关键词：高层建筑；电气设计；设计要点；分析
一、高层建筑电气设计的主要内容
1.负荷的计算
屯力负荷是供电设计的依据参数。计算准确与否，对台理选择设备、安全可靠与经济运行，均起决定性作用。现代高层建筑的电力负荷计算，基本上采用需要系数法和负荷密度法。
2.供电电源及电压的选择
为了保证供电可靠性，现代高层建筑至少应有两个独立电源，具体数量应视负荷大小及当地电网条件而定。两路独立电源运行方式，原则上是两路同时供电，互为备用。另外，还须装设应急备用柴油发电机组，要求在15 s内自动恢复供电，保证事故照明、电脑设备、消防设备、电梯等设备的事故用电。高层建筑的供电电压，一般都采用10 kV标准电压等级。
3.高低压配电系统的设计
（1）高压配电系统
现代高层建筑均是采用两路独立的10kV电源同时供电。一般高压采用单母线分段，自动切换，互为备用。母线分段数目与电源进线回路数相适应。只有当供电电源为一主备时，才考虑采用单母线不分段的接线，电源进线几乎全部采用电缆进线。
（2）为减少变压器台数，单台变压器的容量选择一般都大于l000 KVA
为限制低压侧的短路电流，正常时变压器解列运行，中间设联络开关。照明和动力分开设变压器，当动力用电容量太小时，动力变压器可不分开装设，而在低压侧席对动力负荷分类计费。
（3）计费方式，采用高供高计
但在低压侧，仍装设计费电度表，采用将照明与动力分开的两部电价法。有些地方供电部门又把空调设备的用电全部划人照明计价系统，一般做法是安装总表及动力表，由总表减去动力表以后，全部为照明电费。4）高压系统及低压干线的配电方式基本上都采用放射式系统，楼层配电则为混合式系统，配电设备中的主要部分是干线。现代高层建筑的竖井多采用插接式母线槽。水平干线因走线困难，多采用全塑电缆与竖井母干线联结。每层楼竖井设层问配电小闸。层间配电箱经插接自动空气开关从竖井母干线取得电源。当层数较多负荷数较大时，一般按层数分区供电，或将变压器分散设在地下层、中间层或最顶层。
4.主要设备的选型
（1）高压开关柜
现代高层建筑的变配电室设在主楼地下层，按规定不宜采用油开关。国外用于高层建筑的开关有三种类型可供选用：高压空气断路器，SF6开关和真空断路器。其中高压空气断路器因技术陈旧，SF6开关尺寸数大，气体具有毒性，故目前10 kV真空断路器应用的较为普遍。因此，应根据高层建筑地下室的标准，选用具有“五防”功能的真空开关手车式高压开关柜。
（2）电力变压器
根据防火要求，主楼内是不允许装设大容量的油浸电力变压器的。国外有干式变压器、SFe变压器和硅油变压器三种产品可供选用。国内一些变胜器生产厂家生产的干式变压器，主要技术指标已达到国际先进水平。
（3）低压配电屏
多采用自动空气开关出线。与配电变压器的容量为1 600 kVA时，低压母线上的短路容量己超过40 kA，目前国内已能提供这样大容量的产品。国外低压配电屏的结构，几乎都做成抽屉式，特别足大容量的出线，则做成手车式。
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（4）应急备用发电机组
应急备用发电机组必须是快速自起动的，按要求应能在15 s内恢复供电。过去太多是采用柴油发电机组做应急备用电源的。近年国外高层建筑已开始采用燃汽轮发电机，这种发电机具有体积小、重量轻、反应速度快、故障率低等优点。从可靠性考虑最好选用两台，自动并车。容量较小时也可选用一台。
（5）母线槽和电缆
绝缘母线槽有铜的和铝的两种，具有容量大、结构紧凑、可靠性高、使用维护方便等优点。国外的现代高层建筑，插接式绝缘母线槽已完全取代了电缆竖井。
5.变电所位置的确定
现代高层建筑的用电量相当大，在确定变电所位置时，应尽可能使高压深入负荷中心。这对节约电能，提高供电质量都有重要意义。国外高层建筑的变电所都设在主楼内。建筑高度在30层左右的，大都集中在底层；60层左右的，则分散在地下层、中问层和顶层。也有仪在中问层或仪在地下层、顶层设变电所的。变电所的数挺及其位置的分布，应通过技术经济比较决定。
6.电气照明设计
电气照明设计，包括光源选择、照度计算、灯具造型、灯具布置、眩光控制和凋光控制及照明配电线路敷设等。照明设计与建筑装饰有着非常密切的关系，应该相互配合，在使用功能及艺术意境方面求得统一。选用高光敏电光源，可以取得节能的效果。
二、高层建筑电气自动化的设计要点分析
1.高层建筑电气自动化中运行监控系统的设计
高层建筑中的电气监控系统，主要作用为监控设备运行情况以及发生故障的可能性。一旦设备出现故障，需及时停止工作，避免故障进一步扩大，影响高层建筑整个电气系统的正常运行。电气监控系统的运行，主要包括以下要点：在系统的测量过程中，通过确保设备正常运行，将运行参数输入到监控系统中，谨慎处理测量参数，并进行显示，将预设值与检测参数进行对比分析，以此掌控系统运行状况。如果电气监控系统经过逻辑判断，发现故障，需将保护信号输出并开启执行元件，以此保设备动作。在程序执行环节，可进一步放大逻辑信号，并参考预设指令信息，完成任务。
2.从电气保护设计角度
关于电气保护设计，主要考虑的内容包括：第一，安全保护接地。其主要利用金属对设备与接地体进行连接，如典型的强电或弱电设备是高层建筑电气设计中需考虑的重要内容。第二，工作接地。其主要针对变压器中性线接地而设计，要求引入铜芯绝缘线，有利于三相电压平衡的维持。第三，防静电接地。其在高层建筑设计中更体现利用静电物体使电气回路得以形成。
3.节能系统
在高层建筑中，水系统、门窗、可再生能源、通风等都可以涉及到节能问题，电气自动化系统同样面临着节能降耗的问题。通过自动化设计能够有效地达到建筑节能、资源充分利用的效果。在建筑电气自动化设计中，可以通过自动回水系统降低水资源消耗，提高水资源的利用率。将自动化技术应用到照明系统中能够节省大量的电量，比如声控灯、光感应灯。在能源日渐紧张的今天，节能降耗、提高资源利用率已经成为了未来发展的主流趋势，应当加强节能理念在自动化设计中的应用。
4.电气接地
电气接地的重要性在电气自动化设计中是我们不可忽视的，它与整个供电系统的安全可靠性之间的关系极为紧密。电气接地现在我们日常生活中常见的有TN-S系统和TN-C-S系统。
TN-S系统是一种由三相四线及PE线组成的接地系统，它可以全面的提升电气设备运行的安全性和可靠性，所以在电力系统中应用广泛，TN-C-S系统主要分为TN-C和TN-S，它们的界面分别在N线和PE线的相交处。
结语
随着城市化的快速发展，高层工程逐渐增多，高层工程电气规划成为设计师必须要处理的问题，在资源短缺的现在，更应重视节能的规划。高层工程具有人员集中、建筑高、层数多等特征，必须要落实好其供电结构和消防结构安全和稳定性的设计，严格管理高低压供电结构，如过渡气候可以按照负荷的改变合理降低变压器的工作，以实现节能的目的。
参考文献：
[1]李平. 超高层建筑电气设计要点简析[J]. 现代建筑电气，2013，4（11）：20-22+31.
[2]赵丽萍. 超高层建筑电气设计要点[J]. 中华民居（下旬刊），2013，（06）：293-294.
[3]李锐. 超高层建筑电气设计关键技术分析[J]. 山西建筑，2015，41（33）：147-149.
论文作者:王进
论文发表刊物:《防护工程》2019年第4期
论文发表时间:2019/5/30
标签：高层建筑论文; 电气论文; 系统论文; 变压器论文; 负荷论文; 竖井论文; 高压论文; 《防护工程》2019年第4期论文;