浅议高层建筑供配电系统的设计

田海涛

摘 要：随着我国社会经济的发展和城镇化的推进，为满足城市居民的需求，涌现出大量高层和超高层建筑。同时，科技社会的发展，让人们对超高建筑有了新的需求。除了良好的建筑质量以外，还要求具有较高的舒适度、良好的智能性等。因此，要求我们在对高层建筑电气工程的建设中把握消费者的使用需求，在满足人们舒服、智能化住宅需求的基础上，发挥好电气工程功能的优势。本文据此展开研究，提出优化供配电系统质量，推动电气工程良好发展，保障使用者满意度的方案。

关键词：高层建筑;电气工程;供配电

社会的进步，经济的飞速发展，逐渐涌现出各种现代电器，用电需求不断增加，给供电系统带来了巨大的压力。假设配电系统存在安全隐患， 则造成的损失难以预料。所以，配电系统的安全性、可靠性、合理性和节能性显得至关重要。其中，高层建筑供配电系统设计专业性、复杂性极高，所涉及的专业知识也非常多，因此必须在电力系统实情的基础上，融合多种专业知识进行供配电系统设计，从而实现优化设计之目的。

1 高层建筑供配电系统的设计

1.1 高压配电系统设计

一个高层建筑对于电力资源是高层建筑的必不可少的，需要用到电力的设备很多，同时介于高层建筑兼有一级、二级、三级用电负荷，当下的高层建筑绝大部分是使用两路独立的电源供电且每一电源能承受该高层建筑全部负荷用电需要，采用分段单母线方式接线，正常情况下两路电源分列运行供电，当一电源发生故障时另一电源不应同时受到损坏。如此一来可以大幅提升高层建筑的用电水平。高压配电系统在高层建筑中占据着极为重要的地位，其高压配电系统使用的分段单母线接线方案，可以让线路在使用的过程中灵活操作，而且能够自动切换，运行过程中可以互相作为对方的备用设备，保证电力的运行过程安全顺畅[1]。

1.2 低压终端配电箱的设计

低压终端配电箱的设计需要把开关设备电气测量仪表和相应的辅助控制设备一同都组装到半封闭或封闭的金属柜中，以此来达到电气接线的多方面要求，形成低压配电系统装置，并且运用自动或手动的开关方法来通断电路。在变电所中，采用仪表测量的方法可以保证每类运行参数得到显现，还可以对一些电气参数做有效调节工作，让它们可以发挥出警告提醒的作用。除此之外，高层住宅建筑照明配电箱的回路设计要满足照明系统的基本要求，且在室内每个房间中插座回路需为独立式的插座回路，对于空调回路要采用独立式的空调回路方式。除掉壁挂式空调插座外，其余所有的插座要装上漏电保护的装置[2]。

1.3 负荷等级设计

为保证供电的稳定性，在供电系统设计之前，需要对用电负荷进行限制分级，做到该保的必须保，该停的必须停，遵循“区别对待”的设计原则，既要保证供电的合理性，又要避免电力资源无故浪费。高层建筑供电系统负荷等级包括：一类高层建筑中的消防用电需要按照一级负荷要求进行供电;二类消防用电则需要按照二级符合要求进行供电。如果高层建筑中有一级负荷特别重要时，影响供电系统运行的空调用电需要按照一级负荷进行供电。而如果主体建筑中有很多一级负荷时，影响供电系统运行的空调用电要设计成二级负荷[3]。

1.4 变压器布置和选型

在变压器布置设计中，需要根据负荷容量、负荷分布、建筑物功能分区等实际情况，合理确定变压器的布设位置和数量。变压器容量则要按照计算容量合理选择，目前我国变压器的运行负荷率在70%～85%之间。低压线路上的供电半径通常不应超过200m。如果供电容量大于500kW，供电距离也超过200m，就需要在适当的位置布设变配电所，尽量靠近负荷中心，以提升供电系统运行的安全性、稳定性以及节能效果。本工程对供电的稳定性要求比较高，因此，在地下一层设置变配电所，通过地下停车库和车道来运输变配电设备。在选择变压器时，需要综合考虑各种因素，按照不同楼层的用电需求，合理确定变压器的单机容量和台数。本工程按照空调设备的分组来设置专用的变压器，此种设计方法，能够实现按照空调机组的投切来投切相应的变压器，具有良好的节能效果和经济效益[4]。

1.5 接地安全保护设计

高层建筑电气设计应综合考虑多种因素，其中人身安全是首要的。这里所说的人身安全，不仅是指建筑物内工作、生活人员的人身安全，也是指电气设计、安装过程中工作人员的人身安全。由于高层建筑楼层相对较高，人员多，一旦发生危险，疏散时间较长。所以，考虑到这一点，通常的高层建筑在电气设备设计时，都要确保具备相应的能够自动中断故障点的装置设备，这就是我们经常提到的接地保护装置。作为高层建筑用电安全的重要保障，接地保护装置显得至关重要，它能够在建筑出现危险的情况下对故障点用电进行及时中断，在很大程度上保护了人们的生命、财产安全。所以在设计及安装接地保护装置时，需要对建筑的多方面因素如地形、电气设备以及电路保护装置等进行综合性考量，唯有这样才能有效防止由于外部不利因素造成的电路运行的危险[5]。

1.6 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。电气设备低压断路器可以分为直流和交流等两种电路，根据结构类型又可以分为封闭式和框架式两种低压电路。当空气开关中安有失压保护装置，一旦电压降低到了额定电压的50～60%，就必须对不重要的用户予以切除，否则就有可能导致电动机烧坏或者是电网电压无法恢复，而这种失压保护会马上启动，造成欠压脱扣线圈在线电压上并联。等到电压恢复正常供电时会吸住衔铁，当电压降至额定电压的50～60%时，吸力没有弹簧的拉力大十衔铁就会撞击锁扣，断开触头，所以低压断路器最主要的目的就是对线路的保护，根据保护对象的不同还可以采取具有针对性的保护措施。例如在变电所所采用的低压断路器中，不仅可以具有低压断路器通用的保护装置，而且还能够具有远程控制的功能，实插座线路上低压断路器的有效安装[1]。

2 结束语

本篇文章主要是对高层建筑电气工程供配电系统的设计的原则以及一些具体设计事项展开浅入分析。一般高层建筑所包含的电气设备都是系统且综合的，且施工的过程也是极为繁杂，要是没有较为科学的供配电系统，一方面会使得用电负荷增大，另一方面一旦供配电系统不能稳定正常地运作，如此将会给人们的经济利益造成损失，严重时还会引起安全问题，进而影响人们正常的生活甚至生命。安全性和可靠性是高层建筑电气工程供配电系统设计的重要原则，故分析研究高层建筑中供配电系统的用电可靠性，针对可能出现的问题提出一些有效的解决方案来保证电气设备安全高效地运行是十分必要的。

参考文献：

[1]王忠勇.高层建筑供配电系统节能设计分析[J].低压电器，2018，（22）. [2]鄒汉谦.谈供配电系统节电技术措施[J].深圳土木与建筑，2019，（2）.

[3] 徐国华.现代高层建筑电气设计低压供配电系统的可靠性分析[J].住宅与房地产，2018，（19）：131.

[4] 蒋珊珊.高层建筑电气设计中低压供配电系统可靠性分析[J].低碳世界， 2018，（05）：43-44.

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