浅谈高层建筑电气设计中低压供配电系统的可靠性

赵军宏

摘要：现如今城市建设脚步进一步加快，高层及超高层建筑如雨后春笋般陆续涌现出来，和普通建筑相比较，高层及超高层建筑供电负荷更大，加上建筑物内的电气设备数目与类型繁多，增加了电气安全隐患。在这样的工况下，低压供配电系统可靠运行的意义随之凸显出来，对建筑物电力系统的安全运行具有维护作用。因此，在建筑电气设计过程中，相关人员应对低压供配电系统的可靠性予以一定重视，进而保证建筑电气设计质量。

关键词：高层建筑;电气设计;低压供配电系统;可靠性

一、建筑电气设备的可靠性

高层建筑中的电气设计直接关系到居民生命财产安全，因此要重视高层建筑中的电气设计。建筑越高存在的安全隐患越多，相对电气设计也就越复杂。

高层建筑的低压供配电对建筑的用电安全起着至关重要的作用，它直接影響着我国建筑行业的发展水平，并对人们的生活水平也有着一定的影响。建筑行业想要提升其发展的层次，需对建筑设施的供配电设计上投以关注，分析出该电力系统的可靠性设计方式。传统的电气设计已无法满足建筑设施的功能展现为让高层建筑中的电力设备可正常的运行，需要调节好电力能源的使用状况，对其设计理念进行改革和创新，优化并改善其方式，合理的安排建筑施工的布局，保证电力线路不会受到温度的影响，更不会沾染到其它的灰尘等。将建筑设施的伸缩程度以及其冲击力考虑进去，可适当的设置一些专用的电力线路，比如说消防设备的使用上，在对其进行电力线路的设计时，可以从多个角度去考虑其实施的范围以及方式，以安全为主，构建供配电的回路。在一些地下车库的电气设计中，要对供配电的电箱进行安全性的设计，把其防止在配电间中，防止火灾等意外事件发生对其的影响，保证照明系统可以安全运行。

二、影响低压供配电系统可靠性的因素

（一）过载与短路

过载是电流超出设备的额定能力;短路是电路中电流流动的路径越过局部或全部负荷。为保证建筑电气设计整体质量，促进低压供配电系统安全运行，应装设过载保护与短路保护设备。当配电系统运行过程中出现故障时，断路器与保护装置能在短时间内作出应答，断离故障电路，进而维护供电线路和设备设施运行的安全性。当用电设施数目较大时，负荷量增加会造成载流元件过载，过载电流是缓慢增加的，较短时间内不会对设备形成损伤。而断路会造成电流瞬间增加，短路电流可能是额定电流的几十倍到几百倍，大的短路会瞬间使设备烧损，因此应迅速切断电源，防止出现事故或事故扩大。

（二）接地质量问题

在高层建筑电气设计中，常常发生低压供配电系统接地形式混乱问题，或是接地管理混乱，再加上接地处理没有充分的重视，接地处理不规范，没有根据相关要求和标准进行操作，很容易发生接地质量问题，降低低压供配电系统的可靠性。

（三）漏电保护问题

漏电保护是低压供配电系统的一种保护性措施，可以直接预防或是控制接地事故，若人体接触电流，漏电保护装置可以瞬时跳闸，切断电源，保证人身安全。但就当前而言，在低压供配电系统设计中，无论是漏电保护装置的选择或是使用，都存在一定的问题，降低了漏电保护装置的保护作用，影响低压供配电系统的可靠性。

三、建筑电气设计低压供配电系统设计

（一）分析供配电线路的可靠性

高层建筑中应用的电气设备在电力系统运行过程中对电力负荷有很高的要求，所以配电系统的可靠性是非常重要的。在铺设整个高层建筑的供配电系统时，一个结合高层建筑的实际运行，铺设相应的供电线路，安装相关的电力设备。为了确保整个供配电系统在长期运行时不会受到灰尘的影响，还应注意，供电和配电线路应远离可能腐蚀该线路的材料。由于高层建筑的安全性，高层建筑需要消防设备和电梯设备。此时，高层建筑的供电线路设计应考虑供电回路。例如，配电箱应安装在消防设备旁边。与此同时，由于当下社会高层建筑中有地下车库，这些地下车库中也会有应急照明系统。此时，就有必要确保安装相应的配电箱，以防止应急照明系统发生故障。

（二）备用电源

为保证能将10kV市政电源顺利输送至高低压配电室内，针对10kV配电系统而言，通常会采用单母线运行模式，但若能在对两台容量相等的变压器设计时，一方面能保证电力系统稳定运行，另一方面能实现同步供电的目标。把其中一台变压器设计成备用设备，若一条线路运行过程中出现故障，则另一条电路能够提供电气系统所需的所有负荷，保证电力系统正常运行，不影响用户的正常生活与工作。

为保证低压配电系统运行的可靠性，应持续完善备用电源，通常要落实如下几点工作内容：（1）若电源类型属于单台机组时，应加强额定容量的控制，通常<1500kVA;（2）大型商业中心运作中，安装的发电机组应符合应急供电要求，若发生停电或电路故障时，需确保供电终端能在30s内恢复无故障运行状态，以减少经济损失;（3）当发电机组达到额定转速后，需依照一定程序投入负荷，将低压母线的起动压降降至最低水平;（4）若能够排除电网故障，在恢复正常供电的环节中，需将备用电源拖延1min，促进市电自行恢复进程，且保证发电机组休息3min。

（三）加强主接线设计

在高层建筑电气设计中，低压供配电系统直接面向控制终端，设备类型较多，分散分布在各个区域中，再加上现场条件复杂，在长时间操作频繁的情况下，会受谐波干扰而发生安全隐患。对此，在系统可靠性视角下，以系统集成方式为主进行主接线设计，不仅提高供配电系统的可靠性，还降低了投入成本和运行维护成本。在实际设计中，选择380/220V交流电，以放射式、树干式结合的供电结构为主，其中重要负荷和集中负荷必须选择放射式供电，而一般负荷则选择放射式负荷和树干式负荷结合供电的形式，保证供配电系统的安全性和可靠性。

（四）供电线路安全性的设计

高层建筑工程在实际开展低压供配电系统设计工作的过程中，工作人员必须要对建筑物自身的一些特殊要求和用电设备以及环境方面的因素进行考虑和了解，只有在这样的情况下，才能够选择科学合理的线路敷设方式，确保能够加强供电线路自身的安全性与可靠性。而在线路的外部来说，还需要避免外界环境因素对其造成影响，而在实际开展线路符合工作和使用的过程中，还需要避免外界冲击力的影响，从而保证电力系统能够稳定运行。另外，高层建筑工程在实际施工的过程中，对于消防用电来说，必须要采取专业的供电回路和消防控制室以及消防电梯等供电系统，设置自动切换装置，通过这样的方式，就能够为电线路敷设工作的开展提供帮助，确保电线敷设工作能够满足相关规定和标准，避免出现不合理的问题，保证能够加强供电线路自身的安全性，从而保证能够满足人们日常生活中的需求和标准。

结论

综上所述，在高层建筑电气设计中，要对低压供配电系统的可靠性进行深入分析，了解影响低压供配电系统可靠性的因素，提出系统可靠性设计方案，规避各种安全隐患问题，提高低压供配电系统运行的可靠性和安全性。

参考文献：

[1]林延妮，汪业秋，王杰.高层建筑电气设计低压供配电系统的可靠性[J].城市建设理论研究：电子版，2018，5（33）.

[2]刘道铜.高层建筑电气设计低压供配电系统的可靠性分析[J].科技致富向导，2018（35）：158.

[3]陈睿.高层建筑电气设计中低压供配电系统可靠性分析[J].科技展望，2018，25（35）.