高层配电系统设计探讨

宋翠娥

【摘 要】近些年来，伴随着我国社会的不断进步，经济得到了飞速的发展，人们生活水平也得到了很大的提升，本着满足我国国民经济发展这一重要需要，当前我国电网的建设发展快速。但是，我国的电网在运行和建设过程中一直受到来自运行条件、环境气候、电磁环境以及土地资源等等多方面因素的不断制约，我国电网建设和运行需要面临的问题一直伴随着时间的不断推移而日益困难和复杂。因此，我们必须要将高层住宅配电设计水平进行提升。

【关键词】高层；配电；系统；设计

一、高层建筑對供配电系统的要求

1.1保证供电电源的高度可靠性：

高层建筑造价高，人员集中，供电的可靠性将直接关系到企业的运作和人员设备的安全。高层建筑发生火灾时，主要是利用建筑物自身的消防设施进行灭火和疏散人员、物资。而建筑物的消防设旖一般来说都离不开电。因此，如果没有可靠的电源，就不能及时地报警、灭火，不能有效地疏散人员、物资和控制火势的蔓延，势必造成严重的损失。因此，合理的确定电力负荷等级，保障高层建筑消防用电设备的供电可靠性是非常重要的。

1.2电源转换的时间性和方式：

为了对电网能够提供两个独立电源的高层建筑，按规定已经满足了一、二级负荷的要求，但是对于特别重要的高层建筑（如超高层建筑）其内部含有特别重要负荷，应考虑电源系统检修或故障时，另一电源系统又发生故障的严重情况，此时，一般应设柴油发电机组做应急电源。对电网只能提供一路电源的高层建筑，应设柴油发电机组提供第二电源。此时发电机组是作为备用电源使用，而不仅仅是应急用。为了保证发生火灾时各项求救工作的顺利进行，消防用电设施两个电源的切换方式，应急发电设备的启动方式都是消防供电系统应给予考虑的问题。其中两个电源转换的时间能否满足消防设施的要求很重要。

二、高层建筑供配电系统设计

2.1供电电压的选择和配置

供电电压为380/220V，一般接地采用TN-S系统，当某楼为独立建筑物，电源由其他建筑物引来时，接地采用TN-C-S系统。低压配电采用树干式和放射式混合配电，地下室负荷较大，从低压配电房采用放射式配电，从低压配电房到地上各层配电箱采用树干式配电，从层问配电箱至负荷采用放射式配电；大容量干线采用封闭式母线槽，小容量干线采用铜芯塑料电缆；垂直部分沿电缆井敷设，水平部分采用金属桥架或金属线槽敷设，支干线及支线采用阻燃或难燃塑料绝缘导线，放射式采用阻燃或难燃铜芯电缆。一般动力、照明由低压配电柜正常电源母线段供电，火灾应急照明、消防电梯、消防水泵、防排烟风机及消防中心等一级负荷采用双回路供电，并在线路末端配电箱处自动切换，一回路引自应急电源母线段，另一回路引自正常电源母线段，双回路电源切换柜为自投自复，设电气和机械联锁

2.2防雷与接地

现代高层建筑的防雷设计，采用避雷针和避雷带的做法简单可靠、经济合算。但必须保证各层楼面钢筋、金属管道与该层用作引下线的柱筋有可靠的连接，形成等电位层。现代高层建筑都是采用钢筋混凝土剪力墙，与楼板的连接是十分可靠的。关键是做好金属管线的接地。现代高层建筑的防雷接地、电气设备的保护接地和工作接地，都是合在一起的，组成混合接地系统。接地电阻按最小的要求而定，通常是在4欧以下。利用建筑物的钢筋混凝土基础作接地板。尽管基础钢筋等自然接地体已能满足接地电阻的要求，仍需要装设水平的人工接地体，将主要的建筑物基础连接成接地网，这对均衡电位，提高安全性都有好处。

2.3高低压供电系统结线型式及运行方式

对于高层建筑，其高低压供电系统结线型式及运行方式一般做如下设计：高压系统采用一路l0kV高压进线，结线型式采用单母线运行方式；变压器低压侧采用单母线分段结线型式，每台变压器对应接一段母线，母线段之间采用母联开关联络，正常情况下各段母线分列单独运行，母联开关打开，当其中一台变压器故障退出运行时，母联开关手动合上，由同组的另一台变压器保证部分重要负荷的供电，当故障的变压器恢复供电后，母联开关自动打开，恢复正常运行方式。母联开关与进线开关应具有电气联锁功能并加机械联锁，以防止电源倒送。变压器低压侧设置应急母线段，由正常电源与备用柴油发电机电源经双电源切换开关向该母线段供电，以保证应急情况下一级负荷的供电，双电源切换开关设有电气和机械联锁，防止发生向市电反供，消防负荷均采用双回路供电，在末端配电箱切换。

2.4高低压供电系统结线型式及运行方式

对于高层建筑，其高低压供电系统结线型式及运行方式一般做如下设计：高压系统采用一路l0kV高压进线，结线型式采用单母线运行方式；变压器低压侧采用单母线分段结线型式，每台变压器对应接一段母线，母线段之间采用母联开关联络，正常情况下各段母线分列单独运行，母联开关打开，当其中一台变压器故障退出运行时，母联开关手动合上，由同组的另一台变压器保证部分重要负荷的供电，当故障的变压器恢复供电后，母联开关自动打开，恢复正常运行方式。母联开关与进线开关应具有电气联锁功能并加机械联锁，以防止电源倒送。变压器低压侧设置应急母线段，由正常电源与备用柴油发电机电源经双电源切换开关向该母线段供电，以保证应急情况下一级负荷的供电，双电源切换开关设有电气和机械联锁，防止发生向市电反供，消防负荷均采用双回路供电，在末端配电箱切换。

2.5变配电所的设置

一般应根据负荷容量、负荷分布以及建筑物功能分区的实际情况，与相关专业协调确定变配电所的位置以及数量。变压器容量应根据计算容量选择，变压器的负荷率一般取70%～85%。低压线路的供电半径一般不宜超过200m，当供电容量超过500KW，供电距离超过200m时，宜考虑增设变配电所。只要条件许可，变配电所的位置应尽量靠近负荷中心，从而简化了配电系统，有利于增强系统的稳定性与安全性，同时也减少了线缆的使用量，降低因线路造成的电能损耗.由于首层空间的商业价值比较高，一般高层建筑的变配电所设于负一层，便于通过地下停车库的车道运输变配电设备。

结束语

综上所述，配电系统设计的好坏，直接影响到电气设备的成本。以上论述了较大系统方面的影响，在实际工作中还有很多细节设计值得我们去探讨。总之，一个好的电气设计是根据实际情况为将来发展留出裕量，又节省投资。