试析高层建筑电气设计低压供配电系统的可靠性

杨阳阳

杭州明捷普机电设计事务所有限公司

1 高层建筑低压供配电系统的特点

1.1 在高层建筑中，低压供配电系统具有十分明显的特点，尤其是在高层建筑施工质量与使用安全方面，这是由于高层建筑的结构较为复杂，所以大大增加了供配电系统设置的难度。与传统建筑物不同，高层建筑具有非常大的空间跨度，所以就需要配备电梯、空调等设备为人们提供便利，而这些设备均需要电力的支持，所以做好高层建筑供配电电系统的设计和施工是整体施工中重要的一环，因此，高层建筑的电气设备的安装和维护，就是高层建筑的施工内容的重要元素。

1.2 高层建筑具有非常复杂的结构，因此对功能的要求是多样的，不同的功能的高层建筑的发挥，需要不同的设计理念，这就大大增加了高层建筑中低压配电系统设计的难度，特别是社会、经济的快速发展，促进了人们生活质量的提高，日常生活与办公中使用的电力设备越来越多，不仅带来了巨大的耗电量，也带来了众多的维护的需求，供配电系统的运行是重要围绕着质量的提高、系统的改善、技术的优化。

2 高层建筑供配电系统设计要求

2.1 满足供电电源的可靠性

如果没有电力的供应，火灾发生之后，很多设备就不能充分发挥自己的作用，比如电梯、报警装置、消防照明系统以及供水设施等等。这意味着电源供给的稳定性在高层建筑的安全运营中是关键的环节，电源的可靠性对于高层建筑中业主的生产生活、消防工作的正常运营都是相当重要的。另外，现阶段绝大多数的高层建筑均安装了电梯装置，一旦供电电源的可靠性不能实现，高层建筑物中的运输就会中断，严重影响人们在高层建筑中的各种活动，例如很多高层建筑在紧急疏散人员时通常是利用安全通道、自身消防设施灭火等方式来进行。高层建筑供电电源的可靠性如果发生了被破坏的情况，高层建筑火灾救援则无法正常实施，还有建筑中人们的日常生活、生产的相关设备运行的安全，而且物资的供应也会立刻出现由于不充足的问题，给高层建筑物中活动展开带来阻碍。

2.2 保障供电的持续性以及电源时间性

当前高层建筑中的电源系统一般都具有两个独立电源，其中一个电源需要停用维护或者突发故障时，通常另一个电源就会启动运行，保证该高层建筑的供电。但是，对于通过电网提供电能的一些高层建筑来说，尽管大部分可以达到一级、二级负荷标准，但是与普通建筑不同，高层建筑内需要的负荷非常大，两个或者两个以上的电源进行切换，需要对以下情况进行充分的考虑：如果发生了独立电源不能提供电能，此时便应当具备相应的应急或者备用电源，通常是柴油发电机组作为备用电源的。但是，应当给予高度重视的是，在进行高层建筑供配电系统设计时，应当留出充足的时间来进行电源的切换，所以一定要配备相应的电气设备。

3 高层建筑低压供配电系统的可靠性分析与措施

3.1 备用电源可靠性

高层建筑中的备用电源大部分为柴油发电机组，为了提高供配电系统的可靠性，备用电源通常需满足以下要求：①电源为单台机组时，额定容量需控制在1500kVA以内；②若发电机组在大型商业高层建筑中作为应急电源时，若供电系统终端，应在10s内正常运作并投入使用，从而减少经济损失；③发电机组达到额定转速后应分批投入负荷，根据由大到小的顺序错开容量的投入时间，尽量减小低压母线的起动压降；④若电网恢复供电，则应将备用电源延迟30～60s，让市电自动恢复，然后延迟3min让发电机组停止工作。

3.2 系统主接线可靠性

在低压供配电系统当中，因为不少的系统主线装置安装其中，低压配电系统的主接线形式选择显得尤为关键。供配电系统常常是操作繁琐与设计复杂，倘若这一系列的装置出现问题，那么会威胁到整体低压供配电系统的安全与工作效果。因此，大部分都是集成设计低压供配电系统，进而优化配置系统主线装置。为了保证全部的主线装置保持工作状态的可靠与安全，对低压供配电系统主接线的设计需要借助380伏电压电源或380伏电压电源的树干供配电手段、交流放射供配电手段加以设计，以及密切关注设计的细部主线路。针对高层建筑的一般照明来讲，在设计供配电线路的时候，适宜应用树干式供配电手段与交流放射供配电手段相统一的主接线。倘若高层建筑电气装置的荷载是集中性的，那么能够使用交流放射供配电手段的供配电主接线就行。

3.3 供配电设备可靠性

先进的供配电设备直接影响到低压供配电系统的可靠性，因此在高层建筑电气设计时需选择性能良好的供配电设备，例如继电保护设备和变压器等设备，其自动化程度较高，具备自动分合闸、错相保护等功能，能有效提升电气系统运行的可靠性。以箱型干式变压器为例，其绝缘材料均为难燃或具备阻燃性的材料，即使是出现雷害或火灾也能保证变压器的稳定，减少灾害损失，且干式变压器防污、防潮性能良好，在恶劣环境下仍可运行，可保证电气系统的安全。

结语

总而言之，在设计高层建筑电气的时候，非常关键的一个组成部分是低压供配电系统。为此，不但要确保供配电系统的稳定、可靠，而且要确保电气线路具备安全性。这就要求电气设计工作者吸取先进的经验，实现高层建筑电气设计中低压供配电系统的优化，在进行设计的时候，有效地兼顾供配电装置、系统的主接线、备用电源、线路等一系列环节，且将防雷与防火的对策搞好，降低谐波危害，进而真正地实现高层建筑用电要求的可靠性与安全性。

[1]潘立民.高层建筑电气设计中低压供配电系统可靠性分析[J].住宅与房地产，2016(33)：53.

[2]曾海涟，何宗楚.低压供配电系统在高层建筑电气设计中的可靠性探讨[J].建材与装饰，2015(48)：228-229.