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摘要：我国的城市建设过程中，住宅向着高层化趋势发展。由于高层住宅中供配电系统的负荷容量大、用电的设备也比较多，因此对供电的安全性要求也在不断的提高。想要设计安全可靠的低压供配电系统，就要对建筑的具体特点、用电设备的性质、外部的条件进行综合考虑，设计出一套合理的供配电方案。
关键词：高层住宅；低压；供配电；系统；分析
1导言
高层住宅的负荷特点是负荷容量大、用电设备多、对供电可靠性要求高。故如何形成简单、可靠的低压供配电系统需结合建筑特点、用电设备的性质及外部电源条件等进行统筹考虑方可设计出合理的低压配电系统。
2我国高层住宅供电系统现状
我国是人口大国，随着社会的发展和城市的建设，在日常生活中不可缺少的就是对电的利用。目前我国的高层住宅中，许多低压供配电系统的设计都存在问题，不能满足整体的供电要求。近年来，我国有很多高层住宅投入建设。在某些高层住宅中，由于供电系统使用的时间较长，在继续使用时就会出现各种各样的问题，有些供电设备不能适应整个建筑的负荷。
3高层住宅低压电源配置
3.1高层住宅低压电源配置原则
高层住宅低压供电电源系统设计时需注意消防负荷对供电的要求是高于非消防一二级负荷供电要求的。如下图1.
3.1.1一、二级负荷供电要求
一是一级负荷应由双重电源供电,当一电源发生故障时,另一电源不应同时受到损坏。二是一级负荷中特别重要的负荷除应由双重电源供电外,尚应增设应急电源,并不得将其它负荷接人应急供电系统。三是二级负荷的供电系统,宜由两回线路供电。
3.1.2民用建筑消防用电设备供电要求
一是消防用电负荷等级为一级时,应由主电源和自备电源或城市电网中独立于主电源的专用回路的双电源供电。二是消防用电负荷等级为二级时,应由主电源和与主电源不同的变电系统,或提供应急电源的双回路的电源供电。三是为消防用电设备提供的两路电源同时进行供电时,可由任一回路作为主电源,当主电源断电时,另一路电源应自动投人供电。四是消防系统配电装置应设置在建筑物的电源进线处或配变电所处,其应急电源配电装置宜与主电源配电装置分开设置;当分开设置有困难,需要与主电源并列布置时,其分界处应设防火隔断,配电装置应有明确标志。
3.2高层住宅低压供电电源典型配置方案
一是两路独立市电电源,两台变压器分列运行,低压单母线分段,设自备应急电源备用。该方案供电可靠性最高,适用于一类高层住宅及有特别重要负荷的一类高层住宅。二是一路市电电源,一台变压器,低压单母线分段,设自备应急电源备用,自备应急电源容量满足消防负荷及非消防重要负荷。该方案可用于无特别重要负荷的一类高层住宅。该方案虽满足规范要求但自备应急电源容量大投资高。三是一路市电电源,一台变压器,低压单母线分段,并由变压器低压侧引出两回电源分别至不同低压母线段,设自备应急电源备用,自备应急电源容量仅满足消防负荷用电。该方案适用于二类高层住宅。四是两路市电电源,两台变压器,低压设一般负荷母线与重要负荷母线,一般负荷母线与重要负荷母线分开。两路市电电源为独立电源时适用于无特别重要负荷的一类高层住宅;两路市电电源为非独立电源时适用于二类高层住宅。该系统结构简单,负荷关系明确,维护管理简单但供电可靠性较低。
4高层住宅低压供配电系统
4.1低压配电系统设计应注意的事项
在高层住宅中，低压配电系统的设计要将照明、电力、消防以及防灾用电负荷使之分别自成系统。消防负荷应该在高层住宅的进线处设置独立的配电装置，当有火灾发生时，便于消防人员能够在最短的时间内切断消防负荷电源。在高层住宅的供配电系统设计中，应对低压配电级数进行合理的控制，一般不应该超过三级。值得注意的是，在减少配电技术时，不可以盲目地将部分配电箱总开关由短路器换成隔离开关，这样是达不到控制级数的效果的。配电箱的设置与配电回路的划分，应该依据防火区分、负荷性质、密度以及管理维护等条件进行综合的分析。
4.2高层住宅常用的低压配电方式
4.2.1放射式
在高层住宅中也常采用放射式低压配电，该方式适用于重要用电负荷与消防设施中，即使用专门的垂直干线回路。该回路与应急备用回路应是相互独立的，不共管也不共线，可以将两个回路在末端的配电箱进行自动切换。
4.2.2树干式
树干式的配电方式，通常是将高层住宅的各层配电箱设置于电气竖井内，这样可以通过插接式封闭母线槽、预分支电缆或者电缆穿刺线夹来进行分支。树干式配电方法适用于楼层较高、数量较多、负荷较大的高层住宅，该方式不仅可以大量减少低压配电屏数量，而且便于安装和维护。
4.2.3分区树干式
分区树干式的配电方法采用的是每个回路干线对应一个供电区域，这种供电方式具有一定的可靠性。在分区树干式中，每个回路干线所对应的的层数为5～6层。对于城市中的高层住宅来讲，因为涉及的楼层较多，所以对应的层数可以适当地进行调整，但注意最多不要超过10层。
4.3高层住宅低压供配电系统设计
对高层住宅的用电负荷进行计算时，应根据住宅中每个住户的综合用电指标作为参数。在计算的过程中，要综合考虑高层住宅的所在地能源组成、气候特点、用电负荷的发展趋势以及用电负荷计算容量等因素。在每套高层住宅中，都应该安装允许过载量不小于4倍的电能计量装置，并且把该装置设置在电气竖井内或者住户的门外公共的地方。干线系统应按照高层住宅的层数、住宅的平面组合方式以及计费的方式，采取不同的方法来进行电能计量。高层住宅中的楼道和消防等设施的电源和干线，都应该依据我国当前实行的相关防火规范来设计。其中，应急备用电源或者两路干线，应在末端的配电箱进行自动切换。
在对高层住宅进行用电负荷计算时，应该根据住宅中每户综合用电的指标作为计算参数。在进行计算时，要综合分析高层住宅所在地的能源组成、气候特点和用电负荷的发展趋势、用电负荷计算容量等问题。高层住宅两室户的综合用电负荷约为3.5-4.5 kw，3-4户的用电负荷为4.5-5.5 kw。在计算住宅单元配电干线和变电所负荷时，应该乘以相应的系数，如1-10户系数为1-0.8、10-20户系数为0.75-0.85。在计算多个变电所的计算负荷时，应该乘以同期限系数。在进行高层住宅电能计量的过程中，可采用单元总表的计度方式，总表所带的用户应控制在20户以内。在进线计算电流大于30 A时，采用三相电源供电，使用三个单相总表，将临近楼层划分在一个总表内。
5结论
伴随着城市的不断发展，高层住宅日渐增多，住户用电量也在逐渐增长，对于高层住宅来说，低压供配电系统可以说是一项复杂的工程。当前，在高层住宅中低压供配电系统的设计还存在着各种问题，等待人们去逐渐完善。在具体的供配电系统中，应该掌握各类规范的要求，并结合各种因素才能设计出合理的配电方案。不断地完善高层住宅低压供配电系统，可以保证住户用电的安全性与可靠性，为城市的建设与进一步发展提供有力的保障。
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论文作者:李立群,崔增富,周湘君
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第3期
论文发表时间:2018/6/26
标签：高层住宅论文; 电源论文; 负荷论文; 低压论文; 系统论文; 供配电论文; 母线论文; 《建筑学研究前沿》2018年第3期论文;