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【摘 要】供配电系统作为建筑物重要的能源供应和分配中心，供配电系统的供电能力首先要能满足运营最高峰时段的使用需要，保证供电的不间断性。系统的设计和设备的配置必须具有一定灵活性，既可满足高峰用电需求，又能适应临时举办商业汇演、产品宣传等活动的用电需求，实现可持续发展。为保护生命、财产安全和特殊用电设备设置合理的应急备用电源系统。文中探讨了高层建筑高压供配电系统的电气设计，以供参考。
【关键词】高层建筑；高压供配电系统；电气设计分析
前言
城市在不断发展过程中出现了速度越来越快的情况，而且，在施工项目数量方面也出现了越来越多的情况，这样就使得城市在发展过程中出现了很多的高层建筑，这些建筑的出现对城市发展有一定的影响，因此，在进行高层建筑电气设计工作的时候一定要非常认真，对设计方案要进行反复的推敲，这样在功效方面能够得到保证，同时也满足了社会发展对高层建筑的各项需求，从而更好地促进社会的发展。
一、高层建筑供配电系统的设计内容
在对高层建筑的供配电系统进行设计之前，有两个方面要明确，一是计算用电负荷，二是确定用电负荷的等级。用电负荷的计算是选择供电系统、电气设备、变压器容量、仪表量程以及导线截面的重要根据。就目前的发展水平来看，我国还没有诞生一套十分完整准确且权威的用电负荷计算方法，所以在实际设计中，采用的计算方法常是单位容量法与需要系数法。比如计算相同类型建筑的用电负荷大小可以根据已投入使用的高层建筑电负荷大小和变压器容量来进行适当估算。一般楼层较高所需要的用电量累计下来也就较多，所以用电负荷也比较大，在确定用电负荷等级的时候就要对其进行区分对待。一般一级用电负荷都是有两个电源来对其进行供电，一个正常使用，一个备用，这样其中一个电源出现故障的时候，另外一个能够在最短的时间内快速取代故障电源，并解决断电问题。下面将从高低两个供配电系统方面来分析高层建筑的供配电系统。
1、低压配电系统
低压配电系统主要是由配电变电所、高低压配电线路、配电变压器以及其他控制设备组成。在高层建筑中经常使用的配电方式有树干式、链式、放射式和混合式四种主要形式。其中混合式配电方式使用最多，也是最适合高层建筑配电使用。
（1）树干式
顾名思义就是利用一条主干线将各个分配电箱与总电线互相连接起来的配电方式。这种配电方式的优点十分明显，投资建设使用的成本较低，而且施工建设十分方便。不过不足之处也是十分显著，比如一点配电主干线出现问题，受到断电影响的范围十分大。所以树干式的配电方式一般在对供电可靠性不高的场所使用，其用电负荷比较平均，电源设备容量也不大。
（2）链式
链式与树干式有点类似，就是在一条主供电线路上连接多个分配电箱或用电设备，这种供电方式因为线路上缺少分支点，所以投资成本不高，对电缆线路的铺设十分适合。不过当出现供电故障的时候，对线路进行检修时要对所有的用电设备进行停电，所以供电的可靠性相对较差，一般适合可靠性要求不高的小容量用电设备。
（3）放射式
放射式是由总配电箱直接将电供给分配电箱的方式。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆这种分配方式由于是各个负荷单独受电，所以一旦发生断电故障的时候，不会对其他分配电箱设备产生影响，因此其供电的可靠性相对较高，而且在实施过程中比较容易集中控制，不过不足之处就是线路太多，系统的灵活性不高。放射式分配方式适合于设备容量十分大，需要集中控制电源的场合。
（4）混合式
混合式就是放射式与树干式两种配电方式共同使用，配电方式如上所述，这种配电方式在高层建筑中使用频率是最高的。
2、高压供电系统
（1）高压供电方案
高层建筑因其楼层较高，使用的供电负荷也就相对较大，一般供电高压都在10 kV 左右，所以高压供电方案采用三种形式，即环形双回路供电、双侧双回路供电和单侧双回路供电。每一种配电方案都有其优缺点，环形双回路供电的投资成本在三者中最大，但获得的供电可靠性也是最高的。双侧双回路供电拥有两个同时供电的电源，所以供电可靠性居中。单侧双回路供电投资成本最低，供电可靠性也最差。因此在确定高压供电方案的时候会根据不同投资成本来选择相对应适合的供电方式。
（2）高压主接线
高压主接线会根据高压电源供电方式的不同而不同。比如当两个高压电源同时对其供电时，采取的高压主接线方式就是单母线分段，不过不会对母联设置开关。这种方式由于结构十分简单，所以需要的设备也比较少，投资成本不高。不过其供电的灵活性与可靠性都相对较差，在出现故障对母线进行检修时需要将所有用户断电。而两路的高压电源一个使用一个备用时，采用的方式也是单母线不分段，虽然此方式线路比较简单，投资成本也不高，但是较灵活。上述两种方式在高层建筑中都不常使用，较常使用的方案是既设置母联开关又对单母线进行分段，这样不管是哪一路电源有问题时，都可以通过母联开关，自动恢复对故障电源侧的负荷供电。虽然这种方式接线很复杂，投资成本也最高，但是其供电可靠性却也是最高的，出现问题受到的影响范围也是最小，解决问题也是最快的。
二、高层建筑对配电系统的需求
1、提高供电电源的可靠性
高层建筑的建造成本比其他建筑要高，而且人员十分集中，所以供电是否可靠直接与企业运行、工作人员与设备安全紧密相关。特别是当高层建筑出现火灾的时候，所有人员以及消防人员都要利用建筑物内本身拥有的消防设施来进行灭火、疏散人员和物资。一般建筑内的消防设施都与电有关，大部分设备都需要电来供应，所以拥有一个可靠性十分高的电源相当重要，否则无法在最短的时间内报警、灭火还有快速疏散人群与物资，对控制火势蔓延也不利，会造成严重的经济损失与人员伤亡。所以为了保障高层建筑中消防设备的正常供电，要合理确定电力负荷的等级，从而提高供电可靠性。
2、电源转换的时间性和方式
一般能够提供两个相互独立电源的高层建筑，按照规定基本上已经满足一级与二级负荷的要求，不过这个要求针对的也只是一般的高层建筑，对那些十分重要的高层建筑或者超高层建筑，其内部设置的供电负荷就要考虑一个电源正常使用出现故障后，备用电源又不能够正常使用的严重情况。这种情况下就要设置应急柴油发电机组，让其作为备用应急电源。而对那些只能提供一路电源的高层建筑，更要将柴油发电机组作为第二供电电源。这个时候的发电机组不再是应急电源，而是作为备用电源来使用。为了保证火灾发生时救援工作能够顺利开展，消防设施要用两个电源的切换方式来使用，而应急发电设备的使用更要将其归纳在消防供电系统的设计中。但是，两个电源切换使用的时间是否能够满足消防设备的需求也十分重要。
结束语
总之，时代不断发展，我国的高层建筑也在不断增多，人们对高层建筑中的供配电系统也越来越关注，如果供配电系统设计不完善，那么高层建筑中的消防设施也就存在隐患，但高层建筑的结构复杂，用电容量与供电负荷的性质都十分鲜明，所以在进行供配电系统设计时要先不断深入研究，这样综合各方面资料与研究结果，将高层建筑中的高低压供配电系统设计更加完善，从而提高高层建筑供电可靠性，减少断电带来的经济损失。
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论文作者:刘海鹏,高凌朵
论文发表刊物:《低碳地产》2015年第10期
论文发表时间:2016/8/18
标签：高层建筑论文; 电源论文; 方式论文; 系统论文; 可靠性论文; 供配电论文; 高压论文; 《低碳地产》2015年第10期论文;