苗颖
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摘要：高层建筑是城区基础建设的核心部分，正确运用超高层建筑，可以改善在城市化管理中产生的土地资源不充足问题，从而为城区发展提供保障。供配电系统设计是建筑工程的关键环节，需要在全面了解建筑构架及其作用的前提下，来规划供配电系统设计流程，以确保设计整体的标准性；更要注意在供配电系统设计过程中，将“安全施工”的理念充分落实，以增强超高层建筑的整体质量。
关键词：高层建筑；电气设计；供配电系统；安全性
1导言
近几年，城市中的高层建筑的数量不断增多，这些高层建筑会对人们的生活，以及城市的发展造成一定程度影响。因此，高层建筑电气设计期间，相关的工作人员应当依据高层建筑的实际需求，做好相应的分析工作，并且要对建筑电气设计工作认真探讨，反复推敲设计方案，确保最终设计的合理性。
2高层建筑的电气工程中供配电体系
现在众多高层的建筑当中普遍使用的电源均为两路独立10kV 的电源，两路同时运行，相互作为备用。 而且在使用中务必安装柴油发电设备以此来保证应急时候使用， 同时还要保证能够在 15s 内能够将电能及时供给并恢复使用，保证电梯、照明及消防设备等电源的用电正常。 对于高压对使用单母分段，能够进行自行切换，互相为备用，低压一般采用放射式体系，楼层的配电是混合式体系，低压配电体系各级的开关，很多时候是采用空气自动开关装置，并对开关进行保护，在使用的时候需要注意设备配合。 全部的电梯都需要采取两路不一样变压器来将专用的电缆进线引出， 于电梯机房末端的配电箱设置两路电源自动切换的设备，互为备用。 高层建筑的自然功率因素一般在 0.8~0.85 之间，按规定应补偿到 0.9~0.95 。
3供配电系统设计准则
3.1 供电线路安全性
依据高层建筑物理性质、用电设备的具体分布、环境特征的各项因素，对供电线路的布线情况进行合理控制。在节约、安全原则下，高层建筑低压配电系统在建筑电气供电设计中，多数采用的都为分区树干式配电。在线路设计过程中，必须要确保整个线路的安全性，一个不安全的设计如果应用到高层建筑中，不仅会对高层建筑的整成运行造成不良影响，情况严重时，甚至会造成安全事故，造成巨大的经济损失。
3.2 配电系统可靠性
配电系统可靠性是电气设计中的一项重要内容。高层建筑的消防水泵、控制室、自动喷淋系统等设备都为一级负荷，专用变电所供应的送、排风机，以及相应的消防水泵房、消防电梯也都为一级负荷。高层建筑中一级负荷电气设备除了配备两个电源外，还应当配备应急电源，通过该方式确保一级负荷电气设备在应用过程中不会出现安全问题 。一级负荷设备在运行期间，应急电源起到的主要作用是在遇到特殊情况时，实现低一级负荷电气设备运行的电量供应。从目前我国高层建筑的设计情况来看，EPS应急电源和柴油发电机组是电机设计中最常用的两种应急电源。
3.3 配电系统合理性
合理的配电系统可以减少系统在运行过程中的电能消耗，供电方案是否合理很大程度取决于设计单位对具体用电量估测的是否准确。由此可见，配电系统类型，对于高层建筑来说也十分重要。在进行高层建筑配电设计过程中，应当通过合理的方式，减少设配电级数，并且要确保配电线路自身的科学性。配电级数的数量，不仅会对上下级配合的复杂程度造成影响，而且还会导致元器件数量增多，这将会提高各项设备在实际运行过程中发生故障的机率，会致使配电线缆过大，造成材料的浪费。由此可见供电质量与配电线路合理性有着密切联系 。配电间位置不合理也是导致配电路径不科学的主要原因。因此，在配电系统设计过程中，应当合理优化配电间的位置，从而提高配电系统的合理性。
3.4 配电系统经济性
为了提升变压器在实际运行过程中的经济性目的，应当综合考虑年耗量和投资情况。通过大量的实践，确定经济合理的配电变压器，在具体选型和设计期间，应当依据配电变压器的投资回收时间，最终确定相应的变压器型号。
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4高层建筑供配电系统设计要点
4.1火警自动报警系统设计
根据高层建筑物构架和功能，依照重要建筑的设计标准建立自动性的报警系统，可以开展危险安全播放，灾情数据整理等， 一旦有险情出现时，报警系统中的险情控制装置会根据设定流程给出指令，指令的给出通常是参照报警信号的发送时间，同时自动开启消防设施。在一般状态下，在进行消防系统设置过程中，需要结合建筑物的构架加设感温探测器，在建筑内的主要安全出入点、楼道、相关房间等，加设感烟探测器，同时在建筑物的各重要点设置供机械操作的报警设备。这种报警设备要设定在各楼层的相同位置，并有效设定发电室、消防风机室等的距离。
4.2供配电系统设计
4.2.1符合等级与供电电源
结合目前，我电业部门的相应标准，消防用电装置都要根据最大限度负荷进行电能输送。超高层建筑需要实行总体上的供电系统设计，并且要设置两路电源，也必须要设置紧急备用电源。也就是说在确保建筑内有效电源不能低于两个，各个电源需要服务于不同的线路，电源电压等级要呈现为 10kV 。为达到所有高层建筑消防系统用电需求，在电气设计期间，需要在基本设计前提下，加设相应的发动机以作备用电源，确保在紧急情况下可以及时开启消防系统。
4.2.2变配电室设置
在通常情况下，高层建筑内的水泵及其空调控制系统都要设定在地下楼层内，为确保变压器可以最大限度的定位于负荷的核心区域，需要将配电室设置在建筑的中间点，并且将发电机安置在配电室附近。整体高度为 200 米以上的超高层建筑，在一般情况下往往会在建筑内的重要楼层安置相应的电气设施。在有配电室无法正常输送电能的状态下，需要在重要楼层加设备用配电室，能够有效改善配电室供电的不稳定问题，增强电力输送质量。
4.2.3高低压配电线路的设置
一般情况下，10kV 用户变电室简化主结线方案主要采用 SM6 环网开关柜，这种设计适用于不设保护的电源开关柜，变压器出线开关主要采用断路器柜或熔断器、复合开关柜等。针对单台变压器容量不小于 1600kV 的情况，可选择断路器柜；在单台变压器容量不大于 1250kV 时，可采用熔断器合开关柜作为 10kV 侧环网开关柜，其中熔断器可对变压器起保护作用。采用双路进行 10kV 电源，其中主结线为单母线分段，每段 10kV 母线设置一变压器，该变压器容量一般不超过 5000kV A；二段母线合计装结的编容器容量不超过10000kV A。 根据一般超高层建筑负荷计算结果来看，可选择 4-6 台 SG10 低损耗干式变压器，另设置 1-2 台 1000kW 高速柴油发动力。
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4.3安全性
在进行供配电系统设计时，所要考虑的首要问题就是建筑使用的安全性，其次就是其中线路输送电量能够满足用户用电需求。这就需要在供配电系统设计时，根据多方面的因素，并且以超高层建筑的角度出发，将配电室设定在建筑的中间点，发电机也需要设置在配电室附近，以此来保障其中居民的用电安全。
5结束语
总之，高层建筑定期设计是一项复杂的工作，在具体设计过程中，设计人员必须要做好相应的分析工作，对采用的设计方案要反复推敲，要确定负荷量容量计算是否准确，供电电源的选择是否合理等多方面考虑，确保最终设计的合理性，促进高层建筑供配电行业的健康发展。
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[4]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)，2015，14（5） ： 38-39.
论文作者:苗颖
论文发表刊物:《防护工程》2018年第32期
论文发表时间:2019/2/25
标签：高层建筑论文; 系统论文; 电源论文; 变压器论文; 供配电论文; 过程中论文; 负荷论文; 《防护工程》2018年第32期论文;