高层建筑电气中低压配电设计探讨王海亮

高层建筑电气中低压配电设计探讨王海亮

王海亮

海林金茂房地产开发有限公司黑龙江省牡丹江市海林市157199

摘要：近些年来我国建筑业蓬勃发展，越来越多的高层建筑被建成，高层建筑普遍用电负荷量比较大，而且与普通高度的建筑相比，高层建筑面积比较大、用电设备多，这就对建筑的配电系统提出了更高的要求，而低压配电系统是整个配电系统中最重要的一部分。因此，为保证高层建筑用电的安全性，必须不断完善低压配电设计，选择最优的设计方式。

关键词：高层建筑；低压配电；设计要点

一、高层建筑电气系统的特点

1、涉及到的用电设备种类繁多。由于复杂性和庞大性，高层建筑对电气设备的要求比低层建筑更为严格。高层电气设备分析包括给排水系统，火灾报警系统，监控系统，制冷与供热系统，通风系统和电梯。并且在建筑行业不断发展以及人们需求不断增加下，建筑功能更加完善，建筑结构更加复杂，在一定程度上给高层建筑中的用电设备带来一定压力，给高层建筑供电系统的稳定高效运行带来严峻挑战。

2、用电量大。因高层建筑的容量和承载力都比普通低层建筑大，所以其用电负荷和用电量也比较大。高层住宅建筑用电量要比普通低层住宅用电量高，更不用说具有酒店、办公楼等功能的商务性高层，其用电量更加明显，用电量的增加，增大建筑的用电负荷，为满足高层建筑的用电需求，加强对低压配电系统的设计有其必要性。

3、对供电可靠性提出更高要求。高层建筑的住户相对于低层建筑更多，因此对于电力的需求也远大于低层建筑，为保证高层建筑用电的稳定性和安全性，主要应用一级负荷、二级负荷两种情况，一级负荷需要配备2套相互独立的供电系统，以确保即使一套系统出现问题，另一套系统也可以代替其继续工作，保证高层建筑各项功能实现稳定运行。此外，为应对突发事件，高层建筑中还应当设计应急电源，如发电机、应急灯等设备，以为建筑内的用户提供可靠电源。

4、电气系统更加复杂。高层建筑对于功能的需求更大更多，在进行供电时系统也就更复杂，通常会涉及多个电气系统，并且每个电气系统下还会设计相互连接相互影响的子系统，这一设计方式也在一定程度上增加整个电气系统的复杂程度。另外，为提高高层建筑工作效率，自动化控制系统在高层建筑中得到广泛应用，所以电气系统对智能化也提出非常高的要求，这也增加了电气系统的复杂性。

5、变配电系统呈现分散性特点。在高层建筑中用电规模的增加导致电荷分配呈现出分散性特点，为保证供电的稳定性需要采用多个配电中心对高层建筑进行输电，这一供电方式不仅实现稳定供电，同时也大大节省了电缆材料，降低企业对电力网络的投入成本。高层建筑中通常会配备多个配电房，分布在建筑物的各个角落，如地下室，顶层和地面。可变配电系统还包括监控室，配线室，控制室等部门，这些功能室需要占用建筑物的空间，另外为保证高层建筑中电梯的稳定运行，还需要在电梯附近设置专门的配电间。

6、设备与线路对防火要求更高。高层建筑具有楼层高、住户多的特点，所以一旦发生火灾等安全事故，给如何快速疏通人员，保障居民安全提出挑战。对此高层建筑电气系统设计，需要加强对设备与线路防火性能的重视。首先在设备与线路的材料上应当以阻燃材料为主，其次在设计、铺设上尽量做到多穿管，加强对容易受损坏部位的防护，最后在电缆的端口做好封堵工作。

二、高层建筑电气低压配电设计应遵循的原则

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。

2、节约原则。节约原则包括资金的节约和能源的节约，即经济性和节能性。经济性和节能性是指在保证配电系统安全性的前提下尽量减少资金的投人和能源的使用。比如根据建筑的特点和未来区域划分合理铺设线路，这样可以减少用电材料的使用，进而减少了一部分支出，另外，要懂得利用高层建筑的优势，架设太阳能系统，充分利用太阳能，这不仅能减少资金投人，还能节约能源，除此之外，简化线路、使用节能材料、充分利用地热等途径都能达到减少资金投人、节约能源的目的。

三、高层建筑电气低压配电设计要点

1、确定电源负荷等级。按照我国高层建筑电气系统设计方法相关规定，高层建筑低压配电系统有一级负荷、二级负荷、三级负荷共三个等级。一级负荷是指一旦在正常工作时出现问题会严重威胁人们生命财产安全的设施，如电梯、自动报警装置、安全通道中的应急灯、消防部门及其他应急部门的照明设备、消防设备、动力设备、水泵及其他设备等；二级负荷是指在正常工作中出现事故会造成重大经济损失的设备，如二类高层建筑中的电梯、自动报警装置、安全通道中的应急灯、消防部门及其他应急部门的照明设备、消防设备、动力设备、水泵及其他设备以及一、二类高层建筑中的居民电力泵；三级负荷是指三级负荷是指一类二类建筑中除一、二级负荷之外的所有用电设备。不同的负荷等级应用范围也有很大不同，由于电力负荷的范围差距过大，我国规定把电力负荷分为商业用电和居民用电，所以在高层建筑的低压配电系统的设计中通常同时配置商业变电设备和居民变电设备，两种设备不共用同一电源，两只电源分别接到商业变电设备和居民变电设备，两路电路相互独立。

2、高低电压运行模式的设计。高低电压运行模式的转化是通过变电器并辅以适当的接线方式实现的，最基本的模式是高压线按照单母线方式结线，进线电压为10kV，变压器转低压部分同样应用单母线结线方式，并且每一台变压器都要单独结线以保证各电压器的独立性和高低压运行的安全性。另外，在单母线的另一侧应设置备用母线，以防变压器母线出现短路、短路等意外状况。

3、电源设计。高层建筑对配电设计的低压电源提出了更高的要求，除了大量的电力设备安装在一个负载和两个负载，其他要满足电力设备的电力需求，必须提供强大的电力供应电力方面，为达到这一目的，高层建筑在设计时一般采用双向独立供电方式，双向供电方式一般来自同一变电所的母线段或不同的变电站，因此即使在发生断电后，可以使用另一条电路进行供电，以确保所有电气设备稳定正常运行。

4、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。

结束语

综上所述，高层建筑中低压配电系统的设计必须要严格遵守优化原则、节约原则和高效原则，而且在设计方案中要格外重视电源负荷等级的确定、高低压运行模式的确定和接地保护三个环节的设计。

参考文献：

[1]周云伟.高层建筑电气设计中低压配电系统安全性探讨[fJl.科技创新与应用，2018（21）：142-144.

[2]杨江涛.建筑电气低压配电设计中各种接地系统的探讨[fJl.电子技术与软件工程，2017（26）：339.