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摘要：由于高层建筑的用电用户多，电器使用率也比较高，通常配电系统的电负荷较大，且高层建筑使用功能比较复杂，容易产生一些电气的安全性问题。因此在高层建筑的电气设计中应当注意系统设计的安全性以及规范性。本文结合高层建筑的安全性，对低压配电系统的设计作简要的分析，并提出一些增强电气安全性的建议。
关键词：高层建筑；供配电；设计
高层建筑是指10层及以上或房屋高度大于28m的住宅建筑以及房屋高度大于24米的其他高层民用建筑混凝土结构建筑物。高层建筑电负荷具有用电设备种类多，用电量大，供电可靠性要求高，电气系统复杂等特点。
科学技术水平的不断发展以及人们生活水平的不断提升，人们对建筑物应用功能以及建设标准也提出了很多新的要求。低压配电系统作为建筑工程项目建设中不可缺失的关键内容，如今也在面临着很多新的挑战，低压配电系统承担的责任也不再仅仅是为了满足建筑使用人员的电能应用需求。
1 供配电系统的设计原则与要点
（1）全面细致地了解高层建筑中的各个工程特点，制定出科学的供配电方案，切实保证供电系统的安全可靠。无疑，安全性是设计的首要要素，要严格按照相关规范执行，并选择合理的保护方法。（2）导线的型号和截面、电气设备的规格及型号的设计与选择是以用电负荷量的统计为参考。（3）供电的可靠性设计就是要防止供电中断导致可能产生的生活困难、经济纠纷、人身安全和设备的受损等问题的出现。（4）设计中要充分考虑电能质量的优劣，而这会直接影响供电系统的安全运行与电力设备的寿命。（5）设计中自然要考虑使用性与经济性的要求，也就是说，在保证供配电系统安全可靠运行的前提下，尽量减少基础电气部分的投资、管理费用及年运行费用。（6）设计中要考虑供配电系统的未来发展与扩建的可能性，尤其要注意电压等级、设备容量、安装场地等的扩容。
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。
2.3 低压配电系统设计
（1）在一般的情况下对高层的建筑中电气系统设计时，要按照以下的原则进行：首先，应当对建筑物的内部电气设备做好充分了解工作，以保证建筑用电具有安全性、稳定性，然后从最大程度上防止电力事故对人身以及其财产造成损害，在对高层的建筑电气进行系统设计时，在电气系统中要进行自动切断故障电路的设备设置以及做好接地保护的设计。我国当前的高层建筑中通常采用TN系统、Ti系统、Tr系统这三种接地保护的模式，虽然环节有所不同，但是保护的目的确是相同的，都是为了防止外部危险电压对建筑内电路造成不良影响。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆三种对接地保护系统进行设置的方法，为用电安全提供保障，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及时切断。例如Tr系统对电气系统进行接地保护设置时，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）为了确保建筑物的供配电具有可靠性，进而防止发生断电的事故，非消防Ⅰ、Ⅱ级负荷的供配电方案的设计，以此来保证电量充足，可设置双重的电源和备用电源方式，按照回路来同时供电，保证一个电源发生故障时，其它的电源可以正常的供电，对于具有重要作用的负荷，比如在民用高层建筑里应当将主电源、备用电源以及专用回路的双电源独立开来。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。
（3）在一般性的高层建筑，如住宅的低压供配电系统的设计上，要满足了规范化设计的要求，还要有效地确保供配电的可靠性，需设置应急备用电源，将低压单母线进行分段，独立两路电源和两台变压器，分列运行，尤其是高层建筑具有非常大的负荷，可以通过一路电源与一台变压器对低压母线进行分段；在电源线低压侧将2个回路电源引出来，有效满足消防负荷和非消防负荷的使用要求，并且分别应用到不同的低压分母线段之中。但是，该种方案适用于住宅类高层建筑，不适用于超大负荷的高层建筑。
2.3高层建筑供配电系统总体规划节能设计
在进行高层楼宇建筑供配电系统总体规划设计过程中，首先应充分统计建筑内容用电负荷类型、容量等数据信息，在进行有效用电等级划分和整理后，充分考虑整个供配电系统的整体供电方案、供电距离等因素。其次，在确定高层楼宇建筑供配电方案时，要从供电方案清晰明了、简单可靠、操作维护方便等方案进行方案设计。总降压变配所的布设位置选择应尽量靠近整个高层楼宇用电负荷中心部位，以缩短供电系统的供电半径，降低供配电系统在运行过程中产生的线路损耗，提高供配电系统供电可靠性、供电质量、以及节能降耗水平。最后，要对结合用电负荷总量、供配电方案等对变压器容量、台数、型号，以及供电线路型号、截面、敷设方式等进行详细的优化选型设计，设计出能够随季节性负荷变化而动态调节的供配电方案，有效提高配电变压器的节能经济运行水平，降低变压器运行能耗，提高供电线路供电功率因素，达到节能降耗的目的。
2.4 供配电监控系统设计
设计远程终端（RTU）是安装在发电厂与变电站之间的一种监控设备，远程终端设备通过数字和模拟两种方式采集供配电设备的运行数据，然后将数据传输给子站层设备，同时执行子站层所发送的各项指令。配电远程终端分为远方和本地功能，远方功能是指远程终端与子站之间的监控调度功能，主要通过远距离信息传输完成；本地功能是指通过自身或其连接方式实现对记录设备、显示设备的监控调度作用。
结束语
现代高层建筑的供配电系统设计应秉承“安全用电一体化”及节能的原则，根据用电负荷的种类、性质确定负荷等级。导线的选择可根据系统的计算数据和供配电方案来进行。变压器、低压断路器、配电箱、开关、面板、插座的合理选择，直接影响整个电力系统的安全与能耗。
参考文献：
[1]谢维.超高层建筑供配电管理系统设计与实现[J].计算机测量与控制，2010，18（2）4：916~919.
[2]王文亮，申健.智能建筑供配电监控系统的设计与实现[J].电源技术，2010，34（2）7：726~728.
[3]刘昌明.建筑供配电线路的节能设计[J].四川建筑科学研究，2011，37（2）1：257~259.
论文作者:张烜铭
论文发表刊物:《电力设备》2018年第17期
论文发表时间:2018/10/1
标签：系统论文; 负荷论文; 供配电论文; 高层建筑论文; 建筑论文; 电源论文; 供电系统论文; 《电力设备》2018年第17期论文;