǒng)供電配置，即便是供電需求偏大且必須連續(xù)供電建筑，仍然存在實用價值。不僅如此，一些公司生產(chǎn)階段，同樣廣泛選擇這類供電裝置系統(tǒng)。

（二）低壓配電TT 系統(tǒng)

建筑電氣系統(tǒng)實施低壓配電供電設(shè)計時，應由電源中性點位置做好接地保護。不僅如此，關(guān)于電氣設(shè)備部分，外漏導電環(huán)節(jié)與電源中性點接地方面同樣應考慮接地保護。通過TT 系統(tǒng)支撐低壓配電運行，電力系統(tǒng)中性線N和PE 間沒有通電連接，一般建筑電氣運轉(zhuǎn)階段，PE 線路無須考慮通電設(shè)置。TT 系統(tǒng)下低壓配電系統(tǒng)適用領(lǐng)域，一般面向用電要求少，或電容量偏低，電氣設(shè)備過于分散農(nóng)村使用。具體供電應用階段，只有較少城市供電系統(tǒng)考慮TT 系統(tǒng)。

（三）低壓配電TN 系統(tǒng)

結(jié)合實際情況來看，一般用于中低壓配電系統(tǒng)供電，這種供電系統(tǒng)設(shè)計階段，必須把電氣設(shè)備外殼接入相同保護線，設(shè)定保護模式。再者，配電系統(tǒng)中性點間同樣應當相連。經(jīng)歸納整理可知，TN 系統(tǒng)供電大致包含TN-C、TN-S,TN-C-S 模式。不同模式選擇階段，必須按照低壓配電系統(tǒng)內(nèi)中性線、保護線合并關(guān)系完成。電網(wǎng)設(shè)計階段，如果線路銅導線截面面積處于相應水平，必須按照具體規(guī)范選擇切實可行接線方式，防止總體線路受到負面影響。實踐階段，這些模式均有自身獨特優(yōu)點，故而適用范圍存在差異。其中，TN-C 系統(tǒng)屬于三相四線系統(tǒng)，實現(xiàn)難度較低。TN-S 系統(tǒng)更適合一些信息處理與精密電子儀器、威脅較大易爆場合。TN-C-S 系統(tǒng)更適合曠工公司供電系統(tǒng)。

二、低壓配電系統(tǒng)的安全性分析

（一）供電線路安全性分析

供電線路設(shè)計階段，必須全面掌握建筑相關(guān)信息，譬如所選材質(zhì)、外界環(huán)境、電氣設(shè)備等，防止發(fā)生線路腐蝕等問題。民用高層建筑方面，消防用電設(shè)備必須擁有專門電氣線路，同時擁有自動切換裝置。電路設(shè)置過程中，選材與線路布置都要滿足國家規(guī)定，禁止隨意更改，地下車庫照明燈配電設(shè)備必須采用安全、穩(wěn)定方案，并設(shè)置專門配電間，如此一來，即便配電箱出現(xiàn)火災事故，其他區(qū)域配電箱也能正常使用。

（二）配電方案安全性分析

通常而言，高層建筑變壓器往往不止2 臺，還會配置1 臺柴油發(fā)電機組以滿足相應啟動條件，如果各條進電線路均斷電，那么10s 內(nèi)可以啟動運行，這種情況下，才可以發(fā)揮備用電源價值。另外，為避免消防用電受到影響，一旦發(fā)生火災事故，必須優(yōu)先得到保證，斷開其他非消防用電，故而電氣設(shè)計階段，必須全面討論配電方案是否安全，才能保障低壓配電系統(tǒng)安全運行，意義非常重大。

三、高層建筑中低壓配電系統(tǒng)設(shè)計普遍存在的問題

（一）過載及短路情況

建筑工程供電系統(tǒng)設(shè)計階段，安全性與穩(wěn)定性不容小覷，必須引起足夠重視。但實踐設(shè)計階段，往往會有過載、短路問題存在。不僅如此，斷路器與熔斷器沒有高效動作，還會導致供電線路與設(shè)備面臨嚴重安全隱患。

（二）接地質(zhì)量不達標

目前，國內(nèi)高層建筑電氣設(shè)計與施工作業(yè)階段，接地方面有著明顯混用情況，加之供電系統(tǒng)未采用切實可行接地措施或違背標準規(guī)范接地，導致電氣接地往往面臨重大安全威脅，一方面不能使主要電氣設(shè)備得到合理保護，另一方面會有更重大安全事故，乃至引起設(shè)備破壞與人身傷害事件，釀成難以挽回的損失，因此需要得到更多關(guān)注。

（三）保護裝置不到位

根據(jù)有關(guān)資料報道匯總可知，現(xiàn)階段高層建筑低壓供配電系統(tǒng)方面，大部分安全保護裝置均有著相應設(shè)置缺陷，系統(tǒng)漏電事件頻頻出現(xiàn)，沒有從根源處進行合理測控，造成觸點火災事故屢見不鮮，使人身及財產(chǎn)安全面臨極大威脅。在漏電保護問題，由于大量因素直接影響，高層建筑電氣接地難免產(chǎn)生故障問題，從而容易造成非常惡劣后果，譬如人員觸電、電氣火災等。為降低這類故障問題發(fā)生率，預防出現(xiàn)重大損失與惡劣后果，漏電保護器逐漸獲得人們青睞，應用越來越廣泛。然則實際情況中，由于選用不合理等情況存在，導致其功能常常無法體現(xiàn)出來，不僅如此，還可能失去應有的作用，進而導致配電安全隨之面臨威脅。

四、高層建筑電氣設(shè)計低壓供配電系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計

（一）提升主接線安全性

電力系統(tǒng)運行階段，主線發(fā)揮著至關(guān)重要的價值與意義。結(jié)合實際情況不難發(fā)現(xiàn)，主線設(shè)備非常復雜，而且廣泛分布于電力系統(tǒng)內(nèi)。由于現(xiàn)場非常復雜，難免會使系統(tǒng)設(shè)備操作流程復雜化。一旦電氣運行發(fā)生故障問題，整個系統(tǒng)都將受到嚴重影響。故而必須科學使用系統(tǒng)集成技術(shù)，促使投資運行總開支得到管控，既要符合安全性原則，又要達到經(jīng)濟性要求。

（二）加強接地保護

接地保護屬于一種基礎(chǔ)供電保護手段，可以讓用電安全獲得良好保證?？紤]到這種情況，建筑電氣設(shè)計過程中，必須按照具體特征與配電系統(tǒng)要求，完成接地保護器合理設(shè)置。對于多種接地保護，應當完成等電位連接，預防外界電壓給建筑電路造成不利影響。

（三）合理選擇漏電斷路器

隨著電力系統(tǒng)日益成熟，實際運行階段，因為電氣設(shè)備作用不斷增強，承載電力負荷逐漸增加。所以系統(tǒng)安全性與穩(wěn)定性有了更高標準。對于系統(tǒng)整體而言，漏電斷路器的存在有著必要性，通過合理設(shè)置能進一步預防火災事故，搭配接地保護情況下，將盡可能增強低壓配電系統(tǒng)安全性與穩(wěn)定性。再者，如何正確選用同樣意義重大，必須充分掌握其漏電電流規(guī)范標準，借此選定型號種類，才能給電力系統(tǒng)穩(wěn)定運行提供更大保障。

結(jié)語：從高層建筑電氣設(shè)計方面來看，合理選用接地保護系統(tǒng)意義非常重大，可進一步增強低壓配電系統(tǒng)安全性。具體設(shè)計過程中，必須充分關(guān)注電網(wǎng)線路施工作業(yè)、用電循環(huán)電氣設(shè)備選型問題。面向低壓配電系統(tǒng)完成設(shè)計，特別應當改進漏電保護器配置，科學設(shè)計接零和接地保護，不斷增強供電系統(tǒng)安全性。通過低壓配電系統(tǒng)穩(wěn)定運行與長期有效發(fā)展，為人身及財產(chǎn)安全提供更大保障，由此可見，本課題提出有著明顯必要性。隨著時間不斷推移，社會發(fā)展不斷加快，高層建筑越來越多，高度也會越來越高，而電氣設(shè)計作為整個建筑工程中不可忽視的環(huán)節(jié)與工作，占據(jù)十分重要的地位，無論出現(xiàn)哪方面問題，都將給建筑整體造成負面影響乃至嚴重后果，故而本課題必將引起更多關(guān)注與重視。然而受時間、個人能力等因素限制，本次研究并不完善，還有許多問題沒有得到妥善處理，必須引起重視。