高层建筑电气工程供配电系统的设计

何嵩磊

摘要：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。因此，供电系统的可靠性十分关键。基于高层建筑本身复杂的构造，因此，电气工程配电设计有着较高的要求。本文就对高层建筑电气工程供配电系统的设计相关内容进行分析，以供参阅。

关键词：高层建筑;电气工程;供配电系统;设计

1高层建筑电气工程供配电系统设计基本要求

1.1确保安全性

在设计供配电系统前，首先要排除电气设备和电气管道线路的质量故障问题，确保能够正常安全地使用，为供配电等电气工程施工打下安全基础。由于高层建筑物层数多，楼底到楼顶的直线高度较大，所以电能传输需要经过较长距离，为了能够降低电能在输送过程中的损耗，应该将供配电系统的核心装置设备安装在高层建筑物的中间层。

1.2增强节能性

电气工程本身是一个能耗大的建设工程，尤其是供配电系统，它决定着整座高层建筑物的用电情况，况且高层建筑物内部人员多，电器设备的用电量十分惊人，所以节能性对于供配电系统的设计至关重要。增强节能性设计，不仅可以节约高层建筑物的使用成本，还可以节约资源、保护环境，为可持续发展出一份力，承担起社会责任。除了在供配电系统供电端需要作出节能设计之外，用电端也是节约电能的关键环节。例如在建筑物的外观装饰燈管和内部照明灯管都一体化、标准化采用最新的节能灯泡;在电子显示屏、空调、打印机等电器选择上尽量购买低耗能的型号。

1.3保证合理性

实现节电的必要前提是合理的供配电系统，而供电方案的合理性取决于企业的用电量预测。当然，对企业的建设而言，配电系统的合理性也是非常关键的。所以，在建筑布局设计过程中，企业必须将配电级数尽可能地减少，进而设计出合理的配送方案。配电级数越多，上下级协调的复杂度就越高，而且还会大幅度增加元件数量，提高故障概率，增大配线电缆。但是供电质量与电缆长度直接影响配电方式，它们之间的关系密不可分，配电线路缺乏合理性的主要原因是未合理设计配电室的位置。因此，在内部配电系统的设计中，必须注重配电室位置的有效优化，否则节能作用可能无法发挥出来。

2高层建筑电气工程供配电系统的具体设计

2.1高压配电系统设置

由于高层建筑涉及到众多的居住群体，使用的电力设备数量和类型都较多，因此，为满足需求通常高层建筑会采用两路独立电源，以保障用电安全，满足用电需求。高压配电系统是高层建筑的重要环节，对于稳定供电发挥着重要作用。因此，通常而言，要求高压配电系统采取单母线分段式设计，保障线路的良好运行。由于母线采用的是分段数目方式，因此，其能和电源线回路之间良好匹配。

2.2配电箱和弱电箱的设置

在住宅墙体两侧安装配电箱或弱电箱时，应对结构房屋的结构、隔声、防火进行专业复核。因为内配电箱和弱电箱的重叠板线路大，线路集中，线路交叉，情况复杂多样。尤其是配电箱电线路管径大于40毫米时，厚度为60到80毫米的现浇层，已经对铺设在钢筋网片上的电气管线不能进行保证，而且楼板的结构施工质量也是难以保障。在这种情况下，可以通过减少建筑表面，以及想办法分流该处的管线和增加现浇层厚度对该问题进行解决。如若还是不行，就需要调整结构局部方案，在室内配电箱的区域，以及弱电箱的相对部分，利用陈旧的全现浇楼板，而室内的其他部分仍然利用叠合楼板，对楼板结构应力安全进行保障。

2.3电气设备低压断路器的选择

电气设备的低压断路器的主要作用是作为照明、供电系统对主体电气设备的控制和保护的载体装置，可见低压断路器是整个供配电系统稳定运行的关键。低压断路器相对老式闸刀和保险丝等断裂装置安全保护性能更强。低压断路器有直流和变流电路，按照构造分类有封闭式和框架式两种低压电路。不同功能用途的高层建筑应该采用不同的低压断路器，因为每座高层建筑在电力使用情况方面都不尽相同，选择合适的电气设备低压断路器能够使高层建筑的供配电系统运行更加稳定，对电气工程的整体设计起到结构优化作用。

2.4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，必须要充分地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，保障变压器经济运行，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。

2.5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。

2.6减少线路损耗

高层建筑电气工程设计复杂，电气线路的铺设也需要通过精心的设计，这样才能保证线路安装的科学合理性，不影响建筑物的美观，最重要的是如何优化线路的铺设节约电力资源，降低电力在线路输送过程中的损耗。即使电流在流动时不可能完全避免损耗发生，但科学合理的线路设计可以最大限度降低能耗。电流从线路流过，然而不同材质的线路对电流造成的损耗不同，所以电气线路的设计工作首要就是选择材质优良的线路，可以弱化线路当中的电阻，防止电网做无功功率。

3结语

高层建筑当中电气设施繁多，电路复杂，施工难度和技术水平要求也很高，所以对供配电系统的设计优化也必须要深入探究，因为供配电系统影响着整个高层建筑的实际运行状况。一旦供配电系统因为设计不妥当出现故障问题，不但会增大电能负荷，增大电能损耗，而且会导致高层建筑电气工程中止运转，使得建筑物内的工作人员无法正常进行作业，阻碍工作进度，造成巨大的经济损失，甚至发生严重威胁到人们人身安全的电气事故。因此，高层建筑电气工程的配电系统设计，要求有效保障电气的安全性，加强建筑用电安全设计，探索低压供配电系统可靠性并给出有效的解决方案，促进电气设备的良好运行。

参考文献：

[1]刘大用.高层建筑电气工程供配电系统设计研究[J].智能城市，2018，4（16）：154～155.

[2]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.

[3]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.