摘要：近年来，随着建筑行业的快速发展，高层建筑在数量与规模上均有较大提升。对于高层建筑而言，实际占地面积大，且内部建筑结构复杂，同时用电量也巨大。所以在进行高层建筑的用电总量确定的时候，需要综合考量负荷的各方面特点，并结合实际情况使用需要系数及同期系数。
关键词：高层建筑；电气工程；供配电；系统设计
引言
高层建筑中电气工程供配电系统包括暖通空调系统、消防系统、电梯系统、智能泊车系统。这些标准设施不仅能够完善现代高层建筑的整体使用性能，也能够提高高层建筑的整体使用安全。供配电系统作为电气工程最主要的设备能源供给基础，其设计的可靠性与安全性对建筑工程整体使用性能来说具有非常重要的影响。由于高层建筑自身的整体构造非常复杂，所以对电气工程供配电系统的设计也提出了更高的要求。
1在设计高层建筑供配电系统时所需要遵守的原则
1.1保证供配电系统的可靠性
安全可靠是高层建筑供配电系统的整个设计过程中需要遵循的原则。在所有的电气负荷中，一级负荷才是最重要的。平时最常见的一级负荷主要是与消防有关的消防系统，另外还有电梯、生活水泵、弱电机房等，这些都是与建筑用户生活方面密切相关的。所以为了保证它们的正常使用，一般高层建筑采用两路电源供电，当建筑物一路电源出现故障停电时，另一路电源能保障这些一级负荷正常使用。
1.2供配电系统的设计要合理
供配电系统的合理设计不但可以节约电能，而且还可以帮助企业合理预估用电量。对企业建筑来说，合理的供配电系统设计可以为企业节约成本，提高经济效益。在满足住户使用的基础上将上下级之间的连接减少到最少，根据用电设备的具体分配合理设计配电路径。如果配电系统之间的上下级连接数量过多的话不但会增加用电元件的数量还会增加电缆的用量，增加了供配电系统的风险。配电间设计不合理是导致配电路径不科学设计的最大原因，因此，高层建筑供配电系统设计人员在设计之初就要合理优化配电间的位置。变电所位置设置尽量靠近负荷中心，比如再靠近冷冻机房的位置设置为其供电的变电所。
1.3供配电系统要尽可能做到节能
在供配电系统中，变压器作为主要的耗能设备，在进行选择的时候要根据用电量和投资数目综合考虑。企业大多都是以经济效益作为最终目的，因此，企业要通过变压器的回报年限选择最合理的变压器。一般来说，变压器的选择与建筑的实际用电需求和最佳负荷进行选择，但是通常情况下，变压器的负荷要稍大于实际负荷，一般变压器的负载率不超过85%，这样才能保证安全。
2高层建筑电气工程供配电系统的设计工作
2.1高压配电系统的设计
高层建筑物对于电气系统的要求很高，严格做好电气工程供配电设计可以很好的保证建筑物电气设备和居民用电的需求。由于用电设备数量多，多采用两种相互独立的10千伏供电线路，两种供电电源对高层建筑物同时进行供电，可以有效的保证可靠性。高压配电系统在高层建筑物中起到了很大的作用，一般情况下，多采用单母线的方式进行分段供电，线路可以较为方便的进行切换，可以为备用电气设备进行供电，从而可以保证用电设备的正常使用。高压母线都是分段进行设计的，可以保证和电源进线实现很好的匹配。只有在极特殊情况下，才应用不分段界线的办法。
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2.2低压配电系统的设计
低压配电系统是先进电气工程的关键要素。低压配电系统是高层建筑施工的重要能源系统，可以在确保高层建筑的整体使用中发挥重要作用。当使用低压配电系统时，需要各种保护措施来有效地影响低压配电系统并减少不必要的损失。在规划普通低压配电系统时，高水平电气工程需要低压接地。低压配电系统的接地保护措施不仅保护了建筑物的能源供应和电压以及建筑物的低压区域，而且有效地防止了电网的突发情况。低压配电系统的电流，电压和电压分布对外部影响很敏感。在设计和设计低压配电系统时，可以对低压配电系统的电流模式进行详细分析，包括低压配电IT系统、低压配电TT系统以及低压配电TN系统等。高层建筑的停电会严重损坏整栋建筑。因此，有必要设计包括泄漏安装在内的整个高层配电系统。泄漏检测器是防止高水平配电系统泄漏的重要手段。这对改善建筑物内部的整体使用具有积极作用，并且在电气设备的正常运行中起重要作用。
2.3供配电系统配电箱的设置
根据电气设计的相关要求，供配电系统的配电箱中应该安装各种开关保护装置、测量仪表和多种辅助设施，在完全封闭或半封闭状态的柜体或保护屏实现电气元件进行集合。一般情况下，可以采用自动开关装置或者采用手动的方式对电路进行分断控制，如果供配电线路存在故障，可以对故障区段进行隔离，发出相应的报警信号。在发、配、变电所中，可以安装测量仪表来对配电网运行参数进行采集和显示，还可以调整多种电气运行参数，利用信号装置提示运行参数的偏离情况。高层建筑物中的照明配电箱，供电回路应该满足三个不同方面的要求，保证照明系统、插座有具备单独的供电回路。再者，空调装置的回路可以划分成客厅空调和之外的两个给空调供电的插座。最后，壁挂空不安装漏电保护装置之外，其它的空调插座都应该单独安装保护装置。
2.4变压器的设计
为了保证变压器的正常运行，提高变压器安全性和可靠性，所以必须要充分的考虑变压器的运行条件，将成本和能源消耗控制在最低，所以在智能建筑变压器的选择时应该以低能耗材质的高效变压器为主，保证变压器的负荷率在最佳状态的70~85%左右。如果变压器的容量和负荷率始终保持在平稳状态时，可以减少变压器的数量，而增加变压器的容量，这样就能够有效的节约能源，提高能源资源的利用效率。由于受到季节性负荷，很容易导致电能质量受到影响，所以可以设置专用的变压器来应对季节性的负荷变化，实现灵活投切，保证变压器经济运行，避免由于轻载运行而造成能源损耗。例如在夏季空调负荷比较大，所以可以使用单独的变压器作为空调变压器，通过这样能够充分发挥出空调的季节性特征，减少能源消耗，保证变压器的经济。
结语
以上是笔者对高层建筑电气工程供配电系统的设计进行的阐述和分析。高层建筑当中电气设施繁多，电路复杂，施工难度和技术水平要求也很高，所以对供配电系统的设计优化也必须要深入探究，因为供配电系统影响着整个高层建筑的实际运行状况。一旦供配电系统因为设计不妥当出现故障问题，不但会增大电能负荷，增大电能损耗，而且会导致高层建筑电气工程中止运转，使得建筑物内的工作人员无法正常进行作业，阻碍工作进度，造成巨大的经济损失，甚至发生严重威胁到人们人身安全的电气事故。希望本篇文章能够对供配电系统设计者提供有效的优化方案，提升供配电系统的经济效益，节约电力资源，推动我国高层建筑电气工程的可持续发展。
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论文作者:王志强
论文发表刊物:《基层建设》2020年第2期
论文发表时间:2020/4/30
标签：系统论文; 高层建筑论文; 变压器论文; 供配电论文; 负荷论文; 电气工程论文; 建筑物论文; 《基层建设》2020年第2期论文;