摘要：城市化进程的加速推进了现代城市建筑管理的发展。供配电系统设计是高层建筑的重要组成部分。高层建筑的设计人员充分优化配电系统的某些条件，最终建成技术先进，经济，安全供配电系统，以确保高层建筑的运作合理性，避免问题，并对人们的生活产生不利影响。
关键词：高层建筑；电气工程；供配电系统；电气设计
1、高层建筑电气设计供配电系统设计要求
1.1满足基础的安全性
供配电是高层建筑电气设计中的关键内容，其直接影响高层建筑的使用状态与质量保证。近年城市化发展的脚步日渐加快，高层建筑结构的多样化发展，对供配电系统设计提出了更高的要求[1]。相较于传统建筑，高层建筑的空间跨度更大，尤其是纵向比更大，加之大量配有电梯、空调等电器，其日常运行完全依赖于配电系统的电力稳定输出，那么供配电系统的可靠性、安全性、稳定性即是最基本的建设原则。
1.2满足供电的可靠性
近年建筑火灾事故层出不穷，大部分单位对建筑的消防措施设置不健全，火灾发生之后无法起到有效的自动化补救，几乎完全依靠消防人员。此设计存在最大的问题，即是在无人状态发生的火灾，难以确保消防措施能否有效的展开补救。而同时火灾的大肆蔓延，对设备的运行产生一定的阻碍，甚至是切断设备的电力支持，使得设备瘫痪。由于大楼电力是交互设计，一方出现严重性的问题，继而影响到整个建筑内人们的正常工作运转，以及人身安全问题。若是电梯电源发生直接性的故障，其造成安全事故的严重性不可估量，对人们的生活、对建筑的运行、对社会发展都产生一定的恶劣影响。
1.3确保供电的持续性
相较于单独形态的电源建筑，其设计在充分满足了人们的生活、生产需求中保障一级、二级负荷距离的有效实现，然而对普通建筑来说，其日常运作中内部产生较大的电压负荷，因此设计中必须确保其功能的正常、耐久性使用。建筑的正常运转中，若电源出现系统性故障，需进行及时的抢修。在此过程中，也同样需要电力设备进行。以此建筑内应当备以发动机、或应急电源做风险防范处理，以保证意外情况发生的有效补救、保障人们的正常生活与生产。
2、高层建筑供配电系统电气设计思路
在设计中，要保障民用点检电气设备实现安全运行，需要在确保其性能基础上，提供安全可靠的电气设备及线路运行维护保障，有效防范可能出现的安全风险，达到化解电气事故的目的。
2.1根据供电需要计算电力负荷
在建筑实际使用中，电力负荷事故发生会产生一定的损失，对社会也会产生不良影响，其电力负荷一般会分为三个等级。根据相关电气设计规范等要求，要根据该建筑的性质、规模和供电实际情况等确定电力负荷等级，以及电力等级、电源回路数和自备电源设置等。根据相关要求，一级负荷供电可通过两个独立电源实现，其中一个电源持续进行供电。电力负荷特别重要的情况下，要充分考虑可能出现的问题，在以下电源系由于故障原因无法供电，而另一电源处于检修当中或在故障的特殊状况下，要另外设置应急电源避免发生意外事故。其设置需综合考虑到电网条件、负荷允许中断供电时间等，采用独立的发电机组来持续供电。二级符合供电系统如果出现变压器或者线路故障，不可将供电终端中断的情况下也要及时恢复。
2.2确定供电电压
在民用高层建筑中，供电电压关系着供配电系统是否供电稳定，而供电电压会受到电力负荷、供电距离和供电线路回路数的影响。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆一般情况下，高层建筑并不具备特别重要电力负荷，且其一级负荷容量较少，因此电力供应方式可采用两路电网电源供应、一路电网电源加应急发电机组进行。一般其电源会使用10kv的高压电源，将其引入建筑的开关房中。低压配电电压要设置柴油发电机，使其满足消防设备使用需求，在对用电负荷有特殊要求的情况下，柴油发电机可为其提供一定电力保障。
2.3科学设计高压供配电系统
民用高层建筑的供配电系统中，主要包含了高压供配电系统、低压供配电系统，在设计中，既要考虑到技术和规范要求等因素，还要使其符合日常使用和管理维护需求。因此要充分考虑从电网获取电力供应，住宅区高压配电会按照其总面积来确定配电所，进行电力供应保障其用电需求。单体建筑面积大、用电符合分散的情况下，可以采用多台变压器进行分散配置。民用高层建筑中，底层、地下层、顶层和电力负荷集中的中间楼层等，需要设置变压器。一些建筑需要保证用电可靠性，且其用电负荷较大，可以选择双电源方式设计。
2.4结合实际需要设计低压供配电系统
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。（1）接地设计。在低压供配系统系统中，一共有三种系统模式，分别是TN-C、TT、IT三种系统，TN-C系统是三相四线制供电，分别引出L1、L2、L3、PEN。PEN为保护接零方式，即设备外壳连接到工作零线上，通常PEN要在用电侧进线处做重复接地。节省线路有色金属，工业供电常用，三相负荷相对平衡运行时，PEN线上的电流一般不太大，民用建筑不用。TN-S系统是三相五线制供电，分别引L1、L2、L3、N、PE、N为工作零线，PE为专用保护接地线，即设备外壳连接到PE上，因为用5线配电，有色金属用量大，多为民用建筑配电选择方式，对于大量单相负荷造成的三相不平衡问题，一般N为专用，平时PE不导电，安全性好。无论什么方式，变压器的中性点一般都是接地的包括外壳，所以对变压器来说，PE、N是连接在一起的。因此，在不同的建筑电气设计中可以选择不同的接地方式。（2）变压器和保护装备设计。变压器在建筑电气中是很想重要的，根据楼层高低要选择是不是安装变压器，变压器安装的为位置，都是要考虑的问题，变压器可以改变电流，使原本带不动的电器正常工作，因此，在建筑电器的设计中，要考虑到多种因素的影响。简单举个例子，C相负载总功率=（电脑300W×10台）+（空调2kW×4台）=11kW，计算三相总功率：11kW×3相=33kW（变压器三相总功率），三相总功率/0.8，这是最重要的步骤，目前市场上销售的变压器90%以上功率因素只有0.8，所以需要除以0.8的功率因素。33kW/0.8=41.25kW（变压器总功率）41.25kW/0.85=48.529kW（需要购买的变压器功率），那么在购买时选择50kVA的变压器就可以。（2）照明供电系统设计。照明系统是电气系统的主干，每家每户都离不开照明，因此在电气设计时，照明系统的设计应该更加的合理和符合民情。照明系统既要满足新时期低碳环保的要求，还要满足节约成本的原则，因为照明系统是电器中使用最广泛的一个系统。设计原则上是要保证用户的正常使用，还要有持续可发展的理念，根据不同的建筑位置，因地制宜，选择不同功率的设备，在符合建筑电气设计的成本预算的基础之上，设计出一个相互独立又相互关联的照明系统。
结束语
高层建筑的常规设计是一项具有挑战性的任务。此设计过程要求设计人员多次执行适当的分析并评估项目计划。有必要确定负载容量计算是否准确以及电源选择是否合理等确保最终设计的合理性，有助于高层食品和能源分配的良好发展。
参考文献：
[1]蒋志刚.供配电设计在现代高层建筑中的应用探讨[J].电子世界，2016（04）：132-134.
[2]曾海涟，何宗楚.低压供配电系统在高层建筑电气设计中的可靠性探讨[J].建材与装饰，2015（48）：228-229.
[3]乔莎，孙宇.高层建筑供配电系统的设计方案及其可靠性分析[J].科技展望，2015，25（24）：24.
论文作者:邱婷
论文发表刊物:《建筑模拟》2020年第1期
论文发表时间:2020/3/27
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