摘要：笔者结合了实际工程案例，分别简述了影响高层建筑低压供配电系统可靠性的因素，以及影响高层建筑低压供配电系统可靠性的因素，以期为行业提供有效的参考与借鉴。
关键词：建筑电气设计；低压供配电系统；可靠性
一、工程概况
通过某工程实例，对高层建筑的供配电系统进行简要介绍，并对避难层的配电设计提出合理化见解；通过对比国内外标准，详细分析消防设备的配电方案；最后对工程中主要采取的节能及谐波治理措施进行介绍。
选取的项目由地上和地下两部分组成。其中地上部分共计有32层，由S1、S2两个塔组合而成。地上部分分为办公区、人员避难层、商业区，其总的建筑面积为131260.26m 2。其中办公区为建筑物的6~18层和20~32层。人员避难层有两层，分别为5层和19层。而商业区域则是地上的1~4层。地下部分仅仅有一层，专门用于停放车辆。其总的建筑面积为24885.58m 2。
1.该工程负荷分级及供电电源
由于在本工程中，地上一层至四层为大型商场，其使用的计算机对于商场的整体管理来说是特别重要的，故而用于计算机系统供电的供电系统就显得尤为重要，故而我们在设置的时候将其设置为一级负荷。而为了尽量避免供电间断的情况发生，我们在对很多应急电源做比较后，最终选择了 UPS 不间断电源。
（1）负荷分级
对本工程内的供电系统进行分级，按照级别对相应的电器进行供电。其中一级负荷对工程内部的消防设备（消防泵、应急照明灯等等）、生活必须的设备（排污泵、弱点机房等等）、重要的办公设备（商场的计算机系统等等）；二级的负荷主要供电给商场的空调以及办公的基础照明；而其他用电设备的供电均有三级负荷供应。
（2）供电电源容量计算
参考国家建筑标准图集《建筑电气常用数据》（04DX101-1）用电指标，中大型商业类用电应该在60~120W/m 2。用单位面积乘以建筑总面积，即可得到总用电量。在本项目容量计算计算时，我们可以选用需要系数法：我们可以将此建筑用电情况分为以下几类：
其中地上1~4层，按120W/m 2；
①4101.88×4×120=1968902.4W≈1968.9kW地下车库、5层及19层按照12W/m 2考虑。②（24885.58+4101.88×2）×12=397072.08W≈397.07kW其余办公用房按照60W/m 2考虑。③4101.88×26×60=6398932.8W≈6398.93kW总电量为：1968.9+397.07+6398.93=8764.9（kW）考虑到有办公用房或者商铺无人使用，大功率用电器不会同时使用，还有一些需要持续运行的公共用电（比如电梯、自来水泵等），同时需要用系数，选取0.75。
故而变压器选择为：
6573.68÷0.9÷0.85≈8593.04（kVA）
由以上计算可以得知，本工程在用电方面大概需要 8593.04kVA的容量，故而在进行变压器的安装时，可以使用 1250kVA 和 1000kVA这两个标准的变压器，根据计算结果，1250kVA 标准的变压器可以安装 6 台，而 1000kVA 标准的变压器则需要安装 4 台，同时需要从城市高压电网中引入两路电源（两路电源均为 10kV 电源），在工作的过程中必须保证两路电源中有一路电源是完好的，并且此电源可以对一级负荷和二级负荷进行完全的负载。
2.变电所选址
大楼的电力系统的运行是否正常，电力系统的整体规划是否合理，配电系统是否稳定、可靠，其关键在于配电所在大楼中的位置设置是否科学。在进行供电所的规划时，为了使低压供电半径最小化，尽量减小电能的损耗，并使供电质量得以提高，一定要将其尽量的向负荷中心靠拢。低压线路的供电半径一般都是由实际的供电环境确定的，其长度通常情况下不可以大于200m，若大于200m，就必须进行变配电所的增加。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
二、影响高层建筑低压供配电系统可靠性的因素
1.保护装置问题
在数据统计调查中，发现大多数高层建筑低压供配电系统都存在安全保护装置安装设置问题，不能及时检测与控制供配电系统漏电问题，导致触电事故和火灾事故的发生，一旦发生，无论是人员伤亡还是财产损失都十分严重。
2.接地质量问题
在高层建筑电气设计中，常常发生低压供配电系统接地形式混乱问题，或是接地管理混乱，再加上接地处理没有充分的重视，接地处理不规范，没有根据相关要求和标准进行操作，很容易发生接地质量问题，降低低压供配电系统的可靠性。
3.漏电保护问题
漏电保护是低压供配电系统的一种保护性措施，可以直接预防或是控制接地事故，若人体接触电流，漏电保护装置可以瞬时跳闸，切断电源，保证人身安全。但就当前而言，在低压供配电系统设计中，无论是漏电保护装置的选择或是使用，都存在一定的问题，降低了漏电保护装置的保护作用，影响低压供配电系统的可靠性。
三、提高建筑电气设计低压供配电系统可靠性的方案
1.备用电源可靠性
为有效提升供配电系统的可靠性应该不断优化备用电源，一般需要做到以下几点：①当电源的类型为单台机组时，需要控制额定容量在 1500kVA 以内；②发电机组达到额定转速后，需要按照一定流程依次投入负荷，按照由低到高的顺序做好时间分隔，尽可能降低低压母线的起动压降；③当电网故障排除，回复正常供电的时候，需要把备用电源延迟一分钟，保证市电自动恢复，同时还要确保发电机组休息 3min。
2.供配电主接线的可靠性
在低压供配电系统当中，因为不少的系统主线装置安装其中，低压配电系统的主接线形式选择显得尤为关键。供配电系统常常是操作繁琐与设计复杂，倘若这一系列的装置出现问题，那么会威胁到整体低压供配电系统的安全与工作效果。因此，大部分都是集成设计低压供配电系统，进而优化配置系统主线装置。为了保证全部的主线装置保持工作状态的可靠与安全，对低压供配电系统主接线的设计需要借助 380伏电压电源或380 伏电压电源的树干供配电手段、交流放射供配电手段加以设计，以及密切关注设计的细部主线路。针对高层建筑的一般照明来讲，在设计供配电线路的时候，适宜应用树干式供配电手段与交流放射供配电手段相统一的主接线。倘若高层建筑电气装置的荷载是集中性的，那么能够使用交流放射供配电手段的供配电主接线就行。
3.接地保护设计中的漏电断路器
漏电断路器在接地保护应用中起着重要作用，在高层建筑低压配电系统运转中出现漏电情况时，漏电断路器能很好地保护电气设备，避免扩大漏电事态，有更加充裕的时间排除险情。值得注意的是，设置漏电断路器的电流时，低压供电系统的额定电压要低于其电流设置。
此外，漏电断电器的安装和设计要求科学选择漏电断路器的种类，综合了解具体的配电系统和电气设备的基本情况，合理判断漏电断路器的型号种类需求，结合间接接触和直接接触的触点防护要求进行选择，从而防止人身触电，确保电力系统运行的可靠性、安全性。
4.可靠性评价
为判断设计方案是否合理，本工程在设计后，通过调试的途径，对低压供配电系统的安全性进行了调试。与解析法及人工智能法相比，采用模拟法对低压供配电系统的可靠性进行评估，可行性更强。因此本工程决定将模拟法，应用到可靠性评估过程中。本工程在全楼满负荷运行之后，在 48h 内每隔 1h 抽取低压柜中各智能电表参数，利用模拟法建造模型进行评估。评估结果提示，采用上述方案布置，所有低压供配电设备，均能够正常运行。运行 48h 后，设备未见任何故障发生。建筑低压供配电系统使用1年内，系统未见任何安全问题发生。表明本工程所应用的设计方案有效提高了低压供配电系统的可靠性。
结语
总而言之，在设计高层建筑电气的时候，非常关键的一个组成部分是低压供配电系统。为此，不但要确保供配电系统的稳定、可靠，而且要确保电气线路具备安全性。这就要求电气设计工作者吸取先进的经验，实现高层建筑电气设计中低压供配电系统的优化，在进行设计的时候，有效地兼顾供配电装置、系统的主接线、备用电源、线路等一系列环节，且将防雷与防火的对策搞好，降低谐波危害，进而真正地实现高层建筑用电要求的可靠性与安全性。
参考文献：
[1]姚雯雯.高层建筑电气设计中低压供配电系统可靠性分析[J].住宅与房地产，2017（35）
[2]张鑫源.高层建筑电气设计中低压供配电系统可靠性[J].基层建设，2018（11）
论文作者:王业平
论文发表刊物:《基层建设》2019年第13期
论文发表时间:2019/7/22
标签：低压论文; 供配电论文; 系统论文; 可靠性论文; 电源论文; 高层建筑论文; 负荷论文; 《基层建设》2019年第13期论文;