高层建筑电气工程供配电系统设计研究

党博

摘要：高层建筑中电气工程供配电系统包括暖通空调系统、照明系统、消防系统、电梯系统、智能泊车系统等等。这些标准设施不仅能够完善现代高层建筑的整体使用性能，也能够提高高层建筑的整体使用安全。供配电系统作为电气工程最主要的设备能源供给基础，其设计的可靠性与安全性对建筑工程整体使用性能来说具有非常重要的影响。由于高层建筑自身的整体构造非常复杂，所以对电气工程供配电系统的设计也提出了更高的要求。

关键词：高层建筑;电气工程;供配电;系统设计

1高层建筑供配电系统特点

高层建筑有楼层高、建筑面积大的特点，集居住、商业、办公等多元化功能于一體。为满足多元化使用功能的要求，需将现代化电气技术有机结合起来。

1.1供电可靠性要求高

高层建筑中电力负荷分为一级、二级、三级负荷。为满足供电可靠性，采用两路独立电源供电，设置柴油发电机组为备用电源、设置UPS电源为计算机房事故照明、疏散指示等一级负荷的不间断电源。

1.2电气用房多

变配电所、消防中心、监控中心、各专业自带设备控制室等。

1.3用电设备多且用电量大

消防用设备多;风机、空调设备用电量大。

1.4自动化程度高

随着楼宇自控系统的发展，用电设备逐步实现了远程监控功能。例如ATS双电源监控系统、漏电火灾监控系统、SPD浪涌监控系统、智能疏散系统、电能管理系统、智能照明系统等智能化系统逐步运用到高层建筑中，不仅实现了设备智能巡检功能、故障报警功能、能源监管功能，更有利于设备运行状态实时监控。

1.5供配电系统桥架线缆要求高

所有常规电缆桥架（含弱电）均采用电缆沿电缆桥架敷设，电缆桥架要求热浸锌或镀锌再加喷塑加盖，防火桥架要求热浸锌加喷防火涂料，并加盖;电缆导线均需采用阻燃绝缘电缆;在伸缩、沉降区边缘的管路，必须做防震处理。

2高层建筑电气设计供配电系统设计要求

2.1安全性

供配电是高层建筑电气设计中的关键点，直接影响高层建筑的使用性能和质量安全，由于近几年城市快速发展，高层建筑结构趋于多样化，提高了供配电系统设计要求。相比于传统建筑而言，高层建筑空间跨度大，尤其是纵向跨度更大，再加上大量配置电梯、空调等用电设备，其安全稳定运行全部依赖于配电系统的电力支持，使得配电系统的可靠性直接关系到高层建筑用电安全。

2.2可靠性

在高层建筑电气设计中，供配电系统必须具备可靠性，这主要是因为供配电系统的可靠性直接关系到高层建筑用电设备运行的安全性，考虑到高层建筑的特征，一旦发生火灾，由于楼宇高、跨度大，不利于火灾救援，只能依靠高层建筑的消防措施和安全通过进行人员疏散，而消防装置必须依赖于供电电源的可靠运行。这就说明若供配电系统可靠性低，一旦出现火灾，淋水系统、消防电梯、报警设备等消防灭火设备无法发挥作用。

2.3持续性

在供配电系统运行中，必须具备持续性特征，保证供电的持续性，借助电网提供分别独立的电源，达到一级负荷要求和二级负荷要求，配以柴油发电机组作为备用或者应急电源。

3高层建筑电气工程供配电系统的具体设置

3.1优化建筑配电系统设计

变配电所是供配电系统非常重要的组成部分，也是保证电力能源稳定输送的基本条件，设计人员在设计过程中需要综合分析各方面所带来的影响。首先，变配电所地址选择，通常情况下变配电内涉及高低压配电室、变压器室、电容器室等不同的组成部分，根据民用建筑的使用需求确定变配电所的最终组成，由于变配电室内包含很多电气设备，设计人员需要做好相关的保护措施，严格按照规范要求进行设计。与此同时，针对配电室、电容器室、变压器室等特点，在门窗等出入装置的设计中应该避免雨雪、小动物、幼儿的进入，严格杜绝各种渠道进入的可能性。另外，完成变配电室的设计工作后，设计人员需要对可能存在的引发故障、故障消耗时间、系统维修时间、检修率等参数进行确定，进一步提高民用建筑供配电系统运行质量，为人们提供更加安全的供电条件。

3.2供配电系统配电箱的设置

为了能够保证电气接线的整体要求，配电箱必须要将开关设备保护电气测量仪表以及相关的辅助设备共同组装到封闭的金属柜上，这样才能够形成低压配电装置，通过自动开关或者手动开关的方式能够实现电路的接通或断开。

当线路运行不正常或者出现故障时，则可以利用其他的线路进行切断或报警，在各个变配电所中，利用测量仪表的方式也能够保证各种运行参数能够全面、浅析地显示出来，也能够充分的调节部分电气参数，具备提示或警告的功能。在高层住宅建筑中，照明配电箱的回路必须要满足照明系统的需求，客厅卧室、厨房、卫生间的插座，都必须要有单独回路供电。在空调回路设置的过程中必须要设置成独立式的空调回路，除了壁挂空调插座之外，其他的插座回路都应该安装漏电保护装置。

3.3电气设备低压断路器的选择

在现代高层建筑中，由于照明系统、供电系统必须要以低压断路器对主体电器进行控制和保护，所以低压断路器的安全性和可靠性就尤为重要。

与传统的保险丝和闸刀相比较来看，低压断路器具有更全面的保护功能，能够对当前变电所以及动力照明系统提供最广泛的保护功能根据电源的种类。

供配电线路设计对整个系统的影响是非常大的，设计人员在设计供配电线路的时候应该结合民用建筑的具体情况，根据线路用电负荷分配、供电线路距离、供电半径、用电设备等多方面进行合理的设计，需要注意的是供配电线路所产生的能耗较大，为了提高民用建筑供配电节能效果，在设计过程中应该秉持简单、安全、节能等原则，避免设计问题所造成的电能损耗，从根本上提高民用建筑供配电运行水平，无认配线设计的负荷大小与否，都要求选用铜芯导线，与此同时尽量减少导线长度，以满足使用需求为基础，降低成本费用的增加。

3.4变压器的设计

为了保证变压器的正常运行，提高变压器安全性和可靠性，所以必须要充分考虑变压器的运行条件，将成本和能源消耗控制在最低，所以在智能建筑变压器的选择时应该以低能耗材质的高效变压器为主，保证变压器的负荷率在最佳状态的70～85%左右。如果变压器的容量和负荷率始终保持在平稳状态时，可以减少变压器的数量，而增加变压器的容量，这样就能够有效的节约能源，提高能源资源的利用效率。

由于受到季节性负荷，很容易导致电能质量受到影响，所以可以设置专用的变压器来应对季节性的负荷变化，实现灵活投切，保证变压器经济运行，避免由于轻载运行而造成能源损耗。例如在夏季空调负荷比较大，所以可以使用单独的变压器作为空调变压器，通过这样能够充分发挥出空调的季节性特征，减少能源消耗，保证变压器的经济效益。

3.5减少线路损耗

在电力传输过程中，由于各种各样的因素，所以线路损耗无法避免，但是可以通过恰当的设计来减少线损。当电流从线路中流通时，由于不同的线路材质以及负荷会造成一定的功率损耗，所以必须要保证电网的功率因数得到全面提升，选择更好的材质，尽可能减少线路中的电阻，保证电网无功功率满足供电部门要求。

结语：综上所述，在高层建筑工程中电气的施工中，相关的工作人员要对电气施工的技术要点进行深入的探究，严格遵循相关的依据，并制定相应的技术标准，对电气施工的质量进行严格的管控，并针对实际施工过程中面临的问题进行探究，并及时做出相应的解决措施，不断的加强管理力度，确保高层建筑工程中电气施工的质量，进而促进我国建筑行业的可持续发展。

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