(西安市建筑设计研究院有限公司 陕西省西安市 710001)
摘要：作为建筑机电工程的基础，供配电系统承担着整个建筑的配电和利用的控制功能，对建筑的综合性能和安全性能有很大的影响。因此，在设计供配电系统时，应从系统运行、系统安全、设计经济等方面考虑，以满足现代高层建筑的综合需求。本文对高层建筑电气工程供配电系统设计进行研究。
关键词：高层建筑；电气工程；供配电系统设计
随着城市现代化进程的推进速度的加快，我国各个城市高层建筑的建设越来越多，这就要求设计人员在进行高层建筑电气设计工作的时候要具有严谨的工作态度和过硬的专业素质，反复核对其设计方案中的用电量计算、变配电所位置、供电和接地方式、导线的选择等是否合理，供配电系统在经济性、稳定性、安全性等方面是否符合要求，是否实现了高层建筑的各项功效，从而为高层建筑发展建设提供可靠的保障。
1供配电系统设计概述
作为电力系统中十分重要的构成部分，供配电系统主要由两个部分构成，分别是用户变电站与区域变电站，主要涉及的是电力系统中对电能进行发、输、配、用中的配和用两个环节。在运行的要求以及特点上，都要与电力系统保持一致。因为高层建筑中的供配电系统，所要面对的直接就是使用者以及用电设备，所以其是否具有较好的安全性能就十分的关键。在电气工程的供配电系统里，功率在流动的方向上一般来说是单向的，也就是从电源端向用户端流动，主要是为了把电力系统电能利用的分配降压，而转换成用户所使用的用电设备可以运转的电能。从当前高层建筑的供配电系统来看，其电压一般是在110KV及之下。所以在设计其供配电系统时，应该根据其所具有的用电量多少、负荷的性质、，还有周围区域供电的状况而制定出一个合理科学的设计方案。同时，还要保证所制定的设计方案不但能够使当前供配电系统的需求得以满足，还能够从更为长久的方面进行考虑，让其在未来具有发展的可能[1]。
2高层建筑电气系统的特点
第一，涉及到的用电设备种类繁多，由于复杂性和庞大性，超高层建筑对电气设备的要求比低层建筑更为严格。高层电气设备分析包括给排水系统，火灾报警系统，监控系统，制冷与供热系统，通风系统和电梯。并且在建筑行业不断发展以及人们需求不断增加下，建筑功能更加完善，建筑结构更加复杂，在一定程度上给超高层建筑中的用电设备带来一定压力，给高层建筑供电系统的稳定高效运行带来严峻挑战。第二，由于超高层建筑的容量和承载能力大于普通高层建筑和低层建筑，其功率负荷和功耗也相对较大。高层住宅的用电量高于普通的低层住宅，更不用说具有酒店和办公楼等功能的商业高层建筑。用电量更加明显，用电量加大增加了建筑物的用电量负荷，为了满足高层建筑的电力需求，有必要加强低压配电系统的设计。第三，对供电可靠性提出更高要求，高层建筑的住户相对于低层建筑更多，因此对于电力的需求也远大于低层建筑，为保证高层建筑用电的稳定性和安全性，主要应用一级负荷、二级负荷两种情况，一级负荷需要配备2套相互独立的供电系统，以确保即使一套系统出现问题，另一套系统也可以代替其继续工作，保证高层建筑各项功能实现稳定运行[3]。
3高层建筑供配电的设计方法
3.1高压配电系统的设计
高层建筑的住户非常多，其用电设备也比较多，因此，高层建筑中在使用的过程中一般需要使用两路独立的10Kv电源，这两路电源同时使用的过程中能够保证电力的正常供应。高压配电系统在整个高层电气系统中的作用非常的明显，其所占有的比重也比较大，能够保证电源供应良好进行，一般来说，高压配电通常是经过母线分段的方式来进行的，线路正常使用中进行切换，两者之间可以交叉进行供电，这样能够保证电力供应的正常进行，确保整个建筑工程顺利的进行供电，保障人们的正常生活需要。
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3.2低压配电系统的设计
高层建筑电气工程中的一个重要组成部分是低压配电系统。低压配电系统是高层建筑电气工程建设使用中的重要供电系统，能够为促进高层建筑的整体使用效果起到良好作用。低压配电系统在实际使用当中，需要做好各方面的防护措施，由此才能够有效发挥低压配电系统的良好作用，减少不必要的损失。高层建筑电气工程在进行低压配电系统的整体施工设计时，需要做好低压系统的接地保护设计工作。低压配电系统中接地保护措施，不仅能够有效保护建筑供电系统中低压部分的电流电压，同时还能够有效避免低压配电系统的一些突发状况。低压配电系统中的电流电压容易受到外部作用的影响，而发生一些突发事件，影响到供电工作的顺利进行。低压配电系統在进行设计施工的过程中，可以针对低压配电系统的常见系统方式进行详细的考察，主要包括低压配电IT系统、低压配电TT系统以及低压配电TN系统等[1]。
3.3供配电设备可靠性分析
因为高层建筑中有着很多不同功能的电气设备，如果想要保证这些电气设备安全稳定的运行，那么就必须保证供电设备的安全可靠，要尽可能选择技术更加先进的供电设备，以此来保证供电设备的可靠性。比如说在选择变压器继电保护装置时，就要选择更加先进的拥有更高智能化水平的设备，只有更加智能化的设备才能更好提高供配电系统的可靠性。同时在对变压器进行选择时，也要结合供配电系统自身的特点以及实际的运行。另外一个方面，因为高层建筑选用的电气设备非常多，因此如果电气设备的相关使用人员在对电气设备进行使用时如果不够注意，那么就很容易发生火灾，因此在对变压器进行选择时，也要重视变压器的防火性能。同时在对变压器进行选择时，也要注意变压器的其他性能，变压器是否防潮，甚至对污染的防护能力高低等等，只有选择好了变压器才能让高层建筑中的供配电设备拥有更高的可靠性。
3.4负荷等级的设计
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。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。超高层建筑中的消防用电设备如消防水泵、消防电梯、防排烟风机等用电均应按一级负荷中的特别重要负荷要求供电；客梯电力，排污水泵，电话机房和保安，航空障碍灯等用电设备均应按一级负荷的要求供电。其消防负荷等级为一级负荷，为满足规范中对应急照明切换时间的要求，因此应急照明电源除正常两路电源外，另在消防控制室设置集中EPS应急电源.超高层建筑应设柴油发电机作为应急电源或者备用电源，一般低于200米的超高层建筑宜采用低压柴油发电机[2]。
结束语：
建筑行业作为我国整体经济发展的基石，其发展直接影响着我国整体经济的发展走向。高层建筑是城区基础建设的核心部分，正确运用高层建筑，可以改善在城市化管理中产生的土地资源不充足问题，从而为城区发展提供保障。供配电系统设计是高层建筑工程的关键环节，需要在全面了解建筑构架及其作用的前提下，来规划供配电系统设计流程，以确保设计整体的标准性；更要注意在供配电系统设计过程中，将“安全施工”的理念充分落实，以增强高层建筑的整体质量。
参考文献：
[1]龚发虎.高层建筑电气工程供配电系统设计分析[J].电子技术与软件工程,2016(21):237.
[2]李二宝,彭梦龙,舒彬.高层建筑电气工程供配电系统设计探讨[J].科技展望,2016,26(10):120.
[3]高斌.浅谈高层建筑电气工程供配电系统设计[J].绿色环保建材,2016(02):89-90.
论文作者:李静雯
论文发表刊物:《电力设备》2019年第5期
论文发表时间:2019/7/24
标签：高层建筑论文; 系统论文; 供配电论文; 负荷论文; 设备论文; 低压配电论文; 电气工程论文; 《电力设备》2019年第5期论文;