摘要:当前我国建筑普便存在的特点就是楼层高、用电量大,与传统的建筑相对比,新型建筑的电压负荷是要高于传统建筑的。在建筑中含有电器种类较为繁多,这为建筑留下了极大的安全隐患。基于此种状况下,可靠的配电系统显得至关重要,通过对配电系统进行合理设计才会保障建筑中的电力设备顺利运作。因此,提高建筑电气设计低压配电系统的可靠性是形势所趋,也是必然发展。
关键词:高层建筑电气设计;低压供配电系统;可靠性
1导言
电气设计是高层建筑功能的重要部分,在设计过程中为了提高建筑电气系统运行的实用性和安全性,设计人员应充分重视低压供配电系统的可靠性需求,让电气系统更加贴合高层建筑的使用标准。在城市建筑住房需求日渐增高的背景下,高层建筑对低压供配电系统提出了更为严格的要求,这也为电气设计人员带来了一定的压力,以下将从低压供配电系统的设计原则出发,逐步提出增强系统可靠性的措施。
2浅析低压配电系统
2.1放射式
放射式的供电方式主要是利用总配电箱将电直接供应给分配电箱的方式。此种配电方式因为每个负荷是单独受电的,若是出现短路故障不会影响其他配电箱中的运行设备,因此此种供电方式的可靠性极高,同时在实际运行时比较容易控制,它有待改善的方面是系统性能不够灵活以及供电时所需的线路较多。放射式的分配方式通常是应用在容电量较大的设备上,或是集中控制电源的场合中。
2.2链式
链式供电方式与树干式的供电方式有些相似,都是利用一条主线电路,再连接一些分配电箱或是用电设备来完成供电,此种供电方式由于供电线路上缺少分支点,所要投资的费用不会很大,对于广泛铺设是比较适合的。但其在进行供电时出现问题,在对其进行检查过程中需要停掉所有用电设备,因此此种供电方式的可靠性并不高,通常应用在可靠性要求不大的小容量设备上。
2.3树干式
树干式供电方式主要是通过运用一条主线连接各个分配电箱以及总电线,使其连接完全来保障供电工作顺利开展。此种配电方式的优点就是投入的资金费用比较少,并且施工建设比较简单。它同样存在一些缺点,例如配电主线出现问题,会影响大范围电路受到影响。因此树干式的配电方式通常是应用在供电可靠性不高的区域应用,因其用电负荷分配十分均匀,它的电源设备的容量不会很高。
3高层建筑低压供配电系统的设计原则
3.1安全性性原则
供电线路的布线控制以建筑物的性质、要求,用电设备的分布和环境因素为依据,在绿色、安全的设计原则下,高层建筑群落的低压供配电设计中的低压配电方式大部分为分区树干式配电。安装在干线首端的短路保护装置的分支线长度即为安全长度的确定值,这也是值得设计人员考虑的问题。
3.2经济原则
所谓经济就是指以最低的资金投入,达到最高的经济利益。当然经济并不等同于偷工减料。首先,施工过程要合理配置线路,以节省用电材料。其次,要重视充分利用高层建筑的优势,应用节能材料。如地热、太阳能以达到节省投资成本的目的。最后,施工过程应加强低压配电的设计,加强预算管理。总之,施工过程应重视经济性原则,并以此为目标进行低压配电设计。
3.3优化原则
所谓优化原则是指高层建筑的供配电系统的布局需符合建筑的功能与结构,在设计过程中可考虑使用绿色材料替代传统高能耗材料,或充分利用地热、光伏等自然能源。在低压供配电系统的整体结构设计上应以稳定性与安全性为出发点,在满足建筑整体的用电需求上预留出备用电量,更好的应对电气系统意外情况。此外,为了保证高层建筑电气系统中各个用电设备的安全性,还应预留出一定的线路空间,保持设备之间的安全距离,提高线路的绝缘性,若有必要,可在线路中设置防雷和防静电器件。
3.4高效原则
高层建筑的低压配电设计比较复杂。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆所谓高效性就是指施工过程要重视合理分配到电能、均衡低压配电设计。要做到合理分配电能就要保证配电系统的合理配置。并且要保证电路的顺畅,避免产生缠绕、折断、短路等现象。另外,还要保证电能的分配合理,实现电力系统的稳定。
4高层建筑电气设计低压供配电系统的可靠性途径
4.1备用电源可靠性
备用电源自投起动的条件是主电源母线无电压和备用电源线路有电压。当主电源开关跳闸时,母线电压会变成备用电源的电压,如果母线无压的定值偏小,就会导致备用电源自投装置无法启动,此时应适当提高检母线无压定值,保证备用电源自投装置能够正常工作;当主电源母线处于无电压状态时,如果遇上回路空气开关误分或短路跳开的情况,就容易造成备用电源自投装置误动。本装置最好选择三相电流,这样能保证备用电源自投装置的安全性,负荷电流不应过大,防止在轻负荷情况下电流闭锁无法实现;
对于当前建筑物出现火灾风险的现象日益增加,诸多建筑物中都有属于自己的消防灭火设备以及安全通道,来保障人们的生命安全。而在建筑中的消防灭火设施大部分是依附供电电源才能顺利开展。这就表明若是供系统出现问题,发生火灾之后是无法发挥出消防灭火设备的应用价值的,比如当供电电源出现故障,消防照明、淋水系统等设备都是无法进行有效应用的。同时为了提高供配电系统的可靠性,备用电源通常需满足以下要求:电源为单台机组时,额定容量需控制在1500kVA以内;若发电机组在大型商业高层建筑中作为应急电源时,若供电系统终端,应在10s内正常运作并投入使用,从而减少经济损失;发电机组达到额定转速后应分批投入负荷,根据由大到小的顺序错开容量的投入时间,尽量减小低压母线的起动压降;若电网恢复供电,则应将备用电源延迟发电机组停止工作。
4.2系统主接线可靠性
首先,高层建筑低压供配电系统直接面向控制终端,设备多,分布面积广,且现场运行条件复杂,电器设备和供配电系统本身的复杂操作和故障问题均会导致谐波干扰。因此高层建筑低压供配电系统运行方式应选择为集成运行,降低投资和运行费用,以交流380/220V放射式与树干式结合的方式进行供电,从而满足供电要求,提高供电的可靠性。其次,在设计供电线路时,应考虑到建筑物的特征和个性要求,根据线路分布、环境特征、用电设备来确定线路敷设方式,外部走线应避免运行环境所产生的热源、灰尘、污染物、腐蚀物对线路的负面影响,同时还需做好防冲撞、振动、伸缩、沉降的措施,减少外界应力损害。最后,消防用电应单独设置专用的供电回路,在保证配电线路敷设符合相关标准的前提下,水泵、消防电梯、消防控制室和防风机等设备的供电应在最末一级的配电箱设置双电源自动切换开关。
4.3供配电设备可靠性分析
高层建筑所安装的供配电设备要有限选择技术先进的设备,以使得设备运行中具有较高的可靠性,同时确保低压供配电系统持续性地处于安全运行状态。例如继电保护设备和变压器等设备,其自动化程度较高,具备自动分合闸、错相保护等功能,能够提高低压供配电系统运行的可靠性。在选择变压器的时候,要充分考虑到低压供配电系统的运行环境和运行情况。由于电气设备容易引发火灾,所以,在变压器的选择上,要求其具有良好的防火性能。干式变压器所使用的绝缘材料具有良好的防火性能,其不容易燃烧,即便是雷电天气,也不会引发火灾。另外,干式变压器防潮性能良好,具有较强的抗污染性能,即便是在恶劣的条件下也可以运行,所以,安装在低压供配电系统上是非常合适的,对火灾起到了一定的预防作用,即便是不慎而引发火灾,也能够最大程度地降低由于火灾而造成的损失。
5结论
总之,在高层建筑电气设计中,低压供配电系统是一项重要环节,因此不仅要保证供配电系统的可靠与稳定,而且要保证电气线路的安全,这就需要电气设计人员借鉴先进的设计经验,不断提高建筑供配电系统设计的可靠性,优化系统运行。在设计过程中具体需从备用电源、系统主接线以及供配电设备这三个方面提升可靠性,并关注系统安全问题,做好防火、防雷措施,减少谐波影响,从而满足高层建筑的用电可靠性需求。
参考文献:
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论文作者:陈庚
论文发表刊物:《基层建设》2017年第11期
论文发表时间:2017/8/21
标签:系统论文; 低压论文; 供配电论文; 高层建筑论文; 可靠性论文; 设备论文; 电源论文; 《基层建设》2017年第11期论文;