建筑电气供配电系统优化研究

信虎生

摘要：我国城市发展速度非常快，也因此提高了建筑行业的发展速度，尤其是高层建筑工程。高层建筑工程施工难度较大，在高层建筑电气设计过程中，需要结合低压供配电标准，重视低压供配电系统在高层建筑电气的可靠性，在建筑电气工程管控过程中，供配电系统设计占据核心地位，其充当着所有电气细分系统的基础平台角色，没有合理的供配电系统架构，则无法支撑其他专业的安全运行，甚至带来操作风险。文章结合过往经验及实际情况，分析和探讨建筑电气配电系统优化常见问题并提出合理建议，以供参考。

关键词：建筑电气;供配电系统;配电优化

1 优化建筑低压供配电系统的重要意义

在我国，建筑层数在十层以上或是建筑高度在24m-100m之间的民用建筑都属于高层建筑。在高层建筑中会应用到较多的用电设备，低压供配电系统可以保证设备的稳定运行，如果系统设计存在漏洞，轻者会影响设备使用性能，严重的可能会引发用电安全事故。科学合理的设计方案不但可以有效提升低压供配电系统的可靠性，还有助于节省工程建设成本，从而有效提升建筑工程的经济效益。由此可见，保证高层建筑低压配电系统的可靠性是实现建筑工程使用性能与经济效益的重要途径，对于建筑企业的发展具有重要意义。

2 供配电系统优化措施

2.1成本优化

首先，在满足规范要求的情况下，对供配电安全要求不高的项目，应多采用树干式供电，少采用放射式供电。铜作为传输电流的主要载体，其价格较高，占电气工程成本的比例较大，利用统一的电流回路，可降低设备成本。其次，在满足规范对各类负荷要求的情况下，尽量少采用末端双切配电模式，非当地部门另有规定，尽量采用应急母线充当双电源始点，此双切点越靠近前端，电气工程成本越优化。最后，多留意市场上贵金属交易信息，对电缆电线等材料，采用期货采购方式购买低价金属，规避成本风险。

2.2 防火报警系统优化

火灾防控是高层建筑电气工程设计环节的重点，在作业时设计人员需要通过合理规划设置火警自动报警系统，为保证供配电系统的安全运行和高层建筑的使用提供根本保障。在实践工作中，火警自动报警系统需要具备防控异常问题、整合灾情数据和推进消防设备自启等功能。所以，在设计环节必须高层建筑的整体架构以及供配电线路和相关工作室的设计方位，制定清晰的防火报警设计规划，保证报警系统的有效性。在这一环节，设计人员需要确保系统可以在接收到异常信号以后，迅速完成自动判断和预警，保障消防系统的启动及时性。比如，安装感烟探测器和感温探测器，实现对所有安全出口、消防通道以及配电室、发电室等特殊房间的有效监控;安装险情控制装置，并实现其与火警自动报警系统的联动，以便于系统可以第一时间获取信息，制定正确指令，进而实现对供配电系统运行安全的有效维护。

2.3高压配电系统优化

通常，高层建筑内包含大量的用电设备，所以建筑的整体供电压力相对较高，而为了能有效维持供电，应该将对电源数量和电路进行科学设计。比如，选用两个电源同时作业，并构建两条具备相互独立性的10kV供电线路，以便于实现对高层建筑物内所有用电设备的统一供电。此时，高层建筑电气工程供配电系统设计人员应该从整体出发，在保证系统设计可靠性和线路稳定性的基础上完成系统优化。比如，基于单母线分段式设计开展高压配电系统设置工作，为实现电路切换和安全保障提供便利。单母线分段式设计的一大特点就是互为备用，能切实实现对建筑物电力运行安全性和稳定性的控制。当然，这种两个电源同时供电的方式并不适用于所有高层建筑，所以在个别工程中也可以选择使用不分段界线的设计方案作业。

2.4低压配电系统优化

与高压配电系统相对的另一个电气工程中重要的配电系统是低压配电系统，在对低压配电系统的设计方式进行细致考察的时候会发现它涉及的主要包括三种主要的系统。漏电事故是高层建筑中最容易发生的事故之一，一旦发生漏电事故会对住户的财产以及人身安全造成极大的威胁。所以在对高层建筑的供配电系统设计之初就要考虑到漏电设施的设计。而现在在高层建筑漏电设施中使用最广泛的是漏电断路器，对于阻断漏电有很好的应用效果。

2.5供配电系统配电箱的优化

根据电气设计的相关要求，供配电系统的配电箱中应该安装各种开关保护装置、测量仪表和多种辅助设施，在完全封闭或半封闭状态的柜体或保护屏实现电气元件进行集合。一般情况下，可以采用自动开关装置或者采用手动的方式对电路进行分断控制，如果供配电线路存在故障，可以对故障区段进行隔离，发出相应的报警信号。在发、配、变电所中，可以安装测量仪表来对配电网运行参数进行采集和显示，还可以调整多种电气运行参数，利用信号装置提示运行参数的偏离情况。高层建筑物中的照明配电箱，供电回路应该满足三个不同方面的要求，保证照明系统、插座有具备单独的供电回路。再者，空调装置的回路可以划分成客厅空调和之外的两个给空调供电的插座。最后，除了壁挂空不安装漏电保护装置之外，其它的空调插座都应该单独安装保护装置。

2.6变压器的优化

为了保证变压器的正常运行，提高变压器的安全性和可靠性，就必须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的影响，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，实现灵活切换，保证变压器的稳定运行，避免由于轻载運行而造成能源损耗。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，这样才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。

2.7节能优化

实际过程中，建筑项目电气成本不仅包含工程成本，还应同时考虑项目交付后的运营成本，但运营成本一般不属于开发商成本范畴，以致运营成本往往被忽视。开发商应从设计出发，充分了解产品特性及成本，全面分析各项能耗指标，用发展的眼光选择供配电系统设备。具体办法有以下几种：选择变压器台数及功率时，考虑投资和年运行费用，对负荷合理分配，选取容量与负荷相适应的变压器，使其运行在高效低耗区;根据项目性质，配备足够的无功补偿，提高功率因数，降低无功损耗;采用设备联动联控措施，缩短电动机轻载或空载的运行时间;使用智能方式控制电气设备，如采用光敏、声控元件控制照具;利用建筑剩余屋面建造外部能源系统，提升绿色能源占比。

结束语

综上所述，电力系统作为整栋建筑中一个庞大而又复杂的工程，对于整栋建筑的稳定性有着重要的影响，并且其安全性和经济性会直接影响人们的日常生活，因此电力系统的建设应当引起我们足够的重视。要保证电力系统的稳定运行，做好建筑电气供配电系统的优化工作是前提，应当采取科学合理的优化方式，提高电气供配电系统的安全性和可靠性，使电力系统的社会效益和经济效益发挥到最大。

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