摘要：高层建筑用电容量大，对电压质量、供电可靠性要求高，系统接线及运行方式复杂。本文将对高层建筑的供配电系统的相关设计进行必要的探讨。
关键词：高层建筑；电气设计；供配电系统
引言
当前，随着社会经济的快速发展，人们对于民用高层建筑的供配电系统更加重视，对供配电的安全性与可靠性等提出了更高的要求。因此，在进行民用高层建筑供配电设计的过程中，应当结合电力供应、建筑物规模以及人们电力需求等因素制定出科学合理的解决方案。在设计以及建设的过程中，工程设计及施工人员应当遵循可靠性、简洁性以及保障安全性等原则，只有这样，才能设计出安全科学的民用建筑供配电系统，充分满足人们现实生活的需求。
1、高层建筑供配电系统节能设计内容
在保证供配电系统设计安全的前提下，要注重高层楼宇建筑供配电系统节能设计。节能设计主要涵盖如下几个方面内容：
1.1高层建筑供电系统额节能设计
这种节能设计主要有：系统用电负荷的统计与计算、系统无功动态补偿方法、系统谐波的综合治理方案设计、系统中实际用电设备供电方案的优化节能设计等。
1.2高层建筑的照明系统节能优化设计
照明系统节能优化设计包括：照明供电系统、照明灯具节能、照明控制系统、照明联动操控的节能控制等方面的优化设计。
1.3高层建筑电气设备用电的节能设计
主要有：电机拖动系统、空调系统变频调速、给排水系统、深井电梯的回馈等诸多方面的优化节能设计。
1.4高层建筑在新能源使用方面的优化节能设计
主要包括：太阳能、风力发电与冰蓄制冷、水源热泵以及热、电、冷联供系统的节能设计。
2、负荷的供电要求
一级负荷的供电要求：应由两个独立电源供电源应不致同时受到损坏。负荷容量较大或有高压电气设备时：应采用两路高压电源供电；负荷容量不大时：应优先采用从电力系统或邻近单位取得第二低压电源，亦可采用应急发电机组；仅为照明或电话站负荷时：宜采用蓄电池组作为备用电源；特别重要负荷：除上述两个电源外，还必须增设应急电源。严禁将其他负荷接入应急供电系统。
二级负荷的供电要求：当电力变压器故障或线路常见故障时：不中断供电（或中断后能迅速恢复）两回路供电。在负荷较小或地区供电条件困难时：可由一个回路10（6）kv及以上专用架空线供电。
三级负荷的供电要求：无特殊要求。
3、高层建筑供配电系统设计
3.1负荷等级的确定和各级负荷容量的相关计算
负荷等级必须根据相关的规范，并根据实际情况，进行确定。通常高层建筑的负荷等级可以根据下面的规范进行确定：疏散的楼梯、消防水泵、地下室的应急照明、排烟风机、消防电梯前室、消防电梯等基本设施，通常采用一级负荷；生活泵用电以及一些客梯用电一般采用的是二级负荷；其它电力设备基本上都是使用三级负荷（图1，图2为实例设计图）。
一般住宅用电负荷在高层建筑电气的总用电负荷中占主要地位。住宅计算负荷与变压器的选型以及项目用电的规划，有着重大联系，由此可见需要系数的选取在高层建筑供配电设计中尤其重要。它的选取不仅要根据相关的规定进行，还要根据高层建筑的具体情况进行经济而又合理的选择。当需要系数的选取太大时，使得我们所选择的变压器的容量会偏大，这样造成了经济上与资源上的浪费；当需要系数选择太小时，造成所选择的变压器的容量太小，可能会出现过载现象，给配电系统带来很大的安全隐患，并且相关的设备的寿命也会受到影响。
3.2供电电源及电压
一般来说，高层建筑没有特别重要的负荷，并且高层建筑的一级负荷的容量相对来说比较小，所以我们可以运用两路的市政电源或一路的市政电源与相应的应急发电机组组合进行供电，这两种的供电方式，均能够满足电力系统的正常运行的基本要求，在实际的工程中我们比较喜欢用一路市政电源加应急发电机组组合的方式供电。我们把一路独立的10kV的高压电源作为基本的供电电源，再从市政区域的变配电站引向小区首层开关房，对于低压配电电压来说，我们可以选择380／220v的形式；为了保证应急情况下的消防设备的用电，我们可以安装柴油发电机。如果需要使用一些特殊的设备，为了保证用电负荷的需要，我们同样也可以使用柴油发电机对其进行供电。
3.3高低压配电系统
高层建筑配电系统中，高压系统采用一路10kV高压进线，结线型式采用单母线运行方式；变压器低压侧采用单母线分段结线型式，每台变压器对应接一段母线，母线段之间采用母联开关联络，正常情况下各段母线分列单独运行，母联开关打开，当其中一台变压器故障退出运行时，母联开关手动合上，由同组的另一台变压器保证部分重要负荷的供电，当故障的变压器恢复供电后，母联开关自动打开，恢复正常运行方式。母联开关与进线开关应具有电气联锁功能并加机械联锁，以防止电源倒送。变压器低压侧设置应急母线段，由正常电源与备用柴油发电机电源经双电源切换开关向该母线段供电，以保证应急情况下一级负荷的供电，双电源切换开关设有电气和机械联锁，防止发生向市电反供，消防负荷均采用双回路供电，在末端配电箱切换。
3.4供配电系统节能设计
高层建筑以其高耗电特性，高层建筑的供配电系统必须考虑节能降耗要求，这就要求必须详细统计计算高层建筑内部的用电负荷情况，照明供电系统的优化与节能灯具的设计布置，各种机械及电气设备的优化设计，消防安全设施等的技能规划设计，还包括各种新能源的综合利用优化设计，例如太阳能发电、风力发电和热电冷三联供系统等再生能源系统的优化节能设计。
4、降低供配电系统配电损失的方法
由于国民经济的迅猛发展以及国际加工产业新格局的形成，一些高能耗低效益的加工业逐步转向国内，无疑加剧了我国能源紧张的矛盾。尽管我国电力建设超常规增长，但电力供应仍严重不足。为此，节省能源及节约用电引起了政府及全社会的高度重视。采取各种有效的节能技术措施就显得尤为重要。
降低供配电系统的线损及配电损失，最大限度地减少无功功率，提高电能的利用率，是当前建筑电气节电的重要课题之一。为了实现这个目标，我国采取了如下措施：
4.1选择及合理使用节电干式变压器
4.2减少线路损耗
4.3提高功率因数
4.4平衡三相负荷
5、结语
针对目前越来越多的高层建筑，必须在科学技术的指导下，不断提高高层电气设计的水平，结合实际工作中的问题进行，以确保供电的可靠性和安全性，为广大人民群众提供舒适和安全的居住环境。
参考文献
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[3]王金刚. 高层建筑供配电系统的安全设计分析[ J]. 城市建设理论研究,2012(15)
论文作者:张爱雄
论文发表刊物:《基层建设》2015年16期
论文发表时间:2015/10/12
标签：负荷论文; 高层建筑论文; 系统论文; 节能论文; 供配电论文; 电源论文; 母线论文; 《基层建设》2015年16期论文;