摘要：低压供配电设计是高层建筑电气设计的重要组成，文章通过对高层低压供配电系统特点进行分析，从低压供配电系统存在的问题出发，对电气设计可靠性提升提出一些建议。
关键词：低压供配电；供配电系统；高层建筑；建筑电气
引言
建筑供配电系统在实际运行中，能否始终处于稳定、可靠状态，直接影响甚至决定着人身与生产安全，无论发生何种事故，其所造成的损失都是难以被估量的。所以，在整个电气设计过程中，供配电系统的安全性为其重要环节。针对电力负荷来讲，其依据中断供电所造成的损失以及对整个供电可靠性所产生的影响，可划分为1～3级。
1高层建筑低压供配电系统的特点和重要性
高层建筑低压供配电系统具有明显的特点，因为高层建筑结构比较复杂，因此低压供配电系统设置也具有较大的难度。对比传统建筑物，高层建筑物的空间跨度比较大，需要配备电梯和空调等设备，这些设备需要电力，这也突出了供配电系统建设的重要性，高层建筑施工过程中，需要注重安装和维护高层建筑的电气设备。高层建筑的结构比较复杂，功能要求具有多样化特征，这也加大了低压供配电系统的设计难度，现如今社会经济高速发展，人们的生活质量不断提高，日常生活和工作当中会利用较多的电力设备，耗电量比较大，高层建筑的低压供配电系统需要提高质量，优化相关技术。低压供配电系统可以满足人们的用电需求，如果没有科学的设计低压供配电系统，人们的生活水平就会受到严重的影响，甚至还会威胁到人们的生命财产安全。低压供配电系统可以减少工程施工成本，还可以减少工作人员的工作量，为社会经济的发展奠定基础。因此高层建筑施工过程中，相关部门需要重视低压供配电系统设计工作，在最大程度上满足人们的生活需求。
2低压供配电系统可靠性的影响因素
2.1 过载与短路过载
线路都有一个承受电流额定功率的上限，一旦触碰到这个上限，就会影响低压供配系统的安全性。短路是一种人们在日常生活中有时会遇到的发生在电路上的现象，尤其是在建筑内部用电设施的数量较多时，线路故障的可能性就会大大增加。它是由于线路中的电流流动超过了线路本身材料的承电能力，从而使线路局部负荷或整体负荷造成的。当电路出现故障时，断路器就会做出应对，使故障线路被隔开，减少线路故障给整个配电系统造成的损失。尽管断路器和电路的保护装置能够做好控制线路故障造成的损失的工作，但电路故障给居民的日常生活造成的影响是不可避免的。
2.2负荷密度分布不均
影响负荷密度的主要因素是用户量，在高层建筑中，或是复合型大楼，底层用户一般是商业用电，而高层是居民用电，因此用户的负荷量也是不同的，明显商业用电的负荷量是大于居民用电的负荷量，而住宅性大楼的居民用电量也是有所差异的，有的用户家里电器多，有的少，因此在负荷密度不同的时候，可以根据实际情况选则不同的配电方式，或是在接线时，根据用户的分布情况，通过隔离器的方式来解决这一问题。
2.3接地质量不符合标准
部分地区，施工过程中，接地混用的问题严重存在，加之供电系统未采取相应的接地措施、或未按照规定进行正确的操作，继而造成电气接地存在较为严重的安全隐患。这样一方面无法实现对电气设备的可靠保护，一方面还可能引起漏电、火灾等等意外情况，造成设备的损失，重则危及人员安全。
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3低压供配电系统在高层建筑电气设计中的可靠性的有效策略
3.1优化设计供电电源
如果向低压交流配电室内部输送10kV的市政电源，10kV配电系统经常利用单母线，设计两台容量相近的变压器，可以维护电力系统的稳定性，还可以实现同时供电，如果一条线路出现问题，那么另外一条线路可以提供负荷，维护电力系统运行的稳定性，避免影响到人们的日常生活。低压供配电系统具有复杂的母线线路，同时又涉及到较多的线路类型，高层建筑工程在施工之前，需要充足准备各种品种线路，避免影响到后期施工。此外高层建筑施工过程中，后期电缆安装比较困难，因为电缆重量较大对于安装控件具有较高的要求，需要很多工作人员协作完成工作，利用科学措施优化改善线路，节省施工成本，顺利落实后期维护工作，保障施工企业的经济效益。
3.2优化电路干线的配置方案
低压供配电系统干线的配置中，主要分为三种方式，第一是电源、变压器的分段低压单母线，安装应急电源，符合校方负荷或非消防负荷要求。此方案通常应用在普通高层建筑，满足其基本的规范设计，但所需电源容量较大，投入成本较高。第二是将两路电源、变压器分离运用，实现低压单母线分段，安装应急电源。此方案供配电可靠性较高，可应用在较高符合的高层建筑中。第三是电源、变压器的低压母线分段，利用电源线低压设立两个回路电源，以应用到两个低压分母线段中。
3.3接地设计
在低压供配系统系统中，一共有三种系统模式，分别是TN-C、TT、IT三种系统，TN-C系统是三相四线制供电，分别引出L1、L2、L3、PEN。PEN为保护接零方式，即设备外壳连接到工作零线上，通常PEN要在用电侧进线处做重复接地。节省线路有色金属，工业供电常用，三相负荷相对平衡运行时，PEN线上的电流一般不太大，民用建筑不用。TN-S系统是三相五线制供电，分别引L1、L2、L3、N、PE、N为工作零线，PE为专用保护接地线，即设备外壳连接到PE上，因为用5线配电，有色金属用量大，多为民用建筑配电选择方式，对于大量单相负荷造成的三相不平衡问题，一般N为专用，平时PE不导电，安全性好。无论什么方式，变压器的中性点一般都是接地的包括外壳，所以对变压器来说，PE、N是连接在一起的。因此，在不同的建筑电气设计中可以选择不同的接地方式。
3.4照明供电系统
人们的生产生活在夜晚都会受到很大程度的影响，故在人们的生产生活中，照明设备一定是建筑电气设计中极为重要的一环。同时应该对照明设备连接的电路进行严格把关，防止连接照明设备的线路出现故障，给人们的生产生活带来困扰。而且在设计时应该将照明设备的线路连接部分作为重点，通过加强对连接照明设备的线路管理，减少照明系统出现的故障，方便人们的生产生活。而且在设计时，可以考虑将绿色的设计观念加入其中，通过节能减排、成本低廉及使用范围广等特点加入当今社会的市场，尤其是在公共场所中要合理安装智能化照明装置，以声控、光控和震动等较为常见，真正实现设计合理。
3.5提高供配电设备的可靠性
工作人员选择的供配电设备要具有先进性特征，利用设备的可靠性提高低压供配电系统的可靠性。例如在选择变压器继电保护设备的过程中，因为设备具有较高的自动化程度，因此要具备错相保护自动分合闸，这样可以使低压供配电系统可靠性得到保障。选择低压供配电系统的变压器，可以选择箱型干式变压器，因为这类变压器绝缘材料具有难燃和阻燃性质，如果发生火灾和雷击等，也不会加大灾害的影响力，干式变压器具有良好的防污性和防潮性，在恶劣环境当中也适用，可以预防灾害，降低火灾的影响力。
结语
在高层建筑、多层建筑盛行的今天，做好低压供配电系统的设计，提高供配电系统的可靠性相当重要。人们应该加大对低压供配电系统设计的投入，引进专业人才，加快供配电系统设计应用到高层建筑、多层建筑整体规划中的脚步。在供配电系统的设计过程中，应该朝着多元化的方向发展，通过引进对口的专业人才，优化相关电气设备的构造，保证电力系统的可靠性，来提高人们的生活质量。
参考文献：
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[3]杨瑞杰.高层建筑电气设计中低压供配电系统可靠性研究[J].中国高新区，2017（16）：130.
论文作者:杨文达
论文发表刊物:《建筑模拟》2019年第34期
论文发表时间:2019/11/15
标签：低压论文; 系统论文; 供配电论文; 高层建筑论文; 线路论文; 可靠性论文; 负荷论文; 《建筑模拟》2019年第34期论文;