摘要：与普通建筑结构相比，高层建筑具有楼层高、耗能大等特点，电压系统负荷会持续性增加，导致高层建筑体系中的用电设备及电气系统开关等安全隐患存在，鉴于此，高层建筑供配电可靠度直接影响到电力系统是否稳定运行。本研究以高层建筑电气设计中低压供配电系统为研究对象，为挖掘低压供配电系统可靠度深层次含义提供理论支撑，必须引起相关电气设计人员的重视。鉴于此，本文对建筑电气设计中低压供配电系统可靠性进行分析，以供参考。
关键词：建筑电气设计；低压供配电系统；系统安全性
引言
时代发展带动经济发展，经济发展带动各行各业的发展，在建筑电气发展规划中，低压供配电系统占了主要地位，因此低压供配电系统的可靠性和安全性是非常重要的，本文主要对低压供配系统的可靠新分析方法、影响因素、解决办法了简单的说明，以求在建筑电气行业做出贡献。
1高层建筑电气设计低压供配电系统设计要求
1.1满足基础的安全性
供配电是高层建筑电气设计中的关键内容，其直接影响高层建筑的使用状态与质量保证。近年城市化发展的脚步日渐加快，高层建筑结构的多样化发展，对低压供配电系统设计提出了更高的要求。相较于传统建筑，高层建筑的空间跨度更大，尤其是纵向比更大，加之大量配有电梯、空调等电器，其日常运行完全依赖于配电系统的电力稳定输出，那么低压供配电系统的可靠性、安全性、稳定性即是最基本的建设原则。
1.2确保供电的持续性
相较于单独形态的电源建筑，其设计在充分满足了人们的生活、生产需求中保障一级、二级负荷距离的有效实现，然而对普通建筑来说，其日常运作中内部产生较大的电压负荷，因此设计中必须确保其功能的正常、耐久性使用。建筑的正常运转中，若电源出现系统性故障，需进行及时的抢修。在此过程中，也同样需要电力设备进行。以此建筑内应当备以发动机、或应急电源做风险防范处理，以保证意外情况发生的有效补救、保障人们的正常生活与生产。
1.3满足供电电源的可靠性
低压供电系统可靠性直接影响高层建筑生产设备系统的稳定性，人们正常生活造成影响。同时，高层建筑火灾救援难度大，大部分高层建筑都设有对应的疏散通道及消防安全通道，而消防系统及设施的使用必须得到充足的供电，由此可判断，低压供电系统的稳定性直接影响消防设备使用状态，如火灾报警设备，消防电梯，喷水灭火系统，消防照明等，都不能发挥他们自身的实际作用。
2低压供配系统在建筑电气设计中可靠性的评价办法
2.1解析评价法
解析法也叫数学模型法，是指把低压供配系统在建筑电气中的运用建立一个数字模型，通过对数字模型的分析与研究得出结论，然后对结论结合实际需求进行评估，最终得出判断，低压供配系统在建筑电气设计中是否可靠。这种评价方法有利有弊，其优点在于高准确性评价结果，缺点就是这种方法对于数字模型建立要求的设备数据量较大，而且分析难度相较于其他的方法困难，不是适用于广泛应用。
2.2模拟评价法
模拟法的前提是需要一定的假设条件和数据，分为物理模拟和数学模拟，常用的有蒙特卡洛、三角形等，建筑电气中低压供配系统模拟法是指利用两种常用方法相结合，建立一个实验模型，然后研究实验模型得到结论的办法，这种方法的准确性高，可行性强，是适合广泛运用的一种分析方法。通过对模型中反复生成的时间序列进行分析研究，然后判断建筑电气设计中低压供配系统是否有效可行。
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3低压供配电系统可靠性的影响因素
3.1变压器及保护装置
变压器是一种能够改变交流电压的装置，因此在高层建筑的电气设计中，一般都会有变压器的存在，变压器的安装位置和使用类型很重要，这会影响低压供配系统的使用稳定性，一般根据楼层的高低，决定变压器的安装位置。很多高层建筑中，建筑电气系统存在很多问题，在低压供配系统方面出现问题的频率比较高，有的未配备安全保护装置，导致漏电发生的瞬间不能进行监测，或是安装的安全装置不合格，起不到监测的作用，增加了安全问题的发生，例如触电事故、漏电引起的火灾等不安全问题的出现，对建筑使用着或是其他人造成不必要的危害和损失。
3.2负荷密度分布不均
影响负荷密度的主要因素是用户量，在高层建筑中，或是复合型大楼，底层用户一般是商业用电，而高层是居民用电，因此用户的负荷量也是不同的，明显商业用电的负荷量是大于居民用电的负荷量，而住宅性大楼的居民用电量也是有所差异的，有的用户家里电器多，有的少，因此在负荷密度不同的时候，可以根据实际情况选则不同的配电方式，或是在接线时，根据用户的分布情况，通过隔离器的方式来解决这一问题。
4高层建筑电气设计低压供配电系统优化方案
4.1明确系统配置的要求
首先，非消防一级符合供配电的要求。基于安全性、可靠性的角度分析，关键负荷必须设置双重电源或是应急备用电源，且两个电源独立搭建，确保出现意外故障时不影响正常使用以及尽快的改善补救。其次，非消防二级负荷供配电的要求。以回路供电为主，通过同步供电的方式以保证电力的稳定输出。最后，是民用高层建筑供电的要求。若消防用电负荷是一级建造，系统主电源、备用电源则必须完全独立于回路，以实现双电源的持续性供电。
4.2增强接地保护装置
为了增加系统可靠性与安全性，应当适当的扩增接地保护系统。当建筑物内部发生系统故障时，接地保护装置可及时、自动的切断故障发生点的电源，以保证一定范围内人们的安全。在接地保护装置的设计时，必须避免可危害电力系统正常运行的影响因素的存在，需结合建筑物所在地形、电路保护装置、应用电气设备等同步进行。在低压配电系统供电是实际应用设计时，需对整流变压器系统进行重点保护，主要包括：直接接地的部分、电气设备的裸露部分、容易漏电导电的部分。在进行整流变压器系统的低压配电过程中，主要需对线路中的中性线N与PE线检查是否存在交互情况。
4.3接地设计
在低压供配系统系统中，一共有三种系统模式，分别是TN-C、TT、IT三种系统，TN-C系统是三相四线制供电，分别引出L1、L2、L3、PEN。PEN为保护接零方式，即设备外壳连接到工作零线上，通常PEN要在用电侧进线处做重复接地。节省线路有色金属，工业供电常用，三相负荷相对平衡运行时，PEN线上的电流一般不太大，民用建筑不用。TN-S系统是三相五线制供电，分别引L1、L2、L3、N、PE、N为工作零线，PE为专用保护接地线，即设备外壳连接到PE上，因为用5线配电，有色金属用量大，多为民用建筑配电选择方式，对于大量单相负荷造成的三相不平衡问题，一般N为专用，平时PE不导电，安全性好。
结束语
现代化城市建设的高速发展，高层建筑的数量与规模不断扩增，建筑内部的电气设计中低压配电系统的安全性、稳定运行稳定即是最重要也是最基础的工作。如何采取更有效、高效的防范、优化措施，对建筑电气设计中低压配电系统的更加安全性、稳定可靠性、持久耐用性的设计，是当前工程建设相关领域的研究重点之一。
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论文作者:刘国青 胡宁
论文发表刊物:《中国电业》2019年第13期
论文发表时间:2019/11/8
标签：系统论文; 低压论文; 高层建筑论文; 供配电论文; 电气设计论文; 可靠性论文; 建筑论文; 《中国电业》2019年第13期论文;