摘要：在高层建筑领域的发展过程中，完善低压供配电系统设计的可靠性发展研究是整个电气工程发展的基础性内容。因为高层建筑内部电气设备呈现出多样化的发展趋势，在具体施工中带有一定复杂性，用电量过大造成带能超负荷。因此，在进行电气设计的过程中，必须不断优化低压供配电运行环境，保证其系统运行的安全可靠性，提升电气设备整体功能，实现电力行业的可持续发展。
关键词：高层建筑；供配电系统；设计
1高层建筑的相关特点
在国民经济不断上涨之下，人们对建筑住房的需求量也在逐年的提升。随着建筑建设规模和数量的不断增多，高层建筑的建筑形式由此出现，这是当前建筑行业的主流发展趋势。高层建筑的特点主要是以下几方面：其一是结构上的复杂性，高层建筑本身就是一种多层建筑结构，其最大的特点就是建筑结构比较复杂，高层建筑中的主体建筑都比较高，其楼层数也很多，居住的住户数也比较多，所以在高层建筑中的电力管道、通信管道以及线路等都比较多，竖井量也很大，比如在管道中有水管以及排风管等，而竖井有管理井、楼梯井以及电缆井等等，这些都让高层建筑存在和结构复杂的特点。其二是功能多，当前很多的高层建筑所具备的附属性功能都比较多，可以说是一个综合性很强的场所，有些高层建筑中集中了商住楼、商场以及宾馆酒店等，同时还有娱乐大厅以及地下车库，这些多样性的构成让高层建筑的功能更加完善，人们可以在高层建筑中享受一条龙式的服务，将工作、娱乐和购物结合在一起。其三是设备比较多，高层建筑备的多功能决定了设备的繁杂多样，就高层建筑内部结构看，有上下水管、空调管道以及电缆井都相关的结构。高层建筑中还有一些电器等，比如自动空调、冰箱以及电视机等。其四是人员众多，高层建筑的容纳量很大，是一个人员比较集中的公共场所，基本每天都有上百或是上千的人进出，所以高层建筑不仅有着极大的人员密度，同时人员流动性也比较大。
2高层建筑供配电系统设计要点
2.1电力负荷系统设计
在设计民用建筑供配电系统方案时，设计人员首先需要对该建筑所需的电力负荷等级进行深入的了解与调研，然后根据配电系统设计方案的可靠性及中断供电后可能给政治方面和经济方面造成损失的严重程度，将建筑负荷等级分为一、二、三个等级的负荷，其中，供配电系统在中断供电时，若造成了人员的严重伤亡、经济的巨大损失、建筑内秩序的异常混乱等现象为一级负荷；若造成了经济的较大损失、建筑内秩序的混乱等现象则为二级负荷；其余现象则属于三级负荷。为此，在进行供配电系统设计时，对于一级负荷应该采用两个独立电源供电系统，以确保在发生故障时，其中一个供电系统能够正常为建筑供电，考虑到两个供电系统可能同时发生故障或需要检修时，会影响到整个电力系统的供电，故而还需要增加应急备用的电源，根据电网运行系统的实际情况及负荷要求确定其能供电的时间段。对于二级负荷需要在供配电设计阶段考虑供电属性的多变性，其配电系统设计的方案要能确保在线路或变压器发生故障时，能够正常的持续供电或是在短暂的中断供电后快速的恢复供电功能。对于三级负荷，设计人员只需要确保所有供电设备都能在正常情况下进行工作为建筑持续供电即可。
2.2高压供电系统设计
由于高层建筑的供电负荷通常比较大，故其供电一般采用10kV的高压，并且主要包括环形双回路、单侧回路和双侧双回路三种供电方案。其中，环形双回路的供电方案投入成本和可靠性都比较高；单侧回路的供电方案投入成本和可靠性都比较低；双侧双回路的供电方案由于采用了两个电源同时对系统进行供电，故其供电有着较高的可靠性。在对高层建筑高压供电系统进行设计时，通常需要根据建筑施工方的投入成本选择适当的供电方案。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆由于不同的高压电源具有不同的供电形式，因而高压主接线的方式也会随之不同。当两路高压电源对系统同时进行供电的情况下，一般是采用单母线分段的形式，但是对母联开关却不进行设置。这种供电形式的特点在于所需要的设备非常少，而且结构相对来说也比较简单，同时投资成本也比较低，但是其供电的可靠性和灵活性都比较低。当两路高压电源对系统采用一个供电一个备用的情况下，一般是采用单母线不分段的形式，这种供电形式的特点在于其线路相对来说比较简单。当供电系统中一个电源发生故障时，另一个备用电源就能立刻取代原电源对系统进行供电。目前，在高层建筑中应用比较广泛的供电方案是设置母联开关，并且单母线分段进行供电，当系统中任一电源发生故障时，母联开关自投，对故障电源侧的负荷恢复供电。这种供电形式虽然接线相当复杂，而且投资成本也最高，同时其供电系统的可靠性也是最高的。
2.3低压配电系统设计
①在一般情况下在对高层建筑中的电气系统进行设计时，应当严格遵循以下几条原则：第一，应当对建筑物内的电气设备进行充分的了解，以确保建筑用电的安全性，进而在最大程度上避免电力事故对人身及其财产造成危害，在对高层建筑中的电气进行设计时，在对建筑电气进行设计时，在电气系统中要进行自动切断故障电路的设备的设置以及接地保护的设计。我国现阶段的高层建筑中通常利用TN系统、Ti系统、Tr系统这3种接地保护模式，虽然环节不同，但是进行保护的目的一样的，均是为了避免外部危险电压对建筑内电路造成不良的影响。三种对接地保护系统进行设置的方法，为用电安全提供一定的保障，具体的选择要根据建筑电气和建筑工程的特点来定，不管是采用哪种接地的保护形式，都要围绕供电系统的正常运行，对高层建筑电气系统进行保护，第一时间将故障电路切断。例如Tr系统对电气系统进行接地的保护设置时，采用电流保护器来实现对总等电位进行联结，而TN系统主要保护金属性短路的电气系统以及发生故障电流较大的电气系统，Ti系统主要针对的接地故障保护是外漏设置的导电部分，是针对电流短路或者是电路负荷的保护设置，在进行接地保护的设计方式的选择的时候，要根据电气回路中的保护线截面情况以及接地的形式来确定。②为了保证建筑物供配电可靠性，进而避免发生断电事故，非消防Ⅰ、Ⅱ级负荷的供配电方案的设计，以此来确保电量的充足，可以设置双重电源以及备用电源的方式，采取回路来同时供电，确保一个电源出现故障时，整个电源依然可以正常供电，对于具有十分重要作用的负荷，比如在民用高层建筑中应当将主电源、备用电源与专用回路双电源独立开来。对于非消防Ⅱ级负荷，例如商用高层建筑系统，可以采用双回路电源来供电，包括主要电源和变电系统，进行供电。
结束语
目前，我国民用建筑的数量及规模不断扩大，供配电系统的安全可靠性与经济性成为民用建筑供配电系统设计的两个重要衡量指标，然而，在具体的施工过程中，由于受到建筑布局、电气设备、设计人员水平等多方面因素的影响，很难有效的平衡供配电系统设计方案的可靠性与经济性。因此，对高层建筑工程供配电系统设计要点进行详细探究迫在眉睫。
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论文作者:张晓冬
论文发表刊物:《电力设备》2018年第19期
论文发表时间:2018/10/14
标签：高层建筑论文; 系统论文; 负荷论文; 供配电论文; 电源论文; 供电系统论文; 可靠性论文; 《电力设备》2018年第19期论文;