摘要：高层住宅建筑的供配电系统的设计，是高层建筑设计的重要组成部分，本文结合笔者多年设计经验，对高层住宅建筑供配电的现状与特点进行分析，探讨目前高层住宅小区电气设计存在的问题，对其供配电系统的安全性和合理性提出自己的体会和认识。下面就高层住宅建筑供配电系统设计相关问题作进一步探讨。
关键词：高层住宅建筑；供配电系统；优化措施
高层住宅建筑供配电系统的设计应当从建筑物的实际情况出发，满足正常用电的需求，还要兼顾经济、安全、合理等要求。
1 高层住宅建筑供配电的特点
高层住宅建筑供配电系统设计，应当充分考虑高层建筑的性质、规模，还要结合当地供电网络的实际情况，明确高层住宅建筑负荷分级、分类，确定用负荷的供电形式、供电电压，是否需要设置应急自备电源以及备用电源的形式。
建筑物性质的差异、业态的不同会产生不一样的用电要求。按照规范，高层住宅建筑高度不同，负荷等级不同。另外，业主要求不同，按业主的规划要求，分精装修和毛坯交付，也有的业主要求采用装配式供电。不同的地区的供电网络有各自的特点，当地的气候也会有自己特殊的地方。北方气候寒冷干燥，采暖线以北地区冬天有集中燃煤供暖，用电较少，用电指标可取值偏低。南方气候多变，潮湿炎热，所以夏天用空调较多，冬天没有集中供暖，采用电热供暖，在设计南方建筑物时，要考虑这些因素，供电指标需取值偏高。供配电系统设计需结合所处的地区市政供电部门要求，北方气候地广人稀，干燥少雨，气候较低，当地的供电网络集中稳定，变配电房多采用平屋顶。南方人口众多，降雨量较大，降雨强度和时间较长，供电网络受雨水影响较大，容易受潮发生事故，所以南方变配电房多采用坡屋顶，大多数要求不能建在建筑物最底层。
目前处在城市化进程的时期，外来人口不断涌进城市，住房需求快速增长。城市土地总量有限，供应紧缺，建筑物在不断向高、深的立体空间方向发展。高层建筑在向纵深方向发展时，空间跨度越来越大，对供配电系统来讲是一个不小的难题。
丰富的物质生活要求建筑物具有更多的功能性，高层建筑往往包含地下车库、地上的商圈、学校等其他配套设施。这些配套设施在方便了人们生活的同时，对供配电系统也提出了更多的要求。满足居民日常用电的同时，还需要保证配套设施的正常运行。
随着科技的日新月异，越来越多的新的电子产品进入了千家万户，这些产品对用电质量提出了更高的要求，同时也对电网的稳定提出了挑战。多元化的用电设备，是高层建筑的又一大特点。
2 高层住宅建筑负荷分类、等级和供电电压
高层建筑，在设计之初应该进行整体供配电系统设计，除考虑技术因素外，还要考虑工程投资和运营管理。
高层住宅建筑按建造性质分，分为一类高层住宅建筑、超高层住宅建筑、二类高层住宅建筑。目前用地紧缺，开发二类高层住宅建筑收益太低，而超高层建筑对地质的承载能力和组成成分要求较高，地下溶洞、淤泥等多见地质情况会大额增加开发成本，受工程投资方面的限制，市场上一类高层住宅建筑比较常见，本文主要围绕一类高层住宅建筑（以下简称高层建筑）供配电系统设计展开讨论。
用电负荷根据用电可靠性及中断供电所造成的损失或影响的程度，进行分类。高层建筑中，重要的用电负荷为一级负荷，正常供电电源不应少于两个，且电源应采用不同母线段的高压线路，宜采用专线由开闭所的放射式供电。当一路电源故障或检修时，另一路电源投入供电，不影响正常使用。不同母线段的高压线路供电，两路电源同时发生故障的概率较低，不应按两路电源同时发生故障的情况设计。超高层建筑还需考虑自备柴油发电机组。二类高层住宅建筑，由两个回路电源供电，可采用两路引自环网柜的低压供电，在发生一路电源故障时，另一路电源投入使用，不会影响正常用电，两路电源同时发生故障的情况较一类高。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
根据国家电网分析，不同类型的住宅小区采用供配电方式需不同。大中型高层住宅小区因负荷总量较大，从就近的变电站引来电源线路较长，而且容量难满足需求，线路敷设成本大，所以大中型小区宜设置专属开闭所，方便管理维护，节约线路敷设成本。小型住宅小区容量小，宜就近供电。按国家电网文件要求，供电电压需结合建筑物规模设计，大中型住宅小区宜采用35kV中压供电，小型住宅小区一般采用10kV供电。
3 供配电系统设计
高层建筑供配电系统设计分高压供配电系统和低压供配电系统。
3.1 高压供配电系统
高层建筑的高压供配电系统宜采用开闭所到变配电房的供电结构，比较常用的供配电分系统是：两路电源进线分单母线分段母联断路器分段、单母线不分段和两路电源互投、联络计费的主接线形式。
其中，单母线母联断路分段，可自动和手动投入系统，即在高压出线侧分两回路供电，母线上加联络断路器，两路电源同时工作，互为备用，该系统简单、可靠，是比较理想的供电方式。但是该供配电系统投资成本高，维护成本也高。另一种是单母线不分段的供配电系统，两路电源同时供电，不分段，互为备用，同时工作，可在配电柜上进线手动和自动投入的操作。该方案单一，发生故障或维修时断电时，整个供电系统会失去电源供给，供电网络瘫痪，可增加联络柜，在母线加装联络开关，分段供电。发生故障和维修时，一路电源断电，另一路电源不受影响，同时投入联络开关，另一路电源给全部负荷供电。还一种方式是两路高压电源互投同时供电，联络计费，两路高压进线采用双切开关互投，可手动和自动投入，接两路电源输出。此种供配电方案在备用电源冷备用的情况下比较适用，即备用电源不常用的时候。高层住宅建筑消防负荷和非消防负荷分开，在正常供电时，消防设备不会启动，在当发生火灾时才启动，满足该系统的要求。同时，备用电源设置应急柴油发电组或另一个电源的情况下，可以节省大量投资，该方案结构简单，投资少，尤为适用高层建筑物。
超高层建筑的正常电源数量不应少于两个，各路电源应为不同路由的线路，宜采用专线由上级开闭所放射式供电。在开关选择上，采用两级高压供电，上级开关采用大流量的开关设备，下级采用小流量开关设备，这样节约投资成本，同时系统的反应灵敏度增加，安全性更高。
二类高层由双回路供电，一般可采用一路高压电源加柴油发电组的方式供电。高压电源宜引自环网柜的出线柜，也可采用两路环网柜高压电源引入的方式供电。这种供电方式简单，成本低。
3.2 低压供配电系统
低压供配电系统主要是分配电功能，由变压器低压侧引出，通过低压柜、配电箱分配到不通的用电设备。系统设计时要考虑负荷分级和重要负荷的供电方式，应满足维护方便、计量方便、安全可靠、投资成本低等要求。
低压配电系统多采用两路低压供电，对重要负荷采用双回路供电，消防负荷多采用末端两路电源自动切换的方式，即两路电源互为备用的方式，这种供电方式安全可靠，对重要负荷的供电安全有非常重要的作用。但是，两路电源互投时，宜发生故障，越级跳闸。所以，一般高层住宅小区多设备柴油发电机组作为备用电源，故障时，断掉主电源，启动柴油发电机组，满足重要负荷供电需求。
结论：高层住宅建筑的建筑电气设计应当构建完善的体系，充分的考虑节能、安全、环保、实用和经济成本，着力构建完善的电气线路综合体系。
参考文献：
[1]吴仲凯.民用建筑电气设计节能的有效措施[J].住宅与房地产，2016，23（21）：111-117.
[2]李藤强.高层建筑供配电系统的设计 铁道运营技术 柳州铁路局勘察设计院 2014年第2期
[3]王志扬.建筑电气安装工程施工方法及技术措施 [J].工程技术研究，2016，20（06）：78-85.
论文作者:朱建超
论文发表刊物:《基层建设》2019年第16期
论文发表时间:2019/8/28
标签：电源论文; 供配电论文; 系统论文; 高层住宅论文; 建筑论文; 两路论文; 负荷论文; 《基层建设》2019年第16期论文;