摘要：随着城市的快速发展，高层建筑如雨后春笋拔地而起。高层建筑的出现解决了高度密集城市人口居住难题，为人们的生活与工作带来了极大便利。高层建筑能够为居住者创造一个舒适的环境，其前提是拥有足够的电力作为能量保障。现代高层建筑供配电系统作为建筑正常运行的能量来源，长期以来都受到了设计等部门的高度重视。基于此，本文针对现代高层建筑中供配电设计的应用进行了简要分析，以供参考。
关键词：现代高层建筑；供配电设计；应用
随着社会经济的增长，人们对于居住条件提出了更高的要求，对于高层建筑的电气工程建设的要求也在增加。电气工程的建筑不仅会影响到高层建筑的整体使用效果，还会影响到建筑里面住户的日常生活。而作为组成电气工程的重要部分，供配电系统需要不断进行设计技术的革新，才能为高层建筑电气工程整体运行效果的提高起到一定的促进作用。
1高层建筑电气工程供配电系统设计遵循的原则
1.1供电线路的安全性
根据建筑物的性质、要求、用电设备的分布和环境特征等因素对供电线路进行布线控制。在安全、节约的原则下，城区的高层建筑群配电方式在建筑电气低压供配电设计中绝大部分都是采用分区树干式配电方式，另外，城市路边的路灯供配电中，每个灯杆内部从灯芯到灯杆脚的连接方式与干线接驳的接线也是树干式配电接线方式。干线首端安装的短路保护电器保护分支线长度多少，即如何确定安全长度为多少，在设计实践中，是设计人员需要探讨研究的问题。
1.2建筑供配电系统的可靠性
电气设计最重要的是供配电系统的安全性、可靠性。高层建筑中的消防控制室、消防水泵、消防电梯、火灾自动报警、自动灭火系统、应急照明等消防设备为二级负荷，柴油发电机房送风机，专用变电所所用的送、排风机及消防水泵房、消防电梯所用的污水泵等设备应与消防设备一样为二级负荷。电气负荷中一级负荷最为重要。在对一级负荷的电器设备配备两个电源外，还需安装应急电源。应急电源的作用是保证特殊情况下，对一级负荷电器设备的供电，因此应急电源严禁介入其他电器负荷。柴油发电机组和EPS应急电源是建筑电气设计中最常用的应急电源。
1.3供配电系统设计的合理性
电气节能的基础来自于合理的供配电系统，供电方案的合理性取决于企业对用电量的预测。对于企业建筑而言，配电系统的合理性同等重要。企业建筑内配电设计要减少配电级数和设计科学的配电路径。配电级数的数量不但造成上下级配合复杂，还会增加元器件的数量，而增加故障上升率，并且会使配线电缆的放大。线缆的加长以及供电质量的问题都与配电路径是否合理有关。配电路径的不科学主要原因是配电间不合理的位置所致，所以在设计企业内部配电系统时，要及时优化其位置，否则难以发挥节能的效果。
1.4电气供配电系统节能性
在实际工作中，为了实现变压器的节能目的，需要对投资与年耗电量等诸多因素进行综合性考虑。通过实践我们知道，经济合理的配电变压器，在选型和设计时要根据配电变压器的投资回收年限来最终确定具体型号。一般采用变压器投资费用价差和年耗电的电费价差来获取。对于配电变压器节能优化选型，需要依据高层建筑所需的实际电负荷要求，通常要稍高于变压器最佳负荷来选择型号。
2现代高层建筑供配电系统设计
2.1确定负荷等级，对负荷容量进行计算
依照相关的供配电系统设计规定判断高层建筑的负荷等级，并对建筑物的电能负荷容量进行计算，无论是满足日常生活需要的高层建筑还是满足商业性能的建筑都需要设置好最基本的电能负荷容量，在高层建筑中，一般都配备电梯，有客梯、货梯、工作电梯和消防电梯。消防电梯为一级负荷，其余为二级负荷。在现代化商场、宾馆、金融中心等人口密集而流动性大的场合都设置上、下电扶梯。电扶梯一般为二级负荷。五星级宾馆客房的照明负荷，高层建筑物内部的疏散诱导照明灯，工作场所的事故照明灯，楼梯内的事故照明灯，消火栓内的按钮控制消防水泵起动的控制电源，都应视为一级负荷。一般工作场所的工作照明为二级或三级负荷。
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例如：高层建筑中的消防设备、电梯的运行、应急照明设施等等。在具体的划分过程中，普通的居民用住宅，需要供配电设备能够供应最基本的用电负荷容量，日常生活过程中各种家用电器的运行，都需要负荷居民用电的基本要求。在对商业型建筑进行供配电设计的过程中，在保证基本用电负荷的同时，还需要普通电梯、客户电梯、商业运营电梯的正常运行，这些都需要达到商业标准。通常情况下，我们都是采用需要系数法对用电量进行计算。
2.2供配电的电压设计
为了保证高层建筑的供电系统能够顺利的运行，在设计的过程中。一定要严格的按照相关的规章制度进行设计。我们可以根据高层建筑的基本情况，判定建筑对电压是否有重量级的要求，可以采用一到两组应急发电组，当建筑发生供配电故障时，还能够通过应急发电组的使用保证建筑的正常用电。供电电源一般的配置都是10kV的独立高压电源，低压配电电压一般在380/220V。
供电电压为380／220V，一般接地采用TN—s系统，当某楼为独立建筑物，电源由其他建筑物引来时，接地采用TN—C—S系统。低压配电采用树干式和放射式混合配电，地下室负荷较大，从低压配电房采用放射式配电，从低压配电房到地上各层配电箱采用树干式配电，从层间配电箱至负荷采用放射式配电；大容量干线采用封闭式母线槽，小容量干线采用铜芯塑料电缆；垂直部分沿电缆井敷设，水平部分采用金属桥架或金属线槽敷设，支干线及支线采用阻燃或难燃塑料绝缘导线，放射式采用阻燃或难燃铜芯电缆。一般动力、照明由低压配电柜正常电源母线段供电，火灾应急照 明、消防电梯、消防水泵、防排烟风机及消防中心等一级负荷采用双回路供电，并在线路末端配电箱处自动切换，一回路引自应急电源母线段，另一回路引自正常电源母线段，双回路电源切换柜为自投自复，设电气和机械联锁
2.3变电设备所的具体分布
在建筑供配电的设计中，要根据负荷的具体情况和负荷量的大小，对变电设备的具体位置进行确定。当建筑的负荷率达到75%到85%之间时，一般情况下我们都会选择将变电所建在两百米左右，如果建筑的电容量达到了500kW，变电设备所就必须要建设在两百米之外。另外，现阶段的高层建筑一般情况下都会把变电设备所建设在地下一层。
2.4实际运用
设某高层建筑物地上层数为32层，低下层数为一层。建筑高度达到1242m。地下一层为车库。地上1至4层为大型商业房，5层至19层用以人员避难，其余层数为办公用房。就该建筑而言，预计其总用电量容量为8986KVA，共安设6台1250kVA以及4台1000KVA变压器，自城市高压电网中引入10KVA电源供两路，若其中一路电源发生故障，必须保证另一路不会受到损害。低压配电方面，施工人员应考虑空调这一设备，使用空调的季节性致使其负荷也会随着季节的变化而变化，因此设立独立的变压器。不仅如此，还需考虑该建筑1层至4层为商业用房，而其他层数则为办公用房，为了物业管理更为便利应分别设置变压器。此外，设计人员还应考虑避难层的供电设计。若建筑物发生火灾，需保证避难层内设备不受波及。故而，应急照明以及消防风机等设备的配电应从低压柜中接入。
结语
随着经济的不断发展，建筑电气的供配电设备对电力资源造成了很多的浪费，存在的安全隐患也越来越多，因为供配电设备的安全问题所出现的事故也越来越多。尤其是高层建筑的供配电设备更是如此，高层人口多，用电量大，如果在供配电设计没有做好，会出现很多电力资源的浪费，当事故发生时，还会造成大量的人员伤害和财产损失，对人们的生活安全起不到相应的保障。所以，在高层的配电线路中，要在建设之前的设计环节，就要对其中的各方面因素进行相应的考虑，保证供电系统正常运行的前提下，保证人民群众的人身安全和财产安全。
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论文作者:陆青
论文发表刊物:《电力设备》2017年第16期
论文发表时间:2017/10/24
标签：负荷论文; 高层建筑论文; 供配电论文; 建筑论文; 系统论文; 电源论文; 电梯论文; 《电力设备》2017年第16期论文;