摘要：高层建筑的出现及相关施工技术的成熟为我国城市化进程带来了一定的促进作业。高层建筑意味着可以在有限的城市土地资源中创造更多的生存空间，这显然能够有效解决各大城市土地资源不足的现状。随着高层建筑的数量越来越多、规模越来越大，其建设质量逐渐成为了社会各界广泛关注的较低。电气设计是高层建筑的基础组成部分之一，加强对于低压供配电系统的可靠性研究，对于提高高层建筑电气设计实用性无疑有着一定的现实意义。本文对低压供配电系统在高层建筑电气设计中的可靠性进行分析。
关键词：低压供配电系统；高层建筑；电气设计；可靠性
引言：
在现代化的高层建筑当中，各项电气设备是确保建筑功能发挥的关键所在。高层建筑所使用的供电系统一般以低压供配电系统为主，其既能够满足高层建筑对于电力资源的基本需求，又能确保用电过程的安全性。但是，低压供配电系统依然存在一定的短板和弊端，尤其是在经过长期使用之后往往会出现供电不稳、电压失常的等问题，从而影响到高层建筑用户的生活体验。为达到改善低压供配电系统的目的，就必须从电气设计的角度出发，强化对于其可靠性的研究。
一、设计原则探究
1、安全性原则
电力资源的使用给人民群众生活所带来的便捷性是无法估计的，但电力资源的特殊性质决定了其难免会存在一定的风险性。尤其是对于高层建筑而言，高密度的人口分布意味着一旦出现用电安全事故所造成的影响也相对较大，因而电气设计的基本原则即为安全性原则。长期以来，供电线路的设计及调整是高层建筑电气设计的一个重点和难点，且布线控制需要基于建筑物自身的机构特征进行设计，且需要充分考虑到用户及各类建筑电气设备的用电需求。一般情况下，以高层建筑为主的小区所采取的低压配电方式为树干式配电法，而如何正确把控各个供电干线的安全确定值也是设计人员所需要面临的主要问题。若能够有效解决这些设计难点，则可以全面提高低压供配电系统的安全性。
2、可靠性原则
众所周知，配电系统在运行过程中会因为供电速度及持续时间的增加而导致其可靠性下降。且高层建筑中往往会设置多个一级负荷电路，如消防系统所使用的电路即为一级负荷电路。一级负荷电路所连接的电气设备及系统是建筑功能实现及安全性的基本保障，一级负荷电路需要时刻保值稳定的运行状态，否则将会对建筑居民造成严重的负面影响。一般而言，使用以及负荷电路的电气设备及系统会设置应急电源，应急电源会直接与建筑物内置的柴油发动机进行连接。这样一来，即便是在供电线路出现故障问题，一级负荷电路无法正常供电的情况下，特殊的电气设备及系统也可以保持基本的运行状态。需要注意的是，为确保此类电气设备及系统的运行可靠性，其所使用的应急电源不得与一般的电器相连接，以免在发生紧急事件时导致无法正常使用。
3、优化原则
高层建筑电气设计方案确定之后不能直接进行使用，而是依据某些特定的指标对设计方案进行优化、如节能优化是常见的优化原则之一，设计人员可以根据设计方案的基本内容，对某些特定部位的材料进行更换，将能耗较高的线路、设备等替换为低能耗、技能型的产品。需要注意的是，在优化过程中要确保整个配电系统能够预留一定的备用电量，以缓解特殊时期或用电高峰期的供电不足问题。
二、低压供配电系统的配电方式
1、树干式
树干式配电方式指的是在整个小区或某一特定的区域内所使用的供电线路为单一的主干线，而每栋建筑均会设置电线与配电箱实现与供电主干线的连接。这种配电方式较为常见，且施工的技术要求较低，成本较低，后期维护也相对较为容易。但是，树干式配电模式所存在的缺陷也十分明显，当其分支线路出现故障时，往往会导致单一建筑出现供电中断的情况。若主干点故障时，则会造成整个小区的大面积停电。正因如此，树干式配电模式的供电可靠性相对较低，其主要在民用建筑中进行使用。
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2、放射式
放射式配电方法指的是总配电箱配电，电力通过总配电箱分别被分
配至各个建筑独立的分配电箱当中。在这种供电模式当中，每一个配电箱均处于独立的状态，即单一配电箱的故障并不会造成大面积停电现象的出现，其可靠性要优于树干式配电方法。但是，这种配电方式却面临着灵活性不足、建设难度大、施工周期长、施工成本高的特征，因而其并不适用于一般的民用建筑，而适用于一些电气设备容量较大的商业化建筑当中。
三、可靠性分析
1、供电线路
电力负荷的大小对于供电质量的影响不容忽视，而供电线路的可靠性则是决定电力负荷的关键所在。在开展电气设计时，设计人员应当明确高层建筑所拥有的各项基本功能及各类电气设备的运行特征。同时，设计人员还需要预判施工阶段可能出现的问题及技术难点，实现对于布线环节的优化设计，确保布线的合理性，并尽量减少客观因素对供电线路所造成的负面影响。需要注意的是，供电线路的布置应当设置在干燥、独立的环境当中，要尽量远离存在腐蚀性特征的物质。此外，高层建筑中的特殊电气设备需要使用特定的供电线路，且不得与一般的供电线路进行连接，如消防系统、电梯设备等。
2、主线设备
主线设备或系统对于整个低压供配电系统的运行可靠性起到了决定性的影响。在实际当中，主线设备需要持续运行的时间相对较长，且难免会存在不同程度、不同形式的故障问题。为减少主线设备的故障率，电气设计人员可以采取集成式设计的思路，从而达到优化主线设备的目的。此外，调整电压电源也能够起到优化的效果。
3、供配电设备
供配电设备是电力供应、配给的直接参与者。为保证供配电设备的质量及运行可靠性，设计人员应当在经济允许的情况下，优先选择高性能、高质量的供配电设备，或者为供配电设备提供诸多的辅助保护装置。例如：智能化电压器继电保护装置的使用可以实现对于电压器的自动化控制，其能够根据不同时间段的供配电需求调整电压器的运行参数，从而起到提高电压器稳定性、延长使用寿命的效果。此外，供配电设备的规格及参数选择需要充分考虑到低压供配电系统的实际使用需求，确保二者能够有效吻合。
4、设置接地保护
接地保护系统的应用可以确保当建筑电气系统出现故障或不良反应时及时中断故障区域的电力供应，从而降低电气故障所造成的负面影响。接电保护系统的设置需要避免影响到低压供配电系统的正常运行，以免起到负面的效果。从保护的先后顺序来看，变压器系统是保护的重点对象，且尤其需要侧重于对易漏电部位的保护和控制。
5、提高供配电系统主接线的可靠性
低压供配电系统具有较多的系统主线，再加上现场条件比较复杂，导致系统操作比较频繁，如果运行发生故障，就会影响到整体系统的稳定性。因此在高层建筑低压供配电系统当中，可以利用系统集成方式节省投资费用。为了保障低压供配电系统主接线的可靠性，在设计低压供配电系统的过程中，可以结合利用380/220V交流放射式和树干式供电方式，主要负责承载普通照明和一般性负荷，针对集中性负荷供电，需利用要单一的放射式供电模式。
结束语
综合来看，随着高层建筑的功能不断完善，其所需的电气设备数量势必会呈现出增长的趋势。因此，在开展电气设计的过程中要始终将低压配电系统的可靠性设计视为重点，保证建筑供电的稳定性。
参考文献：
[1]刘秉清.低压供配电系统在高层建筑电气设计中的可靠性探讨[J].江西建材，2015（8）：222.
[2]陈宝莹.低压供配电系统在高层建筑电气设计中的可靠性探讨[J].通讯世界，2017（13）：172-173.
[3]马玉龙.对低压供配电系统在高层建筑电气设计中的可靠性分析[J].中国房地产业，2017（17）.
论文作者:乔亮
论文发表刊物:《基层建设》2019年第29期
论文发表时间:2020/3/16
标签：系统论文; 高层建筑论文; 供配电论文; 低压论文; 可靠性论文; 负荷论文; 设备论文; 《基层建设》2019年第29期论文;