关键词：建筑电气设计；低压供配电系统；可靠性；研究
1建筑电气设计低压供配电系统概述
1.1建筑电气设计中低压供配电系统的要求
建筑工程中供电电源的可靠性方面还存在很多问题，特别是供电电源方面，其主要是因为高层建筑中会应用很多的负荷，包括一级负荷与二级负荷，因此对线路的要求非常高。不仅如此，为了更好的确保高层建筑供配电系统的可靠性能，需要重点加强安全系数控制，从而能够更好的进行维修操作。在进行变配电装置设计的时候需要重点加强维护工作。通常情况下，高层建筑会有很多地下层，在设计的过程中会选择将总配电室设计在地下一层。高层建筑供配电系统的科学性直接影响着建筑的整体性能，因此需要重点加强研究。
1.2建筑低压供配电系统的特点
1.2.1建筑工程结构更为复杂，有许多功能需求。为了更好地满足设计要求，高层建筑工程必须充分发挥其特点，提高设计理念。随着社会的发展和人民生活水平的提高，人们对电力设备的需求不断增加，这将大大增加电力消耗。为了更好地满足人们的需求，保证供电系统的稳定运行，继续加强研究是非常重要的。
1.2.2建筑工程低压供配电系统具有一定的特殊性，特别是在施工质量和安全方面。高层建筑结构相对复杂，这将大大增加低压供配电系统的难度。供配电系统设计是施工过程中非常重要的一个环节，因此需要重点加强研究，以更好地保证设计水平，为以后工作的有效开展提供保障。
2低压供配电系统可靠性的影响因素
2.1变压器及保护装置
变压器是一种能改变交流电压的装置。因此，在高层建筑的电气设计中，经常会出现变压器。变压器的安装位置和使用方式非常重要，将影响低压供配电系统的稳定性。一般情况下，变压器的安装位置是根据楼层高度来确定的。在许多高层建筑中，建筑物的电气系统存在许多问题。低压供配电系统出现问题的频率比较高，有的没有安装安全保护装置，导致泄漏发生时监测失灵，有的安装的安全装置不合格，不能起到监测的作用，从而增加了发生安全问题，如触电事故、泄漏火灾等。不安全问题的出现，如建筑物的使用或给他人造成不必要的伤害和损失。
2.2漏电原因
在高层建筑电气设计中，漏电保护措施存在两个主要问题。一是漏电保护器的使用状态，二是漏电保护器一直处于非正常状态，功能丧失。二是保护装置长期处于正常工作状态，导致保护装置灵敏度降低，保护装置功能降低。使用寿命和工作性能。漏电保护装置是低压供配电系统正常运行的有效措施和手段，能有效防止触电和漏电火灾的发生。具体过程是当电流短路，感应器温度上升到临界值时，会自动跳闸，切断电源，防止情况进一步恶化。此设置可以有效地保护用户的生命。
2.3负荷密度分布不均
影响负荷密度的主要因素是用户数量。在高层建筑或复杂建筑中，底层用户通常使用商业用电，而高层用户使用住宅用电，因此用户负荷不同。显然，商业用电负荷大于居民用电负荷，居民住宅用电量也有所不同。所有用户都使用家用电器。很多，有的很少，所以当负荷密度不同时，可以根据实际情况选择不同的分配方式，或者根据用户的分布情况联系起来，用隔离器来解决这个问题。
2.4接地设备的质量
接地装置是建筑用电的重要组成部分。接地设备的质量严重影响低压供配电系统的使用安全。在许多高层建筑设计中，施工单位不重视接地设备的质量，接地处理不到位。由于这种不负责任的做法，接地方式混乱，难以管理。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在高层建筑中，如果接地不按国家标准运行，使用的设备质量不合格，就会出现低压供配电系统的问题，系统安全问题的风险也会增加。
3提高建筑电气设计低压供配电系统可靠性的方案
本部分以某高层建筑为例，对低压供配电系统进行优化设计。采用仿真方法对系统的可靠性进行了评估。
2.1工程概况
本工程为高层商业建筑工程，共20层。地下两层是停车场。地上一至五层是商店，六层是餐饮场所，六层是办公楼。与普通建筑相比，这类建筑的电气系统设计难度更大。负荷密度是影响建筑电气方案设计的主要指标。结果发现，商场负荷密度为100w/m2，车库负荷密度为15w/m2，办公负荷密度为60w/m2。考虑到建筑功能复杂，本工程决定对低压供配电系统进行优化设计，以提高供配电的可靠性，提高业主的电能质量。
2.2设计方案
2.2.1接地设计。将TN-C系统、TT系统及IT系统应用到建筑低压供配电系统的接地设计中，可有效提高接地水平，提高系统运行的稳定性与可靠性。以TT系统为例，用该系统设计接地时，电气设备应采用自己的接地极，不与PE线连接。这种接地方式可以有效地防止故障电压从PE线进入房屋，提高业主用电的可靠性和安全性。根据it系统的接地方式有多种接地方案。设计人员可以采用直接接地的方法使低压配电设备的金属外壳接地，但电源中性点不接地。另外，电源中性点可采用电阻接地方式接地。实践经验表明，采用这种方法接地时，其电阻应控制在1000欧左右。此时，低压配电设备的金属外壳，同样可采用该方案接地，以提高低压配电系统的可靠性。本工程采用TN-S系统，强弱电共用接地，接地阻值不大于1Ω。
2.2.2变压器设计。本工程中，建筑的高度较大。为确保高层用户能够正常用电，在何位置设置低压供配电所较为重要。以800kV·A变压器为例，当变压器本身重量达到2.5t及以上时，变压器应采用电梯垂直运输布置在相应楼层。目前工程上常用的变压器运输方案有电梯运输和现场组装。变压器采用电梯运输方式布置，对电梯性能要求较高。因此，本工程决定采用现场组装的方式在相应楼层安装变压器。为了提高供配电的可靠性，计算变压器的负荷率和供电半径至关重要。一般情况下，当变压器负载为80%时，供电半径一般可达200m，当供电半径大于200m或供电容量大于500kw时，应采取附加措施，合理布置变压器。本工程在一层设置变电站，方便变压器运输。低压母线分段，两台变压器相互连接，提高供电可靠性。并保证变电所至顶井配电箱供电半径不大于200m。
2.3可靠性评价
为判断设计方案是否合理，本工程设计完成后，通过调试对低压供配电系统的安全性进行了调试。与解析法和人工智能方法相比，仿真法更适用于低压供配电系统的可靠性评估。因此，本项目决定将仿真方法应用到可靠性评估过程中。整个建筑满负荷运行后，在48小时内每1小时提取一次低压柜智能仪表的参数，并用仿真方法对模型进行评估。评价结果表明，采用上述方案，所有低压供配电设备均能正常运行。运行48小时后，未发生故障。建筑物低压供配电系统一年内未发生安全问题。实践证明，该方案有效地提高了低压供配电系统的可靠性。
结束语
在现代建筑发展过程中，加强低压供配电系统设计的可靠性和安全性研究，认真落实相关改进措施，将促进现代建筑的可持续发展。目前，建筑内部电气设备正朝着多元化的方向发展，混凝土施工复杂度高。因此，在设计实践中，应优化低压供配电运行环境，优化相关电气设备选型，保证电力系统运行的可靠性，满足人们的日常需求，为国民经济的发展做出贡献。
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论文作者:范飞跃
论文发表刊物:《中国电业》2019年第14期
论文发表时间:2019/11/18
标签：低压论文; 系统论文; 供配电论文; 建筑论文; 可靠性论文; 变压器论文; 负荷论文; 《中国电业》2019年第14期论文;