摘要：随着建筑行业不断发展，智能化电气设施系统成为现代智能建筑的标准设施，极大地丰富了现代建筑的使用性能，并提高了现代建筑的安全性能。供配电系统作为建筑内部电气设施的能源供给基础系统，其施工质量对于建筑整体使用性能影响巨大。文章主要对电气供配电系统设计进行了分析探讨，以供参考。
关键词：电气；供配电系统；设计
引言
随着社会经济不断发展，为进一步满足人们的建筑使用要求，现代建筑高度越来越高，建筑工程所涉及的电气工程项目越来越复杂，不同电气系统间的联系和影响愈发紧密。针对这种现象，相关设计人员需从电气工程基础入手，不断优化供配电系统设计，推动电气工程整体设计的良性发展，从而全面提升建筑使用者的满意度，促进现代高层建筑的进一步发展。
1电气供配电系统设计现状
（1）用电设备多。目前，高层建筑往往兼具商业和生活两种功能，这对相关配套设施提出了更高的要求，例如供水系统、供暖系统、通风系统、配电系统、消防系统等等。而这些配套设施大多涉及用电问题，因而在高层建筑中用电设备数量大、类型多，并对输配电有这不同的需求，这无疑加大了低压配电设计的难度。（2）用电量大。由于高层建筑用电设备数量多，加之用户基数大，因而在用电量方面远超其他类型建筑。其中如二次供水设备、电梯、家电等都属于长期需要供电的设备，这使得高层建筑的用电需求大，用电负荷也相应增高，这对高层建筑低压配电设计的可靠性与安全性提出了更高的要求。（3）供电要求高。对于商住两用的高层建筑而言，供电系统不仅需要满足商业用电，同时还需要满足生活用电，这就要求供电系统必须具备良好的性能。同时高层配电系统还必须保证在供电系统发生故障时，能够通过备用供电设备满足应急用电需求。（4）系统复杂性高。高层建筑配电系统的设计不仅要求实用性，还必须充分考虑与其他系统之间的联系。为保证供电的可靠性及稳定性，高层建筑通常会采用分段式供电的方法，这使得电路设计十分的繁复。
2电气供配电系统设计对策分析
2.1负荷等级设计
在高层建筑低压配电设计中，负荷等级设计是保证整个配电系统运行安全的关键环节。现阶段，高层建筑的负荷等级一般被分为一级、二级、三级等不同等级。由于高层建筑的垂直高度大，因而在低压配电设计中应首先考虑一级负荷等级。通常情况下，高层建筑的消防系统中如报警装置、自动灭火装置、系统控制室，监控设备等消防配电都应该设计为一级负荷等级。同时，在应急电源、专用通风、应急照明、水泵房等系统中也应设计为一级负荷等级，以此最大限度确保配电系统运行的可靠性和安全性，防止出现意外事故发生时，应急系统无法运行的情况。
2.2导线设计
电力线路是供配电系统中的基础设施，承担着电能输送的重要职能，设计这部分内容时，设计人员需结合相关操作规范和系统安全需求，合理选择导线材料，科学优化导线布线路径。
高层建筑的垂直高度大，拉长了低压配电系统运行线路的长度，供电负荷量会随供电距离的增加而增加。因而在低压配电系统线路设计中，应采用放射式的线路设计方案，即将若干支线接入配电间内的低压母线中，然后在根据高层建筑的具体结构特点，让配电线路呈“树干式”的网络结构。此外，在线路设计中为满足消防要求，必须在电气竖井中将支线进行覆盖，杜绝安全隐患。
导线设计还要考虑节约成本，减少能源传输损耗，以满足设计经济、节能、安全等方面的实际要求。（1）根据负荷用电的性质、负荷容量和分布、供电距离等因素，合理设计低压供配电系统及选择供电电压。供配电系统要尽量简单可靠，缩短供电路径。（2）在选择线路的线缆时，选择电阻率较小铜线。（3）缩短城市供配电系统的线路长度，从环形供电方式来看，闭环运行比开环运行线路短，或者可以增大导线截面面积，这些都可以减少线路电阻。（4）低压线路在路径选择时，路径确保沿直线走，同时将配电箱布置在用电负荷环绕的中心的位置，有效地缩短供电线路总长度；配电房需要设置在负荷中心附近，目的是减少供电线路的半径。（5）在导线截面选择时，首先要按照电流指标及经济条件来确定导线截面的大小，如果线路较长，需要在确保电流及电压降满足要求之下适当地放大导线截面。实现了节约能耗的目标，长时间来看，其每年的运行费用也会大大降低。
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2.3配电变压器的设计
配电变压器是供配电系统中的核心设备，对其进行节能设计是实现高层建筑电气系统节能的关键。对于配电变压器的节能设计，主要是从变压器类型和变压器容量两方面着手。在变压器类型选择上，以节能型配电变压器作为首选，如用卷铁芯改变常规叠片式铁芯结构的S11 节能型配电变压器就可以有效的节能，并且降低供配电系统线损情况。在变压器容量选择上，以变压器负载率接近最佳值为准，对变压器不同负载下有功损耗进行计算，选择有功损耗最低的变压器。
2.4配电箱设计
一般来说，配电箱应满足测量仪表、开关、保护电器及其他辅助设备的组装需求，从而形成完整的低压配电装置。该装置需满足自动和手动控制要求，如系统发生故障，可通过该装置完成电路切断、故障报警等操作。该部分设计主要需满足以下三点要求：（1）建筑内部各区域的插座均可以单独回路供电；（2）结合建筑实际需求设计空调回路；（3）所有插座回路均应安设相应的漏电保护开关，只有壁挂空调插座除外。
2.5低压断路器设计
低压断路器常用于对普通民用建筑及一般企业建筑的供电系统保护中，以起到对主体电气设备的保护及控制作用。低压断路器与传统闸刀或保险丝相比，其功能性更为全面，在现代电气系统中应用广泛。低压断路器依据电源种类差异，可分为直流式和交流式两种；根据其结构差异，可分为框架式和封闭式两种。部分空气开关中设置有失压保护机制，当电网内电压突然降低超出设定值，一般为额定电压的 50.0%~60.0% 左右，即会断开用户端连接，以避免出现电机烧毁等问题。如电网内电压恢复正常，空气开关失压保护恢复，设备恢复正常运行状态。总而言之低压断路器就是一种线路保护装置，设计人员需结合保护对象的实际需求，有针对性地选取不同种类的低压断路器，以保障系统运行安全性。如对于插座线路保护而言，除一般性功能外，还应具备相应的漏电保护功能。
2.6备用安保电源的设置
电能能够保证人们的正常生活以及工作，同时对人们的生命财产安全有一定威胁。高层建筑物由于工程量较大，火灾隐患与安全问题的数量也随之增多，这就要求供配电设计人员提高自身设计方案的可靠性。高层建筑物一般都会在建筑物内部设立安保电源，特殊情况下会自动切换，以便继续为高层建筑物供电。较传统的电源来说，安保电源具有以下优势：安保电源的连接以及断开等操作都是自动完成，无需人力进行操作；保电源与传统电源相同，含有两个发电机电源，若主电源发生问题，安保电源可自动使用备用的发电机电源；安保电源含有的两个电源所使用的连接方式为串联。所以，两个电源来回切换的速度较快，提高安保电源的实用性，也控制了电路来回切换过程中所产生的风险。
2.7照明系统供配电设计
照明系统是建筑供配电设计的重要环节之一，供配电系统照明负荷主要由配电屏、馈电线、分配电箱等构件组成。照明供电电源通常由配电屏引出，经过馈电线干线进入照明负荷总配电箱，再由照明负荷总配电箱分配至个支路分配电箱，最终与用户端相连完成建筑整体照明负荷供电。设计人员应从以下两个方面考虑：电压选取方面。通常情况下，高层建筑物中常规的照明系统应选用220V额定电压。该类电压以三相四线制法为主要供电方式，其电压活动范围在220～380V之间。但该类线路容易令供电线路当中的电压出现大量损失的现象。故而所有照明设备正常使用过程中，设计电压应多于额定电压，即使为最低限度，也不得低于其额定电压值的97%；照明供电方式的选择方面一般情况下，高层建筑所使用的电源为一级负荷电源，同时使用双电源与双电路的供电方式。因此，供配电设计人员设计方案时，需先比对电力一级与照明一级两者的负荷功率。若两者所测得的数值都较大，设计人员便按照双电路高电压这一设计模式设计方案。若数值较小，设计人员可将一路设计为电源供电方式，另一路则使用应急发电方式作为备用电源。
结束语
综上所述，高层建筑建设中，电气设计是重要的部分。低压供配电系统作为电气设计的核心环境，其是否能够安全可靠地运行，直接关乎到电气设备的功能是否能够得以充分发挥。文章强调电气设备的可靠性是保证高层建筑用电安全的关键，针对电气设计中低压供配电系统的运行可靠性的相关问题展开研究。
参考文献
[1]于淼. 高层建筑电气设计中低压供配电系统安全性的考虑[J].现代物业(上旬刊).2015(05)
[2]张绍晖. 探讨高层建筑电气设计低压供配电系统的可靠性[J].中华民居(下旬刊).2014(06)
论文作者:李宇飞
论文发表刊物:《基层建设》2017年1期
论文发表时间:2017/4/11
标签：系统论文; 高层建筑论文; 电源论文; 供配电论文; 负荷论文; 电压论文; 线路论文; 《基层建设》2017年1期论文;