摘要：随着我国城市的快速发展，高层建筑物逐渐增多，人们对电力的需求也越来越大，对配电系统的要求越来越高。但是，目前高层建筑电气工程配电系统易出现漏电情况，引起触电、火灾等危险的发生。因此，从高层建筑配电系统安全性角度出发，基于对不同系统接地保护设计要点进行分析，希望能为相关工作提供参考借鉴。
关键词：高层建筑；电气工程；供配电系统；设计分析
引言
高层建筑的电气系统设计具有一定的复杂性，并且随着楼层的增加，电气设计工作的繁琐程度也在增加。在设计的过程中，不仅要考虑到用电的安全性，同时也要通过合理的设置，确保电力用户的用电稳定性。
1高层建筑供配电设计原则
1.1可靠性原则
为了避免安全事故的发生，建筑供配电设计需要秉持可靠性原则，严格按照相关规范要求与技术标准进行设计，提高高层建筑供配电的安全系数。另外，高层建筑结构模式下，建筑系统越发复杂，其中所涉及的低压、高压配电系统等不同形式，设计过程中需要明确可靠性标准，满足不同用电负荷的具体要求，保证各方面操作的连续性、稳定性，严格按照设计标准、规范进行设计工作，只有这样才能保障居民的用电安全，满足建筑物供电需求。
1.2安全节约、节能环保的设计要求
设计人员在进行供配电系统设计时，必须要充分的考虑到节能环保的需求，只要根据科学的方式判断设备型号，尽量避免出现能源资源浪费的情况加强供配电系统的成本控制。此外还应该选用节能环保的材料，最大程度上减少高层建筑供配电施工，环境污染等问题 。
2 高层建筑供配电系统特点
（1）供电可靠性要求高：高层建筑中电力负荷分为一级、二级、三级负荷。为满足供电可靠性，采用两路独立电源供电，设置柴油发电机组为备用电源、设置UPS电源为计算机房事故照明、疏散指示等一级负荷的不间断电源。
（2）用电设备多：如弱电设备、空调制冷设备、锅炉房用电设备、电梯、防雷设备、照明设备、给排水消防设备等。
（3）电气系统复杂：电气子系统多且复杂。如柴油发电系统、UPS系统、高低压配电系统、有源滤波系统、能源管理系统、ATS双电源监控系统、电气火灾监控系统、智能照明系统、防雷系统等。
（4）电气线路多：如高压供电线路、低压配电线路、火灾自动报警与消防联动控制线路、音响广播线路、通信线路等。
（5）用电设备多且用电量大：消防用设备多；风机、空调设备用电量大。
（6）自动化程度高：随着楼宇自控系统的发展，用电设备逐步实现了远程监控功能。例如ATS双电源监控系统、漏电火灾监控系统、SPD浪涌监控系统、智能疏散系统、电能管理系统、智能照明系统等智能化系统逐步运用到高层建筑中，不仅实现了设备智能巡检功能、故障报警功能、能源监管功能，更有利于设备运行状态实时监控。
3 高层建筑电气工程供配电系统的具体设置
3.1供电电源类型
高层建筑电源类型选择应该严格按照《建筑设计防火规范》及《民用建筑电气设计规范》等方面的要求，选择合理的电源类型能够提高电力负荷的协调能力，通常情况下我国高层建筑可以细化为一级、二级、三级负荷。一级负荷主要有两个相对独立的电源供电，其中一个电源发生故障问题的时候，另一个电源可以保持正常的运行状态，当遇到爆炸、火灾等特殊情况或重要场所应该不允许中断供电负荷，并增加应急电源。如果一级负荷无法正常供电不仅会给国家带来多方面威胁，还会影响居民的安全用电，为了进一步强化供配电的稳定性，结合实际电源负荷和应用需求，应该安装独立的风电机组、独立电源等不间断电源装置。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆除了一级负荷，二级负荷与三级负荷可以采用变压器线路或者线路故障不间断供电的方法进行优化设计，三级负荷在使用上对于线路质量、供电设备等方面没有特殊的要求，只需要根据业主、单位的约定进行正常供电即可。
3.2低压配电系统接地保护模式设置
3.2.1 TN模式
TN模式首先要保证整个建筑物的电气设备外壳都连接至同一根保护线，同时低压配电系统的中性点之间也要进行连接。TN模式细分为TN-C、TN-C-S、TN-S三种，3种模式有着不同的应用特点。TN-C模式中的中性线、保护线为一体，和电气设备的金属外壳进行统一连接，然后再接至接地设备，在电路正常运行的过程中，TN-C模式能够承载一定的谐波电流，因为其连接特点，TN-C形成了PEN线。如果供电线路出现了问题，PEN线就能够通过保护装置形成一种对地电压，进而起到保护电气设备的作用；TN-S模式和TN-C有着本质上的不同，在TN-S模式中，保护线和中性线处于分开、隔离的状态，在这种情况下，PE线路处于“无电流”的情况，所以其外壳也不会附带相应的电流，安全性较高。因此，TN-S模式通常用作于居民居住场所或者精密仪器供电中；TN-C-S模式是在我国高层高层建筑中应用的最为广泛的接地模式，在这种接地模式中，中性线、保护线处于部分分离、部分合并的状态。其工作原理为：合并电路为变压器至居民楼的供电电路，然后通过分离的电路部分，将电力分别输送至各家各户。这种接地模式结合了TN-C、TN-S二者的优点，在确保可操作性的同时保证了电路的安全性。
3.2.2 IT模式
IT模式主要是指，电气系统中的PE线以及电源接地线处于“独立”的状态。如果某一个电器设备出现了问题，或者某一条分支电路出现了问题，那么IT系统就能快速启动保护装置，避免故障电路对整个电气系统产生影响。这种模式使得低压配电电网的负载得到了满足，同时针对各个家庭用电量较小的特点，一旦电路出现故障，检修人员也能快速的进行维修。
3.2.3 TT模式
TT模式主要指，将电源的中性点进行和接地保护装置进行直接连接，这种模式主要用作于城市公路供电系统的建设，在高层建筑中的应用较少。
3.3漏电断路器在接地保护中的设置
漏电断路器是确保用电安全的重要装置，漏电断路器的设置要结合实际情况，并且要选择合适的断路器种类。在进行选择的时候，主要考虑因素为额定动作电流，确保额定动作电流了漏电断路器中点击量的匹配度。一般情况下，电气系统中正常电流的会小于漏电断路器中的额定动作电流，这样才能在漏电情况发生的时候，对电路产生保护作用。
3.4供配电线路优化
供配电线路设计对整个系统的影响是非常大的，设计人员在设计供配电线路的时候应该结合高层建筑的具体情况，根据线路用电负荷分配、供电线路距离、供电半径、用电设备等多方面进行合理的设计，需要注意的是供配电线路所产生的能耗较大，为了提高高层建筑供配电节能效果，在设计过程中应该秉持简单、安全、节能等原则，避免设计问题所造成的电能损耗，从根本上提高高层建筑供配电运行水平，对于大负荷的配线设计应该尽量选择铜芯导线，而小负荷的配线设计可以选择铝芯导线，与此同时尽量减少导线长度，以满足使用需求为基础，降低成本费用的增加。
结语
总而言之，供配电设计是高层建筑设计的非常重要的一部分，从近的角度考虑其直接关系到建筑成本费用支出，从远的角度考虑关系到人们日常生活与建筑物使用性能，同时还会对电网供电产生一定的影响。设计人员在进行高层建筑供配电设计的时候应该结合坚持可靠性、简洁性、安全性原则，充分考虑设计方案在具体施工中的可行性，满足高层建筑物配电方案中的经济指标要求，结合工程特点及本地用电情况，在保证使用需求的同时，降低建筑投资成本，提高高层建筑供配电设计的整体水平。
参考文献
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[2] 于运弢 , 吕达观 . 新形势下高层建筑供配电可靠性研讨 [J]. 山东工业技术 ,2016(03):34.
论文作者:骆中政
论文发表刊物:《基层建设》2019年第9期
论文发表时间:2019/8/2
标签：高层建筑论文; 系统论文; 模式论文; 供配电论文; 负荷论文; 线路论文; 电源论文; 《基层建设》2019年第9期论文;