邹洋
新疆维吾尔自治区建筑设计研究院 新疆乌鲁木齐 830002
摘要：高层建筑供配电系统的安全可靠，直接决定了人的生命财产安全，任何电力引起的事故都会造成无法估量的经济损失。所以供配电系统的设计是整个电气设计中最为关键、最为基础的一个环节。
关键词：高层建筑；电气设计；供配电系统
引言
供配电系统的安全可靠性是最为重要的因素，一旦系统发生安全问题，将直接对人力、物力和财力造成难以估算的损失。一般情况下，根据可靠性与中断供电造成的损失与影响将用电负荷分为：一级负荷、二级负荷和三级负荷。电器设备的正常使用寿命会受到电能质量的直接影响。当前，由于各种更为高端的电器设备逐渐推广，这些电器对于电能质量有着较为严格的要求，配电线路设计是否科学直接影响到电器寿命。所以，我们要提高电器线路设计的合理性与科学性。
一、高层建筑供配电设计的原则
1、供电系统优化原则
在进行高层建筑供配电设计的时候，必须有效的利用建筑本身的优势，资金投资的时候必须理性，所有的设计必须将节能理念贯穿始终。首先一点就是，供配电系统的适用性能必须强大。也就是说可以很好的满足用电设备对于电能质量的要求、负荷容量的要求和安全运行时的稳定等，都必须保证电气设备能够很好的控制电量，最终目的就是让电气设备的功能得到最大的发挥[1]。
2.高效运行原则
尽可能的减少电能的直接损耗或者间接损耗，将损耗的数值降到最低。在已经满足建筑物的使用功能条件下和确保安全无误的情况下，减少供配电系统的建设资源，最大限度的缩减能源的消耗。在设计供配电系统的时候，做到负荷均衡、线损最低、减少维修费用和使用节能设备等方面，完全提高能源的利用效率。
3、科学调整负荷原则
在设计的时候选择合适的设计系数，在提高设备利用率的时候，尽可能的调整负荷的指数，在特殊情况下选用恰当的节能设备和技术，达到节约用电的最终目的。
二、高层建筑物中常用的配电系统
1、各自独立地双电源系统
通常在一类高层建筑物上适合于此类系统。在高层建筑物的外部要具备两个独立的电源，这样才能较好地满足高层建筑在消防方面的负荷要求。这种系统要配有自动投入装置，电源要采用专用馈电线路。这种系统从变压器低压端出线之后，直接通过自动开关将消防与非消防负荷自动分开。
2.应急发电机组系统的设计
高层建筑必须配有应急发电和供电系统，这种系统需要具备可靠性与快速自动启动性。一般情况下，应急发电机组要满足中断供电时长在 15～30s 之间的正常供电。但要保证由电网供电至切换箱的两路配电线路当中，任一回路发生故障时，要做到备用应急发电机不能自动启动，消防负荷仍将断电。如果发电机出线回路出现故障，即使发电机启动送电，却无法保证正常用电，此时消防负荷会断电[2]。
3.配有不间断电源的装置是消防室建筑物安全运行的重要保证
为了有效保证消防用电的可靠性，高层建筑会在配有发电系统的前提下，配有不问断电源装置对于特别重要的消防负荷加以保证。这种装置适用于必须保证连续供电或者中断供电时间仅为毫秒的相关设备。而应急电源装置比较适合于中断供电仅为毫秒级的应急照明供电系统。
三、高层建筑物供配电系统设计的基本要求
1、高层建筑负荷等级的划分
由于高层建筑具有供电负荷大的特点，这就需要对各种电负荷进行级别划分，有区别的进行限制。等级划分有利于供电上更加合理，大大降低了电能的浪费，有效地降低了高层建筑运行的成本。高层建筑物负荷划分的主要依据：首先是建筑物类别，其次是用电负荷性质。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆高层建筑的主要系统负荷分级：第一，在一类高层建筑中，消防用电需要按照一级负荷进行供电。第二，在二类高层建筑中，消防用电需要按照二级负荷进行供电。第三，在超高层建筑中，消防用电需按一级负荷中的特别重要负荷进行供电。如果在主体建筑中存在一级负荷的特别重要负荷时，与之配套的空调用电负荷需划分为一级负荷。如高层建筑中存在大量一级负荷时[3]，对应运行的空调用电负荷需划分为二级负荷。
2.高层建筑供电电源、电压和主结线
由于高层建筑用电负荷较大的特点，所以供电通常采用高压形式实现供电。当前，我国通常采用 10kV 高压供电方式。在这种供电系统中，主结线通常采用单母线制，该方法具有投资小、经济性能佳等优势，使用上有结构简单、涉及的设备较少等诸多优点。该方法在工矿企业与高层建筑中较为常见。
3.高层建筑用电负荷的计算
当前，高层的电负荷计算没有具体而权威的方法。需要系数法和单位容量法是目前我国较为通用的负荷计算方法。
4.高层建筑供配电系统对于变压器的选择
现在高层建筑中较少使用大容量的变压器，虽然大容量变压器有较高的使用效率，但是在使用过程中其所涉及的负荷面较大。这就需要我们根据实际情况科学选用变压器的单机容量与使用台数。通常会根据实际使用空调设备情况，来选择适合的专用的变压器及对应台数。还可根据使用情况来确定具体变压器的使用状况，最终很好地实现经济上的收益。
5.高层建筑设置变配电所位置的方法
随着城市规模的快速扩张，城市用地愈发趋于紧张。对于高层建筑需要诸如：空调机房、换热站以及水泵房等相应的辅助设施，而这些设施所配备的机电设备用电量相对都很大。这就要求变电所进入高层建筑后要尽可能接近上述机电设备。要有效的缩短供电线路的距离，尽可能的减少电能在输送过程中的损耗。此外，还要保证高层部分供电干线的最大压降不得超过规定允许值，这就要求变电所选址需要遵循如下原则：第一，保证变电所尽可能的深入或者接近负荷中心。第二，要保证变电所进出线上的便捷。第三，变电所要尽可能的接近电源侧。第四，保证相关设备在吊装或者运输上的便捷。第五，变电所要尽可能远离存在剧烈震动或者有爆炸危险的环境范围。第六，变电所不宜设在多尘，有水雾或者有腐蚀性气体的场所。如果无法避开，需设置于污染源下风向一侧。第七，变电所不适宜设于有厕所、浴室及厨房等经常存在积水范围的正下方，同时也不宜与上述场所贴近。如无法避免，需要做好防渗处理，做好防水处理，不能出现渗漏与结露现象。第八，如果配变电所属于独立建筑，设置时需避开地势低洼区域或者有可能产生积水的区域。通常在规模较大的住宅生活区内可单独设置陪变电所，还可以采用附设于建筑物内、选用户外预装等方式的变电所。
四、高层建筑供配电系统总体规划节能设计方案
高层建筑供配电系统总体规划设计时要考虑到如下方面：第一，有效地对建筑内容用电负荷类型与相关的容量做好数据信息统计工作。进行科学的用电等级划分与整理后，还需充分考虑整个供电方案与实际的供电距离等众多因素。第二，当确定高层建筑供配电方案时，必须保证供电方案具有操作简单、维护方便等基本特点。总变配所的位置宜尽量靠近用电负荷的中心部分，这样可以很好提高供电的可靠性，有效提高供电质量，很好地控制能耗。第三，结合实际的用电负荷总量与供配电方案等对变压器的容量、台数以及型号和供电线路的型号、敷设方式以及截面等进行更为详细的优化选型设计。这样设计出的系统可以很好地根据季节产生的负荷变化进行相关的动态调节方案。
结束语
综上所述，负荷相应的技术规范标准，实现预定的功能是供配电系统设计的基本原则。在相关设计工作中要力求避免出现漏电和断电情况的出现。当相关变压器已和柴油发电机组安装完毕后，要根据规范做好供电线路的布线工作，确保线路的安全可靠性，还要保证电能传输中的电压稳定，真正保证用电质量与用电安全。
参考文献：
[1].曾益保.供配电节能设计应注意的几个问题[J].科技信息.2011（13）43-44
[2].蔺秀华.对建筑电气设计节能措施的探讨[J].广东科技.2011（16）101-103
[3].吴郁明.浅谈建筑电气设计中的几个节能方式[J].科技资讯.2009（11）66
论文作者:邹洋
论文发表刊物:《基层建设》2015年20期供稿
论文发表时间:2016/3/24
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