摘要：近年来，建筑行业蓬勃发展，建筑高度越老越高，城市中高楼林立，高层建筑的电气系统设计与实现成为了高层建筑施工中的重要问题。现代的高层建筑结构较为复杂，且需要满足不同用户的性能需求，在一栋高层建筑中，既有家庭用电，也有商业用电，在不同供电需求下，要求电气中配供电的设计能够具有针对性，而不是传统的单一供配电方式。与此同时，还要满足安全性、稳定性、可靠性以及节能等方面的要求。
关键词:高层建筑；电气系统；供配电设计；设计原则；设计方法
当前，城市供电较为紧张，且出现了多个高峰时段，要保持整个城市供电的稳定、安全和持续性，就必须在不断时段，采取不同的供配电方式，这就要求单个的供配电设计要做到科学合理。高层建筑的电气系统作为城市供电系统的组成部分，其供配电设计尤为重要，它不仅直接影响到业主的日常生活和建筑的生产工作，同时也对整个城市的供电造成影响。在下文当中，笔者将对高层建筑电气中的供配电设计进行分析，提出设计原则，并阐述具体的设计办法，着力提升高层建筑电气系统供配电设计的合理性。
一、高层建筑供配电设计简述
现在大多数城市在发展过程中所进行的工程建设工作，高层建筑在城市建设中所占的比重越来越大，高层建筑有效利用了城市有限的土地资源，提高了单位面积内土地资源的利用效率，我城市下一步的发展打造了一定的资源优势。但同时，高层建筑也会带来一些新的问题，如高层建筑的高度、结构复杂，更重要的是电源线的配置将变得更加复杂，对供配电设计的专业要求也更高，高层建筑布线系统一旦出现问题，其检查和维修工作的开展远比一般建筑的电力维修更加困难。因此，在高层建筑的早期阶段进行配电设计时，应高度重视，避免出现质量问题和安全隐患。具体而言，高层建筑供电设计是一个系统的、专业性强的工作，它主要是基于对该高层建筑的特点、内部结构等建筑的实际情况，规划整个建筑的线路布局和供电系统，控制他们的电力负荷水平，将所有的用电设备、供电设备、配电设备等完美的结合到一起，使之形成一个稳定的电力供应系统，有效发挥各个系统、设备和线路的作用，保证配电系统的正常运行，而后将所有的线路设备、电力参数、设备的安装位置和数量、规格等展示在图纸之上，以供实际安全工作进行参考。
二、供配电设计的要求
现代的高层建筑多为集多种功能为一体的综合建筑，比如居住、办公、娱乐、购物，甚至是生产工作，其供电环境也非常复杂，所配合的用电设备更是五花八门，常见的有空调系统、照明系统、消防系统以及家居用电、办公用电等等。因此，在进行供配电设计的时候，必须要保障线路的布局可以满足不同设备的用电需求，在电压等级的分类方面，需要考虑不同楼层可能的使用性质，采用专业的电源线，保证供电稳定和用电安全。此外，还需提高整个建筑的用电效率，尽可能减少电力损失，做到提高效率、节约能耗。
三、供配电设计的原则
（一）系统优化原则
在设计高层建筑的供配电系统时，应当最大限度的贴合高层建筑的结构等建筑因素，发挥建筑本身的优势，这样可以节约电气系统的建设资金，在整个设计过程中，还应贯穿节能理念。首先一点就是,供配电系统的适用性能必须强大。也就是说可更好的满足用电设备对于电能质量的要求、负荷容量的要求和安全运行时的稳定性要求等,必须保证电气设备能够很好的控制电量,最终目的就是让电气设备的功能得到最大的发挥。然后是需要考虑供配电系统的安全可靠性。在安全性方面，必须设计必要的防雷设备，高层建筑高度高，容易遭受雷击，为全面保障电气系统的安全，必须要进行防雷设计。此外，根据建筑的防火的等级设计，考虑火灾情况下的救援需求、潜在的火灾险情等因素，区别普通用电和应急用电，保障突发情况下，能够保障必要设备的运行和照明需求。
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（二）高效运行原则
在设计过程中，应当尽量减少电力损耗，尽可能的缩短拉线距离，必要位置需使用直径较大的电线，提高线路的使用寿命，这同时也是确保供配电安全的需要。其次，应尽量保障维修检修方便、简单，缩减维修保养费用，最大限度发挥资源的使用效率。
（三）合理调节负荷原则
各项供配电参数的设计必要保证科学合理，理性的调整负荷参数，避免出现低负荷运行或超负荷运行。设备的使用和技术的选择，应当能够起到节约能耗的作用，同时又要保持整个电气系统负荷均衡。
四、供配电系统设计
（一）确定负荷等级和负荷容量
确定建筑的负荷量等级应当依照标准的方式进行，具体操作步骤如下：一级负荷包括了消防电梯、疏散电梯和地下室的应急照明灯等设备。二级负荷包括当舌泵电力和客户使用的电梯电力。三级负荷就是刨开一级负荷和二级负荷之外的所有电负荷。依据负荷三种级别不同的适用范围,可以大致的把电力负荷划分为居民用电和商业用电两种类型。居民用电主要囊括了生活用电（如电视、用电厨具、热水器等等）和照明用电等内容，这类用电应分配给居民变电配置房进行供配电管理。商业用电项目则主要包括的地下室供电、商场供电、售楼中心等内容，这些位置的供电则分配给商业变电房进行供配电管理。对于负荷容量的计算则通常使用单位容量法与负荷密度法进行。
（二）变电设备所布局设计
变电设备所主要用于管理变电设备的运行，容纳一些必要的操作和监控设备。变电设备所位置与数量的设计需要严格按照负荷容量的计算结果进行。高层建筑的变压器一般采用容量在75%-85%之间设备，将低压线路的供电半径控制在200m的范围内，对于电容量大于500KW的供电情况，则需要将配供电的相对距离控制在200m以上，并且需要增加变电设备所的数量。一般来说，高层建筑一层的商用价值非常高，所以会在负一层设置变电配置所，这样同时满足了一层和负一层的复杂用电需求。
（三）高低电压的结线和运行方式
针对现代高层建筑的建设特点和结构形式，及其复杂的供电需求，笔者认为，可以按照如下的高低电压结线和运行方式：高低压线选择一路进线方法，结线则采用母线单线运行方式；变压器的低压侧部分则采取单母线分段结线运行方式,这样一来，每一台变压器都有了一段独立的单母线,每个母线段之间采用母联开关进行操控。系统在常规运行状态下,每一段的母线都处于独立运行状态,如果某一个变压器出现故障退出正常运行,可通过手动方式关闭母联开关,那么同一组中的另一台变压器就会承担非常重要的负荷供电。当变压器恢复正常状态之后,母联开关能够自动开启,再次回到正常运行模式中。而后，需要在变压器低压部分侧边增加一段应急母线,母线段的供电则依靠电源用电以及柴油发动机电源实现，这样可以维持应急状态下一级负荷用电的稳定性和持续性，双向开关不设置机械联锁与电气设置,可有效避免发生反向供电情况，而消防系统的负荷用电则使用双回路供电方法。
结束语
高层建筑电气中的供配电设计决定了整个建筑电气系统的供电质量，在实际的设计工作中，要多结合建筑的实际情况，将建筑结构和空间布局专业为供配电设计的优势，各项参数的设计要合理，线路布局要科学，才能保障整个电气系统供配电的可靠性。
参考文献
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论文作者:曾常荣
论文发表刊物:《基层建设》2017年第22期
论文发表时间:2017/11/10
标签：负荷论文; 高层建筑论文; 供配电论文; 系统论文; 设备论文; 母线论文; 建筑论文; 《基层建设》2017年第22期论文;