高层建筑电气工程供配电系统设计分析

张凯辉 邵佳凤

摘 要：在现代高层建筑规模不断扩大的趋势下，人们对于高层建筑供电设计的要求也越来越高。配电系统作为电力系统的基本组成部分，是现代建筑建设中的基础设施。配电系统主要由用电设备、配电线路及配电装置组成，其设计质量的好坏将直接关系着高层建筑的供电质量和功能使用。因此，加强有关高层建筑配电系统设计的分析，对于改善配电系统设计水平具有重要的现实意义。

关键词：建筑工程；电气供配电系统；节能设计

1 供配电系统设计概述

作为电力系统中十分重要的构成部分，供配电系统主要由两个部分构成，分别是用户变电站与区域变电站，主要涉及的是电力系统中对电能进行发、输、配、用中的配和用两个环节。在运行的要求以及特点上，都要与电力系统保持一致。因为高层建筑中的供配电系统，所要面对的直接就是使用者以及用电设备，所以其是否具有较好的安全性能就十分的关键。在电气工程的供配电系统里，功率在流动的方向上一般来说是单向的，也就是从电源端向用户端流动，主要的为了把电力系统里的电能利用一定的分配手段以及降压，而转换成用户所使用的用电设备可以运转的电能。从当前高层建筑的供配电系统来看，其电压一般是在 110KV及之下。所以在设计其供配电系统时，应该根据其所具有的用电量多少、负荷的性质、，还有周围区域供电的状况而制定出一个合理科学的设计方案。同时，还要保证所制定的设计方案不但能够使当前供配电系统的需求得以满足，还能够从更为长久的方面考虑，让其在未来具有发展的可能。

2 高层建筑电气工程供配电系统设计应满足的要求

要确保高层建筑供配电系统设计的科学、合理、可行，就要使其能够满足一定的要求安全。首先，要确保其具有安全性，这是供配电系统最为首要的要求。在对供配电系统进行设计时，必须严格的按照相关的要求和规范，力争把设备以及人身发生的事故的几率限制在最小。其次，要确保供配电系统具有可靠性。具有可靠性是高层建筑电气工程供配电系统设计中应该注意的重要要求，由于供電中断就可以造成生活出现混乱的状态，造成生产出现停滞，严重的还会造成设备以及人身安全受到威胁，导致出现非常严重的政治与经济损失，因此，在对供配电系统进行设计，以及在其运行的过程中都一定要确保其具有供电可靠性的特征。再次，要确保其电能的质量具有良好的性能。电能质量好与坏主要取决于频率与电压两个指标。我国在电气工程供配电的额定电压和额定频率上都有相应的规定，尽管允许出现频率或是电压偏差，但是这样对设备的安全运行和寿命都具有一定的影响，严重的还会导致产品报废或是减产。因此，要确保供配电系统不论在任何运行方式下都可以提供很好的电能质量，而满足用户的需求。第四，供配电系统的设计应该具有方便和灵活的特征。在对供配电系统进行接线时应该尽量的做到简单，同时还可以使其可以满足负荷的变化，可以迅速、快捷的从一种运行状态直接转换至另一种运行状态，并在转换的过程中不会轻易的出现错误的操作，可以确保能够正常、方便的进行检修与维护。第五，供配电系统设计要具有经济性，使其可以在技术要求得以满足的条件下，在基建的投资上较少，同时运行的年费用较低。最后，设计的方案应具有扩建与发展的可能，这样可以更好的适应未来建设事业对电压的等级、设备容量以及安装场地要求，而具有发展的空间。

3 高层建筑电气工程供配电系统导线的选择

在高层建筑的电气系统当中，电力线路在其中具有十分重要的作用。其可以传输与分配电能，成为电能进行分配与传输的载体，具有的重要作用毋庸置疑。所以，能否正确的选择导线对于整个建筑的电气系统是否具有安全性来说具有直接的影响。所以，在对导线进行选择时，电气设计人员应该严格的遵守相应的规范，以及导线选择的原则，在确保安全的条件下最大程度的节省使用的导线。

4 电气设备低压断路器的选择

通常在民用建筑以及企业建筑当中，处于对照明系统以及供电系统进行保护的目的，都要应用低压断路器，进而对主体电器进行控制和保护。和传统的保险丝以及闸刀相比，低压断路器具有更为健全的功能，它是当前变电所以及动力照明系统当中应用最为广泛的保护装置。通常状况下，根据电源的种类能够将其分成直流和交流两种低压断路器；依照其结构能够将其分成封闭和框架式两种低压断路器。另外，空气开关中安有失压保护，一旦电网电压降到超过了额定电压的50-60%，为了不会由于电压过低而造成电动机烧坏等问题的出现，或是为更好的使电网电压恢复，不得不对不重要的用户进行切除时，这时失压保护就会马上启动，使欠压脱扣器线圈在线电压上并联。而一旦电压恢复正常状态时，吸住衔铁，电压降至额定电压的50-60%时，以内吸力没有弹簧拉力大，衔铁撞击就会锁扣，让触头断开。从上面能够看出，低压断路器其目的就是实现对线路的保护。然而结合保护对象的不同，还需要采取一些具有针对性的保护措施。例如，在变电所使用的低压断路器，不但应该使其具有低压断路器通用的保护作用，还还有具有远程进行控制的作用；同时安装在插座线路上的低压断路器还应该具有漏电保护的作用。

5 供配电系统设计中配电箱的设置

根据电气接线的要求，配电箱应该把开关设备、保护电器、测量仪表以及辅助设备组装到封闭或是半封闭的屏幅或是金属柜上，进而形成低压配电装置。在正常运行的状况下，能够通过自动开关或者是手动开关将电路接通或是分断。而当出现不正常运行，或者是发生故障时，则可利用其对电路进行切断，或是进行报警。在各个发、配、变电所中，通过测量仪表能够使运行中的各种参数得以显示出来，还能够调整某些电气的参数，提示或是发出信号以警示其与正常的工作状态相偏离。在高层住宅建筑的照明配电箱中，其回路的分配应该符合三个方面的要求。首先，要确保照明系统、客厅、卧室以及厨房、卫生间的插座都能够单独回路供电。其次，从空调回路上来看，要将其分成单独的客厅柜式空调回路，以及另外每两个空调插座作为一个回路。第三，除了壁挂空调的插座意外，其他的插座回路都要安置漏电保护开关。

6 电气系统中备用电源的设计

为了能够确保供电的安全，大部分的一级供电负荷高层建筑通常都应该安置两个相对独立的供电电源。这样能够确保在需要十分重要的用电负荷时，能能够确保供电的安全和可靠性，这就要求在设计时应该设计与上面的两个电源相独立的第三个电源作为备用电源进行供电。不论是在国外，还是在国内的高层建筑当中，处于备用负荷以及应急负荷的经济和容量，大部分选用的都是柴油发电机作为自备电源，以确保在特殊用电时可以更好的满足用电的需求。

7 结束语

随着城市现代化进程的推进速度越来越快，高层建筑在我国各城市特别是大城市得到迅速发展，在进行高层建筑电气设计工作的时候一定要非常认真，对设计方案要进行反复的推敲，其负荷容量计算是否准确，供电电源选择及变配电所布置是否合理，供配电系统是否经济，运行是否能保持稳定、安全等方面，将决定其最终成果的优劣。这样才能在功效方面能够得到保证，同时也满足了社会发展对高层建筑的各项需求。

参考文献

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