摘要：高层建筑的特点是楼层多、面积广、功能复杂、人员密集，因此其在用电方面的需求必然是大负荷、高供电可靠性、“苛刻”的用电安全性。为此必须要保证高层建筑供配电系统的设计合理。
关键词：高层建筑；供配电；设计
1高层建筑中常见的配电系统
1.1具有不间断电源的供电系统
在高层建筑中为了确保消防用电能够得到保障，一些民用高层建筑在具有发电机的基础之上，在建筑中对具有重要意义的消防负荷上添加了不间断电源。不间断电源主要应用于允许供电中断时间仅为几毫秒或者要连续供电的系统中。
1.2具有应急发电机的供电系统
在民用高层建筑中运用具有应急发电机的供电系统，可以提高对建筑供电的可靠性。一般来说，当建筑中的供电系统出现中断时，高层建筑中的应急发电机会快速启动，一般适用于允许供电中断15～30s的供电系统中。但是，如果电路中断是因为电网供电至切换箱中的配电线路中的任意一回路发生故障，外电源并没有停止运作，备用电源并不会启动，此时消防负荷还会处于断电状态；如果发电机出现回路故障，虽然发电机启动了送电，仍然无法确保出现故障的回路能够实现负荷用电。
1.3双电源各自独立系统
双电源各自独立系统在高层建筑物中应用要求外部两个电源之间都是相互独立的，满足高层建筑物在消防负荷上的需求，具有自动启动装置的正常独立电源的专用线路，此系统主要应用于中断供电时间要远大于电源的切换时间的供电系统。该系统通过关开关将非消防负荷和消防负荷进行分离，非消防及消防负荷通过各自母线实现分段供电。当发生火灾时，非消防电源将会被自动切断，从而确保消防负荷供电上的可靠性。
2设计高低压配电系统
现代高层建筑一般在高压配电系统上采用的都是两条相互独立，电压在10kV的电源进行供电。一般高压在分段上采用单母线，可以实现自动切换，相互直接可以形成互补。母线在分段数量上应当于电源进线回路的数量相互适应。只有供电电源采取的是一主一备的方式时，才考虑采取单母线不分段的结线方式，在电源进线上应当全部应用电缆。
计费上应当采用高供高计的方式，但需要注意的是，在低压侧也需要按照电度表进行计费，动力和照明的电价应当分开计算，部分供电部门将建筑中的空调设备的用电划分到照明用电的计费系统中。在计费表的安装上较为常用的方式是在整个电路中安装两块表，一块是总表，另一块是动力表，在计算过程中用总表减掉动力表的，差值就是照明系统的产生的费用。
在高压供电系统中应当尽量减少变压器台数，一般使用的单台变压器都的容量都应当超过1000kVA。在供电线路中为了对低压侧短路电流进行限制，正常情况下，变压器解列运行，在中间需要设置联络开关。
动力和照明变压器应当分开设置，如果动力容量过小，在动力变压器的安装上可以不分开。
放射式系统是低压干线和高压系统配电上采用的一种系统，而楼层配电经常应用的系统为混合式系统，配电设备中重要的部门都为干线。现代民用高层建筑在竖井上应用的多数为插接式母线槽，水平干线因为在走线上存在较大困难，在连接上都是采用竖井母干线或全塑电缆。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆如果层数过多，负荷过大，一般应当依照层数进行分区供电，或者在地下层、中层、顶层对变压器进行分
3高层建筑供配电的系统设计
3.1变压器的选择与设计。大容量变压器在当今大部分高层建筑中的普及率较低。大容量变压器却有着高效率的特点，但是在实际投入过程中所涉及到的负荷面也宽。故而，这就需要高层建筑供配电的系统设计中要结合建筑实际和供电需求等相关因素和实际用电需求，选择和设计变压器的单机容量以及变压器的数量。例如，高层建筑的供配电系统中变压器选择和设计可以根据空调等设备的分组进行选择，进而使得变压器能够与空调机组的投切相适应。
3.2负荷等级的设计。高层建筑普遍供电负荷都很大，所以在高层建筑供配电的系统设计中必须针对各种用电负荷的等级进行设计，以实现限制分级。如此，高层建筑供配电系统就能既合理又不出现用电量浪费的成本增加。在针对高层建筑供配电系统的负荷等级设计中需要注意建筑物的具体类别以及根据用电负荷性质区分一级和二级负荷用电问题。通常来说，高层建筑的负荷等级设计应当满足三个方面。首先，一级负荷要求供电主要应用在一类高层建筑物的消防用电中。其次，二类的高层建筑中消防设施和设备用电应当根据二级负荷要求进行。最后，针对一些超高层建筑来说，应当在一级负荷要求之上进行供电负荷设计。
3.3供电电源电压和主结线的设计。高层建筑大多为商住一体的综合体建筑，用电负荷都比普通建筑大。这就要求其供电必须采用高压进行。现阶段我国大多采用的是10kV进行供电。而针对供配电系统中的主结线设计来说，大多采用的是单母线制。这是因为单母线制往往投资小、涉及设备少、结构较为简单且经济效益良好。
3.4机电设备和机房的设计。高层建筑供配电系统的初步设计过程中，设备的工种必须根据高层建筑的具体功能，结合其政府主管部门、国家规范等提出设备用房要求进行设计。这就需要高层建筑的设计师在方案设计过程中必须充分考虑到机房和机电设备的位置。例如，高层建筑的机电设备和机房设计必须结合其经济性、合理性、实用性等划分位置。
3.5变配电所的设计。就其本质而言，高层建筑物的出现就是因为城市用地资源的紧张。而高层建筑物中空调机房、换热站、电梯井以及水泵房等的机电设备耗电量都相当大。这就需要高层建筑物供配电设计中优化变配电所的设计，尽量在缩短电线路的基础上保障电能损失能够得到减少。而且，基于高层建筑物供电干线的最大压降不可以超过允许值，变配电所的设计也就更为重要。通常来说，变配电所的设计需要满足进出线方便、与电源侧最为接近或者深入负荷中心。同时，变配电所不能设计在易爆炸、易腐蚀、多水雾和多尘埃的环境下，尽量满足相关设备的运输和调运方便。另一方面，变配电所设计不应与厨房、浴室亦或者厕所相邻，如果相邻则需要进行无结露和无渗漏的技术处理。如果变配电所设计为单独建筑物则不能处于易积水和低洼区域。
3.6防过电压设计
3.6.1防雷击
a.在用等效面积算法对高层建筑年雷击次数进行预计时，应注意每边扩大宽度按建筑物高度计算，同时考虑其周边两倍本建筑物高度范围内的其他建筑物的影响;
b.当屋顶设有直升机停机坪，应避免避雷针对直升机的影响;
c.燃气放散管的管顶或其附近应设避雷针，其针尖高出管顶大于3m;
d.使用钢筋混凝土中的钢筋作为防雷引下线，若钢筋直径大于16，则一组引下线使用两根钢筋;若钢筋直径小于12，则引下线需包含四根钢筋。联合接地的接地电阻要求1Ω以下。
3.6.2防浪涌。对于雷电防护等级B级以上的高层建筑，应在变压器出线、各层总配电箱、交换机房、通信机房、计算机房等处设置浪涌保护器，并且布置为总线式智能化，以利于进行在线跟踪和及时更换。
4结语
高层建筑物是当今社会发展的必然产物，而其自身的特殊性又决定了供配电系统与普通建筑物的特点不同。所以，针对高层建筑物供配电系统的设计必须要充分考虑其实际状况和用电需求、建筑物结构等，尽量在设计中满足供配电的经济性、灵活性、实用性以及合理性。
参考文献：
[1]高桂根.高层建筑电气工程供配电系统设计分析[J].价值工程,2014
[2]鞠凯臣.高层民用建筑供配电系统的电气防火技术[J].门窗,2014
论文作者:马建青
论文发表刊物:《基层建设》2015年17期
论文发表时间:2015/10/13
标签：高层建筑论文; 负荷论文; 系统论文; 建筑物论文; 变压器论文; 供配电论文; 供电系统论文; 《基层建设》2015年17期论文;