关于高层建筑高低压供配电设计的研究分析

李江

【摘要】高层建筑的高低压供配电工作是一项复杂的系統工程，它与居民的日常生活息息相关，且关系到居民生命财产的安全，因此，低压配供电工作一定要做好。目前，我国的高层建筑低压供配电还存在着若干问题，这需要供配电设计人员在实践中不断总结经验，不断积累，并经常与同行交流，在科学技术的指导下，不断提高高层电气设计的水平。本文对高层建筑供电设计以及高层建筑低压配电系统设计进行了研究分析，并阐述了ATSE电源转换开关以及电缆电线的选择，旨在为高层建筑高低压供配电设计提供参考。

【关键词】高层建筑；10KV；供配电设计；高低压配电；

一.高层建筑供电设计

1、高层建筑供电变电所10KV设计。高层建筑供电变电所10KV的内外接线形式不同，内部常采用单母线分段形式，以满足多台变压器的需求；外部则采用环网供电接线形式，是一种可以完善配电网同时增强其稳定性的做法。环网配电柜的选择上，既要考虑变电所高压开关柜的整体质量，又要保证变电所的安全稳定性，同时也要考虑电气设备的投资成本以及占地面积，推荐采用SM6环网配电柜，其减少值班人员的特点备受欢迎。

2、负荷等级及供电电源。根据现行的高层建筑防火规范要求，对于负荷等级为一级的相关用电设备主要分为两大类，一类是消防用电，主要包括消防水泵、消火栓转输水泵、自喷接力泵、消防电梯、消防控制中心、应急照明等，另一类为电梯、生活水泵、安保部门用电等用电设备。高层建筑通常采用10KV双回路作为供电电源。两条回路的供电电源可以来源于两个不同的变电站，也可以由双回路超高压供电的城市变电站的两端独立母线提供。通常在比较重要的高层公共建筑中采用两路使用一路备用的接入方式，即10KV回路电源引入，10KV三回路市电，这种方式运行下，负荷由两路电源均分。

3、供电电压等级选择。确定高层建筑供电电压等级时通常要考虑其建筑面积和供电负荷容量，通常来说采用10KV供电电压，如果采用较大如35KV的电压等级时，应将电压等级控制在一种或者两种。

4、供电变压器选择。（JGJ16-2008）《民用建筑电气设计规范》4.3条对高层建筑供电变压器做出了相关规定。对于建筑面积大，供电负荷大的情况，通常采用多台供电变压器，每两台为一组，应注意变压器低压侧不得并联，可以起到控制低压侧短路容量，降低成本的效果。10KV电源通常采用双回路供电的形式，主结线采取母线分段的形式，每段母线变压器容量不得超过5000KVA。如果高层建筑采用单台变压器供电，应选择电容器容量小于1250KVA的变压器，对于断路器等设备要严格按照（JGJ16-2008）《民用建筑电气设计规范》进行配置。因变压器供电范围较大，避免因发生故障进行检修造成巨大损失。国内各省市制定的地方标准不统一，应注意区分。

二、高层建筑高低压配电设计

1、低压配电干线分支方式。常用的低压配电分支方式有树干式、分区树干式和放射式三种。（1）树干式分支。树干式的配电方法主要是将各层的配电箱设置在电气竖井里，这样就可以通过接式封闭母线槽、欲分支电缆或者是电缆穿刺线夹对电进行有效的分支，这种方式主要适用于楼层较多、用电负荷大的住宅，因为一来这种配电方式安装维修比较方便，二来也可以减少低压配电屏的数量。（2）分区树干式分支。这种配电方式采用的是每个回路干线对一个供电区域，这种供电方式有一定的可靠性。其中，每个回路干线对应的层数为5～6层。对于高层建筑来说，由于涉及的层数较多，所以其分区的层数可以适当进行调整，但最高层数不要超过10层。（3）放射式分支。放射式也是高层建筑低压配电方式的一种，在消防设施和重要用电负荷中适合采用放射式的配电方式，即采用专用的垂直干线回路。回路与备用回路相互独立，不共线、不共管，可以使两个回路在末端配电箱进行自动的切换。

2、高层建筑配电设计。在对高层建筑进行用电负荷计算时，应该结合当地的气候特征、经济发展水平、用电费用等来进行考虑，估算每户的用电负荷，然后计算出总的负荷。然后再根据经济发展状况，估算未来数年的用电负荷发展趋势，从而使得设计的线路既能满足用户在未来数年内对用电负荷的要求，又不至于太过浪费。就目前经济发展水平而言，一般高层建筑两室户的综合用电负荷大致在2.5～6.5kw，三室或四室的住户用电负荷在3.5～7.5kw之间，具体要结合当地的经济水平和电费等实际情况考虑。在计算住宅单元配电干线和变电所负荷时，应该乘以适当的系数，系数大小与户数有关，对于10户以下的单元，系数在0.85到1之间，对于10至20户的单元，系数取0.70到0.85。在计算多个变电所的负荷时，应该乘以同期限系数。在进行高层建筑电能计量的过程中，可采用单元总表的计度方式，总表所带的用户应控制在20户以内。在进线计算电流大于30A时，采用三相电源供电，使用三个单相总表，将临近楼层划分在一个总表内。每套住宅都应该安装允许过载大于等于四倍的电能计量装置，并将装置设置在住户门外公共地方或电气竖井中。干线系统应该按照住宅层数、住宅平面组合形式和计费方式，采用不同形式来进行电能计量。

3、低压配电系统设计中的注意事项。①在供配电设计中，低压配电级数应该尽可能地少，原则上不要超过三级。需要注意的一点是，将配电箱的总开关由断路器换成隔离开关并不能减少配电级数。②在消防负荷方面，为了保证在遇到火灾时能够迅速切断消防负荷电源，必须在建筑进线处设立单独的配电装置。③在高层建筑中的低压配电系统设计中，电力、照明、消防和防灾用电应该相互独立，各自形成一套供电系统。

三、电缆电线以及ATSE电源转换开关的选择

1、电缆电线选择。电缆电线老化和超负荷使用是电气故障的主要原因，而线路故障很容易引起火灾，我国因电气导致的火灾不在少数，而且火灾时电缆电线的可燃部分被引燃后，会产生有毒气体，并且会对救援工作造成障碍。所以，在电缆电线的选择上应采用低烟无卤型的环保材料，减少火灾发生时的有害气体产生，从而降低对用户安全的威胁。

2、选择ATSE电源转换开关时，主要考虑其负荷性质，并且要考虑其是否能满足中断供电的时间间隔，可以将PC级的转换开关作为第一选择。如果出现电源转换时间大于重要负荷切换时间的情况，为保证负荷供电的持续性，要在其侧设置UPS电源。确定竖向供电干线，要根据其整体区域的配电中心，并且要满足其供电服务范围，因此应根据实际情况进行合理分区。每个分区要满足对该供电区域的持续性，并且可以通过设置无功补偿装置以达到技能环保的作用。各楼层配电间要满足设备安装需求，并且，对于强电和弱电要在其固定管道井内安装。

结束语

综上所述，随着我国城市的发展，高层建筑项目越来越多的出现在城市中，和以前的多层建筑相比，高层建筑中高低压供配电系统设计复杂性更高，因此对其进行研究分析具有重要的意义。

参考文献：

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[2]张大伟，赵爱军.浅析高低压配电设备运行与维护[J].机电信息，2012，36.

[3]陈玉英，施献红.配电房高低压配电柜的选择[J].科技传播，2013，02.

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