摘要：近年来，我国城市范围不断扩张，城市高层建筑也在逐步增加，这也是的城市供电出现了资源紧张问题。在高层建筑高低压供配电系统的设计中，不仅要考虑到建筑本身的复杂性，还应结合市政供电的特点和居住着的用电需求，全面提升高低压配电系统的稳定性和安全性，提升供电质量。在下文当中，作者将对高层建筑高低压配电系统的设计与应用进行分析。
关键词：高层建筑；高低压配电；系统设计；系统应用
高低压配电是建筑设计中非常重要的内容，直接影响到建筑的使用性能，同时也关系到居住着的生命与财产安全。在高低压供配电系统的设计中，应当正确选择系统形式，并严格设备的使用，全面提升配电系统的质量，保障其运行稳定。
一、高层建筑高低压供配电系统的设计内容
高层建筑高低压供配电系统的设计必须明确两个要点，首先是要正确计算建筑的用电负荷，结合建筑范围内其它建筑的用电形式以及今后的建筑用途、居住容量等进行；其次，应明确用电负荷的等级。这两项内容的计算直接关系到供配电系统结构的选择和设备的选型。从目前我国电力技术的发展情况来看，业内还未提出一套计算建筑用电负荷的统一方法，常规计算中一般采用单位容量法和需要系数法得出数据。也就是对于建筑用电负荷的计算依据同类已使用建筑的用电负荷进行，这是一种估算方法，所得结果并不准确，只是接近于实际用电负荷。所以，在计算过程中，应当尽量缩小计算数据与高层建筑实际用电负荷间的差距，提高计算结果的准确性。此外，不同楼楼层的用电负荷也有所差异，用电负荷等级也不同，所以，还需要通过用电负荷等级确立对高层建筑供电进行分析，因为一级用电负荷需要两个供电源，以解决单一供电源故障问题，保证高层建筑供电的稳定性和持续性。
（一）低压配电系统分析
低压配电系统包括供配电控制设备、配电变电所、变压器以及高低压配电线路等设备。在高层建筑中，常用的低压配电系统形式主要有混合式、树干式、放射式以及链式四种，每种系统形式都有自身的特点和优势，具体需根据经济成本和供配电需求进行选择。一般来讲，混合式较为常用，其结合了其它三种低压配电形式的优势，具有较高的应用价值。
（1）树干式
树干式低压配电系统中包括一条主干线和多个分配电箱与总电线，分配电箱将主干线与其它支干线的线路相连接。树干式配电方法具有明显的低成本特点，投资少，且施工便利，难度较低。但利用分配电箱联系主干线与各个分支线路，一旦主干线出现问题，其波及到的用户范围非常大。所以，该配电方式一般应用在对供电稳定性和持续性要求不高的场所。该配电方式下，电负荷较为均匀，电源设备容量也比较低。
（二）链式
链式配电方法是一种类似于树干式的低压配电系统，不同是，该配电系统利用分配电箱直接将用电设备与主干线相连，而没有分支线路，因此，经济成本也比较低，电缆线路的铺设工作也比较简单。其缺陷在于，在进行维修检测时，需要停止所有设备的供电，既影响了住户的日常生活和工作，也降低了供电的可靠性。该配电系统一般用于对供电可靠性要求较低的场所。
（三）放射式
放射式配电系统中的主要设备为总配电箱和分配电箱，由总配电箱为中心，向四周范围内进行供电。该低压配电系统的优势在于某一配电箱发生故障时，不会影响其它配电箱的运行，所以系统的可靠性比较强，而且对于供配电的控制和管理比较便捷。但其缺陷在于线路交过，过于复杂，所以缺乏管理和操作方面的灵活性。这种配电系统一般应用在设备容量较大、需要集中实施电源控制的场所。
（四）混合式
顾名思义，混合式就是混合了两种配电方式，也就是放射式和树干式，该配电方法集中了两种配电方式的优势和特点，成本低，而且便于管理，系统的可靠性和稳定也更强，在高层建筑的高低压供配电系统设计中可作为首先方式。
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（二）高压供电系统
（1）三种高压供电方案分析
由于高层建筑的高度较高，要将电力传输到距离地面较高的楼层，需要很大的用电负荷，所以高层家长农户的电压一般为10KV的高压配电。常用的配电形式主要有单侧双回路供电、环形双回路供电以及双侧双回路供电三红。其中，环形双回路供电的投资成本比较大，所以经济适应性较弱，但其可靠性和稳定性在三种形式当中最为突出；双侧双回路供电有两个电源，可靠性相对较高，成本居中；单侧双回路供电虽然成本最低，但可靠性和稳定性也最低。因此，在选择高压配电系统形式时，要结合经济投资和使用需求进行。
（2）高压主接线
高压主接线一般依据建筑高压电源供电方式的不同进行选择。例如，在两个高压电源同时通电的情况下，一般使用单母线分段的高压接线方式，但不设置母联开关。这种形式比较加单，所需的设备少，因此，投资额度低，具有较高的经济适应性。但缺乏灵活性和可靠性，在对母线进行检修时，需要实施断电，对用户生活存在影响。当两路高压供电电源中，一个作为供电源，一个作为备用电源时，也可以采用单母线分段的接线方法，但相对而言，这种供电方式更加灵活可靠，在对线路和设备进行检修时，可以启用备用带能源，从而不会对用户供电造成影响，但其结构较为复杂，所需设备多，因此投资成本会更高。在考虑经济适用性和系统可靠性的情况下，建议联合母联开关和单母线分段接线方式进行设计，在任意线路或设备出现问题时，可以通过母联开关恢复故障点的供电，虽然该供电形势下系统线路较为复杂，但投资成本低，而且灵活性较强，可靠性也能够满足要求。
二、高层建筑高低压供配电系统设计的实现
（一）对不同负荷等级电源保障的设计
依据国家的有关规定，建筑一级用电符合应有两个相互独立的供电源支持供电，二级符合则应有至少一个专用回路保持电力供应，此外，为了保障一级负荷下供电的稳定性，应装配一定功率的柴油发电机组作为应急供电设备。对于一些特殊的用电设，例如消防照明、中心机房等等，则需要增加蓄电池，其作用在于蓄积电能，当市电无法进行供电时，蓄电池可以继续保持供电。同时，为了保障建筑安全，还应设计相互独立且可以随时进行充电的干电池组，保证应急情况下建筑住户的安全。
（二）设计合理的接地方式
高层建筑的高低压供配电系统是否安全可靠与接地方式的设计有着非常密切的关系，所以，应严格接地方式的设计，采用安全的接地，保证用电安全。一般情况下，在高层建筑中，会将电气设备的接地与保护接地混合到一起，以便对接地系统进行管理，同时便于应用。在设计时，应按照国家的有关规定设计接地电阻，同时增加人工接地，以形成一个完整的接地系统。
（三）确定变（配）电所的位置
一般变（配）电所的位置的选择应当满足以下条件：
（1）应靠近建筑供电的负荷中心和电源侧，同时，应方便设备运输和吊装。
（2）配电所的位置应当在较为稳定的地方，避免将其设置在震动强烈的区域。
（3）配电所位置应保持环境干燥，而不能设置容易积水或者长期潮湿的环境当中。比如不能靠近浴室下方、地下室等。
（4）配电所位置不可在具有腐蚀性物质的地方，且应保持配电所良好的散热，避免设备发热短路。
结束语
高层建筑高低压供配电系统的设计应紧贴建筑实际进行，合理选择配电系统的结构类型和供电形式，既要保证系统设计的经济性，又要保障建筑供电的稳定性和可靠性。
参考文献：
[1]赵建一.高层建筑高低压供配电系统的设计及应用[J].电气制造，2015（25）：160-161.
[2]张建林.探究高层建筑高低压供配电系统的设计及运用[J].建材与装饰，2016（29）：152-153.
[3]张雪丹.超高层公共建筑10kV变配电所设置方案的比选分析[J].科技创新与应用，2017（18）：22-23.
论文作者:夏得强
论文发表刊物:《电力设备》2017年第27期
论文发表时间:2018/1/10
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