现代高层建筑电力负荷分析与配电方案选择体会

戴剑雄

摘 要：随着社会的不断发展，建筑电力系统的建设工作也有了很大的变化，现代高层建筑对于电力负荷设计以及配电方案提出了更高的要求，不仅要保证供配电系统运行的稳定和安全，还要减少资源的消耗。随着电力负荷特点的变化，电力负荷的计算方式也需要相应做出改变，选择科学合理的配电方案。用电设备的增加，高层建筑中的电力负荷不断增加，只有确定好电力负荷的数值大小，才能选择最终的配电方案。文中会简单介绍高层建筑中常见的配电系统；分析电力负荷的特点以及计算，具体说明配电方案选择的体会。

关键词：现代高层建筑 电力负荷 配电方案 特点

中图分类号：TU97 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）11（c）-0085-01

1 高层建筑中常见的配电系统

1.1 双电源独立系统

双电源独立系统在现代高层建筑中有很广泛的应用，为了满足建筑的消防安全需要，建筑外部的配电系统应该相互独立，与正常专用电路有一定的差异，能够很好解决中断供电以及电源切换之间的矛盾。该配电系统将消防开关和非消防开关独立，主要目的就是提高建筑整体的消防能力，避免建筑出现安全事故时无法满足正常的供电，一旦建筑内部发生大面积的火灾，系统会自动切断非消防开关，实现消防负荷的供电，维护建筑的安全和稳定。

1.2 应急机组配电系统

由于高层建筑自身的特性，很容易引发电力安全事故，因此需要建立相应的应急系统，减少外界环境对建筑内部的破坏。当建筑供电中断时间超过10 h，系统会自动开启应急设备，目前这种设备的使用效果还不是特别理想，需要在实践活动中不断改进和完善。电网进行供电切换时可能会造成配电线路的短路，当系统的电源未被切断，应急设备将无法自行启动，消防负荷也继续处于断电状态。当配电回路出现故障，发电机会处于发电状态，但是故障回路中还是不能满足实际电力负荷的需要。

1.3 不间电配电系统

为了充分发挥消防用电的作用，现代高层建筑在建立发电系统的基础上还要增加不间电装置，不间电装置可以实现不间断的供电，其中的应急电源装置能够在断电情况下提供照明供电。

2 现代高层建筑电力负荷的分析

2.1 现代高层建筑电力负荷的特点

2.1.1 安全可靠性

我国将10层以上的住宅称为高层建筑，由不同大小的空间组成，综合性较强，一旦建筑的总高度超过了25 m就需要重视配电系统的使用情况。现代高层建筑具有楼层高、建筑面积大、设施复杂等特点，很容易引发大范围的火灾，造成巨大的人员伤亡和经济损失。要想真正实现建筑电力负荷的安全稳定，应该采用双电源独立系统，将消防负荷和非消防负荷独立开来，当建筑出现火灾可以进行消防负荷供电。

2.1.2 多性质的电力负荷比例

现代高层建筑的电力负荷主要由照明、电源以及动力三部分组成，三种不同电力负荷之间的性质有很大的差异，占据了建筑电力负荷的三分之一。

2.2 现代高层建筑电力负荷的计算

2.2.1 需要系数法计算

需要系数法在电力负荷计算中有很广泛的应用，计算原理较为简单，不会涉及到很多的数值，将K设置为用电设备负荷与用电设备额定容量之间的比例，K1为电力的负荷系数，当用电设备的电力负荷没有超过限定，用电设备功率与额定容量之间的比例，A为配电线路的供电效率，B为电力设备的运行功率，直接将这些数值带入到公式中计算即可。这种计算方式使用比较方便，计算效率高，但是计算过程中并没有考虑到用电设备之间的性能差异，弊端开始显现，不能满足高层建筑电力负荷计算的实际需要，计算的电力负荷数值较大。

2.2.2 模糊性计算方法

高层建筑电力负荷计算会受到变压器电能消耗、无功补偿、变压器容量以及工程造价比例的影响，采用模糊性数学算法可以大大提高计算结果的准确性，综合考虑了多方面的因素。模糊性计算中会对不同变压器的容量以及台数进行技术性和经济性的比较分析，但是计算过程中还是会受到客观因素的制约，影响到最终的计算结果。计算过程中一定要结合电力负荷的特点，意识到计算中的模糊性，不会刻意追求准确性，更加客观地反映电力负荷与外界环境两者之间的关系，不断完善配电方案。

3 现代高层建筑配电方案选择的几点体会

3.1 重视变压器的经济性和技术性

随着市场经济和科学技术的不断发展，不仅变压器的种类迅速增多，设备的性能也出现了较大的差异。变压器在配电系统中发挥十分关键的作用，甚至直接决定了电力系统的安全和稳定，因此现代高层建筑中一定要重视变压器的质量和性能。电力负荷计算的主要目的是为设备的选择提供重要依据，配电方案的选择需要重视经济和技术两方面的比较和分析。变压器的容量、台数等都要进行经济技术的比较，不同设备具有不同的经济价值和技术价值，电力设备的模糊性条件更是增加了比较的难度。高层建筑配电方案中一般会采用阿勇层次分析法，从配电系统的不同角度出发，比较不同层次中相同的要素，并排列层次要素的重要性，实行重点控制和管理。这种分析方法能够区分不同要素的特征，利用分析的结果确定最终的排序，实现了定量与定性的结合。

3.2 采用不同的计算实例

为了更好地说明高层建筑中配电系统的使用情况，应该选择多种实例来进行计算，制定不同的方案，通过数值之间的比较之后确定最终的方案。配电方案中涉及的内容很多，各种电力设备的性能、容量以及功率等都有很大的差异。比较不同设计方案中的相同数值，将变压器的安全性作为首要考虑的因素，保证配电系统安全稳定运行的基础上减少资金的投入，实现资源的最大化利用，创造更大的价值。采用最小偏差值的方法来对要素进行排序，负荷计算的准确度、变压器的容量、投资费用等等都是需要考虑的约束条件，经济性、安全性、技术性的配电系统才适用于现代高层建筑。科学有效的配电方案，不仅能够保证电力系统的安全和稳定，降低风险，还能为住户提供更好的服务，达到预期的建设目标。

4 结语

总而言之，随着社会的不断发展和人们生活水平的提高，重视现代高层建筑的电力负荷分析和配电方案的选择十分必要，电力负荷的计算更是配电方案选择的基础和前提。由于高层建筑自身的特点，很容易引发重大的安全事故，需要选择更加合理的配电方案，协调处理好电力设备之间的关系，提高性能，减少故障发生的概率。电力负荷分析与配电方案选择中都要结合高层建筑的特点和性质，严格遵循市场环境下的供电管理要求，创新电力负荷的计算方法，对方案进行技术和经济的比较分析，满足高层建筑的实际需要。

参考文献

[1] 彭振环.高层建筑电气中低压配电设计[J].城市建设理论研究（电子版），2012（21）.

[2] 周国真.刍议现代高层建筑供配电系统的设计[J].城市建设理论研究（电子版），2013（36）.

[3] 王长军.现代高层建筑的电气设计[J].城市建设理论研究（电子版），2013（22）.

[4] 廖有谊.现代高层建筑的电气设计[J].城市建设理论研究（电子版），2013（34）.

[5] 李晓峰.有关现代高层建筑的浅谈[J].城市建设理论研究（电子版），2012（24）.endprint