孙丽娟
（南京金海设计工程有限公司，江苏南京210037）
摘要：高层建筑具有楼层较高、用电量较大的特征，相比于普通的建筑物，其相对电压的负荷也会有所增加。同时，高层建筑中各种类型的电器数量也较多，这大大增加了安全隐患的发生。在此情况下，可靠的供配电系统就显得尤为重要，进而确保高层建筑中电力系统的正常运行。因此，必须对高层建筑电气设计中的低压供配电系统的可靠性进行深入的研究。
关键词：高层建筑；低压供配电设计；可靠性
前言
自改革开放以来，伴随着我国城市化的进程，加上生活在农村的人们大量涌向城市，刺激了城市的建筑住房需求，可是城市可供建房用的土地十分有限、供小于求，在这一环境下，办公和居住建筑逐渐趋向高层化方向发展，高层建筑拔地而起，同时也给低压供配电系统带来相应的压力，对建筑电气专业设计人员也提出了更高的要求。
1高层建筑以及供配电系统的特点
高层建筑的供配电问题非常重要，其对高层建筑建设质量以及安全存在直接的影响。近年来，随着我国建筑行业的快速发展，高层建筑的结构也越来越多样化，这大大增加了供配电系统设置难度。同时，高层建筑与传统建筑之间存在较大的差异，从空间来看，其跨度比较大，特别是在纵向上的跨度非常之大，且目前的高层建筑大多配备有电梯、空调等先进设备，这些都要依赖电力的支持，供配电系统的安全具有非常重要的作用。由此可见，电气化设备的可靠性是确保高层建筑用电安全的最主要的因素。
除此之外，高层建筑本身的结构也较为复杂，且其功能也是多样化的，根据不同的需求与功能而设计出不同的高层建筑，进一步加大了配电系统设置难度。现阶段，随着我国的经济发展，人们的生活水平不断提高，现在人们的家用电器或者是办公所需要的电器越来越多，所以，用电量也就越来越大，在此情况下，必须不断提高、改善、优化供配电系统的安全性和可靠性。
2高层建筑供配电系统设计要求
2.1满足供电电源的可靠性
高层建筑供电电源的可靠性大大影响着建筑中人们的日常生活、生产的相关设备运行的安全。同时，针对目前高层建筑火灾救援形势的不断严峻，大多数高层建筑主要采取自身消防设施灭火和安全通道的方式来疏散人员。其中，高层建筑自身的消防灭火设施必须依靠供电电源。这就也意味着，一旦供电电源的可靠性不能实现，火灾发生之后所有与消防灭火相关的设备，例如淋水系统、消防电梯、消防照明、消防报警设备等，均无法发挥其自身实际作用。
此外，目前我国高层建筑物大部分都采用了电梯，一旦供电电源不可靠，电梯极易出现由于电源供给不充足的故障，给高层建筑物中的人员生活和其他活动展开带来阻碍。所以，满足供电电源的可靠性对于高层建筑灭火、高层建筑生活、高层建筑企业的正常运营都是相当重要的。
2.2保障供电的持续性和电源时间性
一般情况下，对于只要通过电网就可以提供两个独立电源的一些高层建筑来说，其基本上能够达到一级与二级负荷的要求。但因高层建筑不同于普通的建筑，其内部具有非常重要的负荷，所以，需要对以下情况进行充分的考虑：当高层建筑中的电源系统出现故障或者是需要进行检修保养时，且另外一个独立电源又无法正常供电时，就需要将柴油发电机组作为备用或者应急电源。
而针对只能提供一个独立电源的高层建筑来说，其必须将柴油发电机组作为备用供电电源。需要特别注意的是，柴油发电机组并不是应急电源，而是备用电源。因此，在进行高层建筑供配电系统设计时，必须要能够满足有两个或者两个以上的电源进行切换，而对于电源切换过程和时间，也需要满足相关电气设备的要求。
3影响供电系统的安全可靠性的原因
3.1过载及短路问题
对于建筑工程的供电系统而言，从供电的安全性和可靠性等方面出发，应该注重过载保护和短路保护，确保在出现问题时，断路器或者熔断器能够及时动作，保护供电线路和供电设备的安全。
3.2接地质量问题
在高层建筑工程的电气设计中，低压供配电系统存在着接地形式混乱的情况，管理混乱，尤其是供电系统，往往对于接地处理重视不足，或者没有按照相关标准及规范进行接地处理，导致其接地质量存在一定的问题，严重影响了系统的运行安全。
3.3保护装置问题
相关统计数据显示， 在当前高层建筑低压供配电系统中，多数安全保护装置都存在一定的设置问题，无法对系统的漏电情况进行有效检测和控制， 很容易引发触电事故或者火灾事故，导致严重的财产损失和人员伤亡。
3.4漏电保护问题
漏电保护是一种非常有效的保护性措施，能够实现对接地事故的有效防范和控制，当人体直接接触电流时，能够瞬间跳开电闸，切断电源，从而保证安全。但是从目前来看，在漏电保护器的选择和使用方面，存在着各种各样的问题，导致其无法发挥应有的作用。
4高层建筑电气设计低压供配电系统的可靠性分析
4.1供配电系统主接线可靠性分析
在电力系统运行中，低压供配电系统的主线具有关键性作用，系统主线设备较多，且其在电力系统中的分分部也较为广泛，复杂的现场条件使系统本身与设备操作频繁，在运行中出现故障之后，往往会对整体系统带来影响。因此，在高层建筑低压供配电系统中，应当采取系统集成的方式，以此来尽量减少投资运行的总花费。
此外，为了确保系统主接线的安全可靠性，在进行低压供配电设计时，可以采取有效结合380/220V的交流放射式及树干式的形式进行。高层建筑树干式供配电形式如图1所示。并且还要具体到细部，对于普通照明与一般性负荷，应当尽可能采用放射式与树干式结合的供电方式，集中性的负荷供电则选用放射性供电单一模式。
图1 高层建筑树干式供配电形式
4.2备用电源可靠性分析
在进行高层建筑备用供电系统设计时，通常采取采油发电机组，而为了提升供配电系统的可靠性，需要满足以下要求：（1）当采取单台机组时，额定容量不得超过1500kVA。（2）作为大型商业高层建筑的应急电源，当供电系统中断之后，应在0～10s内将备用电源投入正常运转，以此来减小经济损失。（3）当发电机组达到额定转速时，应分批投入负荷，并遵循先大容量后小容量的原则进行，同时还要错开投入时间，进而减小低压母线的起动压降。（4）当电网正常恢复供电时，要延时30～60s 自动恢复供电，然后再延时几分钟停止运转采油发电机组。
4.3供配电设备的可靠性分析
在选择供配电设备时，需要尽量选用具有先进性特征的设备，且设备自身的可靠性直接影响着低压供配电系统的可靠性。因此，选择性能较为良好的设备至关重要，例如变压器继电保护设备等，这些设备自动化程度高，具有一定的错相保护自动分合闸等功能，可最大限度的提高低压供配电的可靠性。
此外，在进行低压供配电设备中的变压器的选择时，可以选择防火性能良好的箱型干式变压器，这主要是因为干式变压器的绝缘材料均是难燃、阻燃性质材料，就算出现火灾、雷击等情形，也不会造成很大灾害。一般情况下，干式变压器具有很强的防潮和防污性可在恶劣环境中运行，所以能够有效预防灾害的发生，降低火灾的损失。
5结语
综上所述，在进行高层建筑的电气设计时，必须对低压供配电系统的可靠性进行全面的考虑，这要求不仅要确保供配电系统的电气负荷和线路的可靠性，在设计过程中，还要重视安全措施的采用，不断改善供配电系统的防雷设施，尽量降低少高次谐波的分量。此外，在进行高层建筑电气设备的选用时，需要尽量选用可靠性较高的，且技术比较先进的产品，进而确保供电系统电力供应的安全系数，满足电力供应的品质要求。
参考文献：
[1]张计明．高层建筑电气设计中低压配电系统安全性探讨[J]．工程技术，2015（22）
[2]蔺怡．建筑电气低压配电设计中各种接地系统的分析[J]．黑龙江科技信息，2014（11）
[3]易林．高层建筑电气中低压配电设计研究[J]．科技传播，2014（04）
论文作者:孙丽娟
论文发表刊物:《建筑建材装饰》2015年12月上
论文发表时间:2016/9/2
标签：高层建筑论文; 供配电论文; 系统论文; 可靠性论文; 电源论文; 低压论文; 设备论文; 《建筑建材装饰》2015年12月上论文;