关键词：供配电设计 现代高层建筑 应用
随着社会、经济以及科技深层次发展，现代高层建筑层出不穷，供配电设备是现代高层建筑必不可少的组成要素。设计者要在把握现代高层建筑特点的基础上针对供配电设计的要求、原则等，优化完善供配电设计各个环节，科学设计供电点设备，确保其安全、稳定运行，降低故障问题、安全事故发生系数，满足现代高层建筑建设的客观要求。
一、把握现代高层建筑特点及其供配电设计要求，坚持多样化的供配电设计原则
设计者要从不同层面入手细化把握现代高层建筑呈现的多样化特点，比如，复杂化的结构布置、多样化的功能、较大的用电量[1]，包括地区现代高层建筑建设的具体情况、关键点以及供配电设备运行中常见的风险隐患、故障问题，明确供配电设计中各层次要求，科学制定设计方案，在比较、分析中明确最佳的设计方案，在层次化落实过程中不断规范供配电设计各个环节。在此过程中，设计者要坚持多样化的供配电设计原则，比如，优化原则、负荷原则、高效运行原则，围绕现代高层建筑特点及其供配电设计的具体要求，优化供配电设计的同时选择适宜的供配设备，高效控制用电负荷的同时提高电能利用效率以及节能性，提高供配电设备运行的安全系数，在控制维修次数、维修成本的基础上促使现代高层建筑有着较高的经济性。
二、准确计算负荷，明确供配电设备负荷等级
1、准确计算负荷
设计者要在联系地区现代高层建筑建设实际情况基础上准确把握各类负荷计算方法，负荷密度法、单位面积功率法、需要系数法等，灵活运用计算负荷的运算式，科学计算照明设备、消防设备、家用电器等负荷容量[2]，提高计算结果的精准程度。相应地，以“现代民用高层建筑”为例，下面是需要系数法作用下的各计算负荷运算式。
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注：根据《工业与民用配电设计手册》表1.1到表1.6查看各类用电设备的需要系数以及功率因数，根据高层建筑中用电设备总台数，明确Kx的取值，比如，用电设备台数不超过3台，Kx取值为1，用电设备台数为3台，Kx取值为0.9，再根据建筑用电负荷性质，对建筑内部负荷进行合理化分类，明确负荷类型，即照明负荷、动力负荷、消防负荷，消防负荷包括平时消防负荷、火灾时消防负荷，巧用对应的负荷运算式，规范化计算各类负荷。
2、明确供配电设备负荷等级
设计者要在准确计算负荷容量基础上针对我国在现代高层建筑供配电设备负荷方面提出的具体要求，准确把握所设计的现代高层建筑类型，是普通居民住宅还是商业高层建筑，明确供配电负荷等级划分要求，在普通居民住宅方面，提供基本用电负荷的同时室内各类普通家用电器都能正常运行以及照明设备可以正常使用，满足当下最新居民用电标准要求；在商业高层建筑方面，满足基本设备日常运行中的负荷要求，建筑内部的普通电梯、商业电梯、客户电梯等可以正常运行，符合当下最新商业用电标准。在此过程中，结合最新《供配电系统设计规范》等，根据现代高层建筑类型以及内部负荷类型，合理划分的同时明确负荷等级，划分为三个等级，即一级负荷、二级负荷、三级负荷，再明确各级负荷的供配电系统设备。以“现代高层民用建筑”为例，比如，一级负荷包括消防设备、排污泵、应急照明等，二级设备包括电缆供电设备、备用电源设备等，三级负荷包括制冷机组、空调机组、空调机组等，满足现代高层建筑基本的用电需求。
三、供配电线路安全设计与供配电设备的电压设计，规范化设置安保电源以及优化电源接线环节
供配电线路安全设计是现代高层建筑供配电设计中不可忽视的重要环节，可以从根本上最大化降低安全事故发生系数。设计者要以用电负荷为基点，针对现代高层建筑用电要求以及影响供配电线路安全运行的环境、人为、自身质量等因素，包括高层建筑不均匀沉降、较大冲击力、伸缩变形等影响因素[3]，从能耗、性能、安全系数等方面，科学选择应用到现代高层建筑的供配电线路，在把握建筑整体布局的基础上规范化进行供配电线路安全设计，在应用技术、措施等中有效保护供配电线路。设计者也可以将适宜的自动控制装置、自动切换装置灵活应用其中，在供配电线路运行负荷超过规定范围以及呈现安全隐患问题的之后，及时自动切断对应的电源，防止故障以及事故范围进一步扩大。在此过程中，设计者要围绕最新的标准、规范以及现代高层建筑供配电电压要求，科学设计高电压以及低电压数值，将电压负荷控制在规定范围内，避免供电中频繁出现电压超负荷现象。设计者要将安保电源合理设置在现代高层建筑内部，有效解决传统电源应用中呈现的缺陷问题，在自动化连接、断开过程中促使安保电源更加实用。一旦供配电线路发生故障问题，高层建筑发生火灾事故，通过安保电源自动切换，高效控制故障范围以及火灾范围，确保高层建筑内部人员安全的同时将造成的经济损失最小化。此外，设计者要在设置安保电源基础上针对照明设备、变压器、高压配电系统等设计要求，优化电源接线环节，在控制用电负荷的基础上将能耗最小化的同时提高供电安全系数，达到节能、经济等目的。
四、规范化设计照明设备、配电箱、变压器、高压配电系统与低压断路器
作用到现代高层建筑的供配电设备多样化，比如，照明设备、变压器、低压断路器、配电箱等，各具多样化的特点、功能，在协调统一、相互作用过程中确保供电更加安全、稳定。设计者要多层次、系统化把握应用到现代高层建筑中的各类供配电设备运行原理、运行参数、设计要求、设计原则等，优化调整设计方案、流程、内容、方法等，规范化设计供配电系统设备。具体来说，在设计过程中，设计者要科学把握照明设备的额定电压数值、最小电压数值，控制好电压范围，即220V到380V，以照明设备负荷功率为基点，科学选择照明设备供电方式，即双电路以及双电源的供电形式，针对高层建筑内部结构以及变压器、配电箱等布局，合理设计节能性的照明设备。设计者要根据现代高层建筑室内客厅、卧室、厨房等供电要求，科学选择以及设计配电箱、变压器、低压断路器等，巧设配电箱的同时将开关设备保护电气测量仪表、辅助设备等设置在金属柜子中，相互作用的同时自动保护配电箱、自动调节运行参数、自动控制电路通断等，在设计变压器过程中要控制好负荷率，即70%到85%，增加变压器容量的同时尽可能减少应用其中的变压器数量，可以根据季节变化自动切换、自动调节负荷，降低能耗的同时解决电能浪费问题。在此过程中，设计者要根据现代高层建筑对高压以及低压供配电设备的具体要求，在坚持优化、高效运行、负荷等原则基础上采用单母线分段的方法，合理设计高压配电系统[4]，自动切换线路的同时提升电路运行中的安全性、稳定性。设计者要从交流电、直流电两大层面入手，科学把握框架式以及封闭式的低压电路，优化设计低压断路器以及相关的保护装置，确保实际电压降低到额定电压的50%到60%之后，可以自动切断部分电路，实时保护、控制高层建筑内部的主要电路，防止出现电机烧毁、电网瘫痪等情况，控制电路损耗的同时保证供配电安全。
五、结语
总而言之，供配电设计直接关系到现代高层建筑建设效率以及效益，设计者要在实践过程中影响供配电设计的因素以及呈现的各类问题，探索新思路的同时优化现代高层建筑供配电设计各个环节，在保证设计质量的基础上高效控制设计成本，正常供电、降低能耗的同时促使现代高层建筑功能更加多样化，有着较高的综合效益，促进我国建筑事业健康以及持续发展。
参考文献：
[1]刘志敏.高层建筑电气工程供配电系统设计探讨[J].中国新通信,2019,21(14):230-230.
[2]李辰伟.供配电系统设计在高层建筑中的应用研究[J].建材与装饰,2019(15):132-133.
论文作者:韩飞
论文发表刊物:《当代电力文化》2019年第18期
论文发表时间:2020/4/10
标签：高层建筑论文; 负荷论文; 供配电论文; 设计者论文; 设备论文; 照明设备论文; 基础上论文; 《当代电力文化》2019年第18期论文;