刘院写 丁树伟
中国核电工程有限公司郑州分公司 河南郑州 450000
摘要：在高层建筑设计中，需要重视高层电气系统的配置问题，尤其是当前发展阶段，随着资源节约型和环境保护型理念的提出，绿色建筑的理念也深入到高层建筑设计中，在建筑设计中更加重视节能性和环保性；高层建筑电气系统比较复杂，并且设计水平直接影响到后期建筑物的使用质量，在设计中更要重视起安全性和节能性。基于此，本文主要对高层建筑供配电系统设计进行了简要的探讨，以供参考。
关键词：高层建筑；供配电系统；设计分析
引言
在对高层建筑进行电气施工时，如果施工人员无法保证低压供配电系统的安全性，稳定性，那么就会导致整个高层建筑的电气设备存在安全隐患，同时因为高层建筑需要安装的电气设备非常多，所以就更需要低压供配电系统的安全稳定。
1变电所选址
高层建筑的电力系统的运行是否正常，电力系统的整体规划是否合理，配电系统是否稳定、可靠，其关键在于配电所在高层建筑中的位置设置是否科学。在进行供电所的规划时，为了使低压供电半径最小化，尽量减小电能的损耗，并使供电质量得以提高，一定要将其尽量的向负荷中心靠拢。低压线路的供电半径一般都是由实际的供电环境确定的，其长度通常情况下不可以大于200m，若大于200m，就必须进行变配电所的增加。
2线路设计
低压开关柜为建筑低压供配电系统的主要组成部分，电缆如何在开关柜内进出，是线路设计人员需考虑的主要问题。常用的线路进出方案，以“电缆夹层方案”“电缆沟方案”为主。工程供配电装置，需设置在主楼的中间层。采用“电缆沟方案”布置线路，与工程环境不符。因此，工程考虑将“电缆夹层方案”应用到设计过程中，使电缆能够辐射至不同区域，提高线路布置水平。如工程的低压开关柜设置在底层，则可采用“电缆沟方案”对线路进行设计。可在取消地下填土层的基础上，在距离地下底层1.8m的区域，浇筑混凝土板。使楼板能够形成夹层，用于进行线路布置操作。采用上述方法设计，不仅便于维护，且可有效提高电缆的安全性，提高低压供配电系统的可靠性。高层建筑在主楼设置有专用的强电井与弱电井，竖向干线敷设于电井中，强弱电电缆分开敷设，让强电电缆不会干扰到弱电电缆中的弱电信号，提高线路传送的可靠性。电井设计预留足够的空间，让电缆有足够的空间散热，提高电缆在环境中的载流量。
3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，当采用该系统设计接地时，电气设备均应采用各自的接地极接地，与PE线无连接。采用该方式接地，可有效避免故障电压自PE线进入户内，提高建筑业主用电的可靠性与安全性。基于IT系统的接地方式，接地方案较多。设计人员可采用直接接地的方式，使低压配电设备的金属外壳接地，供电电源中性点则不接地。除此之外，还可使供电电源的中性点，采用电阻接地的方式接地。实践经验显示，如采用该方法接地，电阻应控制在1000Ω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。高层建筑采用TN-S系统，强弱电共用接地，接地阻值不大于1Ω。
4高压配电系统设计
在高压配电系统的设计当中，专用高压配电所（10kV）应接近负荷中心和电源侧。一方面是为了进出线方便，另一方面是便于吊装和搬运。一般设置2个变配电所，二路市电分供负荷，相互之间作为备用采取放射式接入的方式，与高压配电室相连接，以降低配电级数，缩短供电半径。一次接线和二次接线设备的选择，应根据供配电的实际需要，合理进行组合设计。分段供电是高压配电的重要方式。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆当其中一路市电停电，且不能采用低压限负荷方法时，则需要手动合闸母联开关，将另一路市电作为备用，同时支持二路市电供应，直至故障排除后恢复为二路市电分供。
5低压配电系统设计
单母线分段供电是低压配电系统的主要运行方式，根据电气设备、照明设备以及其他建筑电气设备的用电负荷性质，形成低压配电系统。低压配电系统中设置有母联开关，面对变压器故障或停机检修的情况，自动转换为其他变压器供电，一般用于低于三级的配电级数。为了减少供配电过程中的线路损耗，在条件允许的情况，尽量缩短供电半径，将变电所设置在负荷中心附近，进而充分满足电气节能的需求。
6高层建筑供配电线路的损耗设计
高层建筑的电能输送，需要靠供配电线路来实现，供配电线路的干线和支路等线路组成了一个完整的、交错的复杂网络，总长度一般可达几十万米，其供配电线路的整个电能消耗相对较大。因此，对其损耗的设计和控制，也是高层建筑电系统中节能性研究的重点内容。要降低电能消耗，要考虑以下几个方面的内容。首先，要选择科学的配电电压等级。配电电压的等级需要结合高层建筑物的特点，不断提高电压等级，减少配电线路的损耗；其次，在导线的选择上要遵循经济安全的原则，在实际的应用中，可以选用一些新型的材质导线，如铜芯电缆线，其传输的效率比较高，要结合高层建筑电能负荷的要求，针对不同的建筑物，选用合理的导线；再次，要减少配电线路的长度，这样能缩短安全供电的距离，更多地减少电能损耗；最后，还要选用横截面积大的线缆。一些高层建筑的电机设备与供电系统距离比较远，这样就要重考虑线路的稳定和电压情况，根据实际情况选用较大横截面的线缆。
7功率因数补偿分析
无功功率补偿是减少变压器空载及负载损耗的有效途径，在低压静态电容器的作用下，完成了在变配电室中的自动补偿，进而提高总补偿容量，提高变压器低压侧功率因数。而分相无功自动补偿装置的使用，则需要参考母线电流最大相、三相负荷电流平均值，对比其差异。
8谐波控制
计算机、变频空调是超高层建筑内常用的电气设备，而这些设备在工作运行过程中，受到非线性负荷的影响，容易产生谐波。谐波的产生会引起配电设备发热，并会干扰到电力系统的稳定运行，存在着一定的安全隐患。出于减少谐波的考虑，应对变压器的接线形式进行科学、合理的设计，D，yn11接线形式则是一种良好的选择。串接电抗器或安装智能有源滤波器，均能够在不同程度上对谐波电流产生抑制作用，为供配电安全和电气设备的正常运行提供重要的保障。
9变配电系统的监控
加强对变配电系统的监控，并建设电力监视管理工作站和监控设备单元，能够实时掌握变配电系统的工作运行情况，对其负载特性、能耗到内蒙情况进行动态分析，无需人力值守，即可全面掌握变配电系统的工作运行，能够对异常情况进行预报，及时进行处理。
结束语
总而言之，当前高层建筑在现代城市建设中比较常见，电气系统对高层建筑整个工程设计有重要影响，要保证高层建筑的使用性和稳定性，需要重视对其安全性和节能性的研究，充分利用先进的设计手段，结合高层建筑的特点，在保证其安全性的基础上，重视对经济性和节能性的研究。
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论文作者:刘院写,丁树伟
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第23期
论文发表时间:2018/12/11
标签：系统论文; 高层建筑论文; 线路论文; 供配电论文; 低压论文; 电缆论文; 负荷论文; 《建筑学研究前沿》2018年第23期论文;