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摘要：现阶段，我国建筑行业发展迅速，高层建筑层出不穷，高层建筑对于电力的需求较大，因此需要更加科学合理的低压配电设计以确保其电力建设的良好效果。本文首先阐述高层建筑电气中的低压配电设计原则，进而对高层建筑电气中的低压配电设计优化路径进行探讨，分别从设备设计、电能设计与安全设计等多个方向入手。
关键词：高层建筑；电气；低压配电
引言
与普通建筑物相比，高层建筑体积和用电量较大，建筑物内部结构较为复杂。因此，在设计电气系统时，对供电系统的强度、稳定性和安全性提出了更高要求。随着建筑业的不断发展和环境用电的不断增加，为保证高层建筑电力的稳定，必须加强对低压配电设计的研究和分析。
1高层建筑电气中的低压配电设计原则
1.1高效原则
高效性是指在低压配电系统的设计中保证配电系统各线路、各系统配置合理，以保证电能的合理分配和各线路的通顺，避免发生实际使用中出现电压不稳或者线路短路、开路的情况。高层建筑中用电设备比较多样，它们的额定电压差距比较大，所以，在电力的分配中，出现的电能损耗比较大，所以，必须通过对低压配电系统的合理设计尽量降低电能的损耗。可以根据所需电能的大小把整个建筑分为几个区域，并根据这几个区域的实际电量负荷需求设置配电中心，以达到节省点电能的目的，而且这种方式还能提高供电电压的稳定。另外，要尽量保证配电系统的各分区所分到的用电负荷的均衡，以免出现因电力分配不均出现的实际电压不稳的现象。
1.2最优原则
基于高层建筑的优化原理的实际特点，做优化设计。首先，根据实际施工的可行性，对高层建筑低压配电设计进行设计，并进行反复验证，确保技术的实用性。特别是，确保高层建筑可以正常使用电力，安全使用电力。其次，保证高层建筑低压配电设计满足实际用电需求。此外，有必要确保低压配电系统具有备用电源。最后，在设计中要设置安全距离，并尽量使用绝缘材料，以消除隐患。
1.3经济性原则
高层建筑电气设计中的低压配电系统设计，应当满足设计的经济性原则，尽量减少设计与施工成本的投入，尽量保证低压配电系统设计能够实现最大化的经济效益。在设计的过程中，首先需要对配电线路进行合理规划与设计，减少线缆的使用，节省用电材料。还需要充分发挥出高层建筑的用电优势，尽量使用节能材料，如太阳能、风能等新能源节能材料，以减少在低压配电系统设计与施工过程中的成本投入。在具体的施工过程中，应当着重加强低压配电系统的预算管理。
1.4高效原则
高层建筑中的用电设备复杂多样，所以在对配电系统进行设计时应当保证设计的科学性，避免造成资源浪费和电力损耗。因此，在设计过程中，可以分析建筑物的整体电力需求，可以将电力供应和配送中心设置在耗电量较大的地区。另外，配电中心实现分散设置可以有效减少资源浪费。为了提高配电系统的有效运行，在设计过程中也要求均衡的负荷分配。例如，使用三相供电系统可以起到平衡收费的作用，从而提高电力资源的利用率。
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2高层建筑电气中的低压配电设计路径
2.1低压配电设施设计
高层建筑电气系统中的低压配电系统，是由低压与高压配电线路、配电变压器等相关控制保护装置共同组成的。对于高层建筑来说，由于楼层高、电力用户多、电能耗能高等原因，需要以低压配电系统来满足高层建筑安全用电的需要。在这个过程中，需要进行科学合理的低压配电设施设计。在确定电源负荷的时候，需要充分考虑该高层建筑的实际用电需要，考虑高层建筑的建筑形式是商业建筑还是民用建筑。通常来说，可以将高层建筑的电源负荷划分为一级与二级负荷，在进行电力供应系统设计时，通常使用源于不同变电所的两路独立电源。出于应对突发电力情况的需要，高层建筑还应当搭配备用电源或者发电设备，如柴油发电机等，根据高层建筑的电力能源实际需求，选定合适的、超过一级电源负荷容量的发电设备。此外，高层建建筑还需要对消防设备的电力系统进行合理设计，包括消防水泵、消防风机、消防电梯等，在进行施工的过程中加以合理规划与科学配置。
2.2供电需求设计
在对高层建筑电气中低压配电进行设计时应当从整体出发，首先保证必须配备两个以上的供电电源，除此之外还应当配备充足的应急电源和备用电源，综合考虑高层建筑各种情况，从而实现保证供电量满足实际需求。
2.3低压配电中的接地保护
无论高层建筑还是低层建筑、低压配电系统还是高压配电系统，接地保护都是极其重要的一部分，它关乎整个建筑用电系统的安全性，目前高层建筑低压配电系统中应用最广泛的是IT、TT、TN三种接地保护方式三种接地保护方式。IT接地主要应用于线路外露部分的保护，当外露部分发生导电故障时，过高的电压会使IT系统切断回路，使电流中断，但这种方式无保护措施，对线路有一定的损坏。TN接地主要应用于配电系统故障或是金属性短路问题，所以TN系统中配置有电流保护器，一旦发生上述电路问题时，过载的电流会使电流保护器迅速切断电源，解除威胁。TT接地同样是应用于外露部分的保护，其保护方式与与IT接地也基本相同，都是通过电压对线路进行保护，但与IT接地不同的是，线路中电压过载只会引发TT系统的警报装置而不会对线路进行强制切断，这就避免了对线路的损害。另外，整个低压配电系统（包括各支路）的末端都要配置漏电断路器，选择漏电断路器时要注意其自身额定电击量和最大电击量，保证漏电断路器的电流、电压、电击量都符合标准。
2.4低压配电中的不接地保护系统
在目前的发展情况下，针对建筑电气系统中的不接地保护系统，进行低压配电系统供电应用设计时，针对其带电的电源端口处以及电源端，都是不用进行接地处理的，一般是通过阻抗、电抗、高电阻等措施，对这两个部位进行高效保护的，而电气设备的外露导电部分是可以直接进行接地处理的。就目前的建筑低压配电系统而言，都会在使用不接地系统前，充分考虑其系统在供电方面的优点，首先不接地系统有很强的供电稳定性和安全性，可以有效的保障低压配电系统的安全运行。所以，不接地系统凭借其强大的安全性和稳定性，被我国的大多数的企业在日常生产中广泛应用。
2.5配变电所设计
高层建筑中的配变电所设置应当做到布局的合理性。首先，在选择地点时，应该放在人口流量较小的地区，同时避开低洼地区。配电室要积极做好防潮、防尘措施，为所有设备的安全运行提供良好环境。配电变压器容量也是配变电所设计中需要重点考虑的问题，根据实际需要进行合理选择，保证其正常工作功率控制在限定功率的60%以内。为保证配变电所运行质量，应当配备专门管理人员加强对配变电所的巡视和检查。在高层建筑电气中的低压配电设计中，为在突发事故出现时及时更换线路，应当采用模块供电方式，只有这样才能更好的保证供电质量。
结语
总而言之，高层建筑电气中的低压配电设计具有相当程度的复杂性，其低压配电系统设计的合理与否，与高层建筑中电力用户的用电效果与用电安全息息相关，因此必须对低压配电系统设计工作给予足够的重视，并全面考量到高层建筑中低压配电系统可能会发生的安全性问题，制定行之有效的措施对这种安全性问题加以规避。
参考文献
[1]杨云娜．建筑电气低压配电设计中各种接地系统的探讨[J]．电子技术与软件工程，2015（06）：138－139.
[2]刘通．浅谈高层建筑电气中的低压配电设计［J］．四川水泥，2017，（06）：99．
[3]艾迎春.高层建筑电气设计中低压配电系统安全性探讨[J].建材与装饰，2016（09）：104-105.
论文作者:赵御宇
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第31期
论文发表时间:2019/1/10
标签：系统论文; 低压配电论文; 高层建筑论文; 电力论文; 建筑电气论文; 电源论文; 线路论文; 《建筑学研究前沿》2018年第31期论文;