高层建筑电气中低压配电设计探讨于啸尘

高层建筑电气中低压配电设计探讨于啸尘

于啸尘

深建工程集团有限公司广东深圳518034

摘要：高层建筑对于供配电系统的要求高，想要设计安全可靠的低压供配电系统，就应当按照建筑的特点以及用电设备的性质等进行综合考虑，设计出科学的供配电方案。本文主要对高层建筑电气低压配电设计进行了分析。

关键词：低压配电；设计；高层建筑

如今，人们对于高层建筑电气中的低压配电设计越来越重视，相关设计人员应结合高层建筑工程的实际情况，充分考虑到电力供应能力和建筑用户的电力需求，积极优化和改进设计，制定高效节约、科学合理的低压配电设计方案，确保高层建筑电气系统的安全、稳定运行。

一、低压配电的概述

低压配电（LowVoltageDistribution）包括了配电变电所、高压配电线路、配电变压器、低压配电线路及其相应的保护和控制设备[3]。低压配电有多个组成部分，包括能够自动进行失压、欠压，进行过载和短路保护的低压断路器；智能配电；与高压断路器不同的低压配电开关；熔断器；变压器和漏电保护装置。其中低压断路器分为微型断路器、塑壳断路器、框架断路器和万能断路器；职能配电由复合开关、操作手柄无功补偿的成套装置和控制器组成；低压配电开关包括负荷开关和隔离开关、刀开关等；熔断器由由熔芯、熔断器的底座和低压型熔断器组成；变压器有电子变压器、控制变压器和隔离变压器三种类型。

二、高层建筑对供配电系统设计的要求

现代化的高层建筑集娱乐休闲、办公、商业等功能与一身，其多元化的功能要求决定了与之配套的设备及现代化设施提出了更高的要求。对于低压配电系统的设计往往是整个高层建筑设计多功能要求的前提。在更好地提高系统的自动化和智能化基础上优化供配电系统设计对一个高层建筑电气设计师提出了更高的要求。在整个供配电系统设计上首先应提高系统的供配电可靠性，因此设计人员应根据设备本身的性质、要求确定其相关的负荷等级要求，如消防、应急照明应首先列为一级负荷，同时提高相应服务设施的供电可靠性。确定各个设备的负荷等级后，才能确定供电系统的供电容量、电源的回路数、是否配置自卑电源等。当然在提高系统供电可靠性基础上应尽可能优化设计、减少成本。

三、高层建筑中配电系统设计的原则

（一）高层建筑中配电设计应遵循优化原则

供配电设计应根据建筑物的结构合理布局。对于一个具有合理布局的供配电设计往往能减少重叠交叉，节省材料和减少投资。高层建筑更应该注意节能原则，应充分利用现代化技术提高建筑本身的节能等级，如使用节能材料，利用太阳能、地热等自然资源。另外整个系统设计更应该考虑供电系统的可靠性、安全性等，在满足负荷容量基础上，合理规划适当留有一定的备用容量，为以后的扩容带来便利。考虑到高层建筑物配电体系的安全性，一定要在规划线路时使之相互间处于安全间隔，且都具有合格的绝缘强度。在规划高层建筑物的配电体系时，有必要装备可靠的防雷击设备，同时有效的防静电技术。

（二）高层建筑中配电设计应遵循高效原则

高层建筑往往用于用电设备复杂多样，设计时考虑不周而造成大量浪费严重制约建筑物整体效能。在配电系统设计时应尽可能的减少不必要的损耗。在配电系统设计时应根据负荷容量设置多个供配电中心。供配电中心的分散化往往能更好地分配电能节省资源。因为对于高层建筑仅从一个配电中心进行整个系统的供电往往是不可取的。其一单一的配电中心往往会造成大量的电缆才能交叉使整个系统变得杂乱无章降低供电可靠性，另外单一配电中心还会造成电缆材料的巨大浪费，在加之整个系统负荷如果较大对电缆材料的线径要求也会更高。供配电系统设计还应尽可能做到负荷均衡，三相供电系统负荷分配的平衡性对整个系统供电变压器带来很大好处，从而实现资源的高效利用。

四、高层建筑供配电系统设计

（一）供电需求

高层建筑供配电系统设计应从整体来进行，至少需要两路独立市电电源，另外，还需应急电源或备用电源的设置。

（二）电源

高层建筑往往具有较高的负荷等级要求，其中存在着大量的一级和二级负荷。在对高层建筑供电时往往采用两路独立电源供电即两路电源取自不同的变电所或者同一变电所不同的供电变压器。以保证一条回路出现问题不至于影响另一条回路的正常运行。除此之外还应设置一定容量的备用电源或应急电源如柴油发动机等，柴油发电机的容量应根据重要负荷的容量的大小确定，其容量应至少大于一级负荷容量。除了考虑重要负荷容量外还需要考虑单台最大设备的启动容量、供电半径等因素。

（三）高压供配电系统

高层建筑往往采用一主多分供配电系统。一主指的是一个总变电所接收外部市电其主接线形式应采用单母分段接线，多分指的是多个分散的低压配电室，这些配电室的电源分别引自主变电所。从电压等级来看主变电所往往一次侧是10kV-110kV高压系统，经变压器变为家庭常用电0.4kV。而其他配电室的电压等级仅为0.4kV。一主多分结构往往能实现供配电系统的优化和节省投资。

（四）配变电所

变配电所布局应合理，其选址应避开人群聚集地和易于积水的低洼地段。同时配电室还应采用一定的防潮趋潮措施。配电变压器的容量应根据负荷大小合理选择，其长期工作负载率一般不高于60%。主变所和分配电室应能满足巡检要求。针对高层建筑主变所附近应合理设置值班室，为方便监控和巡检其相隔不易太远。高层建筑的低压配电柜应采用模块式供电，同时留一些备用模块。以便供电单元损坏时可以及时更换和补充。

（五）供电线路

1、供电线路安全的设计

在满足电力负荷的要求下，供电线路的可靠性也是非常关键的，供电线路的敷设方式通常应当按照建筑自身的特点以及用电设备的分布等因素确定，应当尽量避免因为外部热源或者灰尘聚集以及腐蚀污染等环境对于布线系统产生的影响。还应当注意避免在敷设以及使用的过程中因为建筑物的伸缩。受到冲击以及震动等外界应力造成的损失。高层建筑的消防用电设备一般采用专用的供电回路，包括防排烟风机、消防控制室以及消防水泵等的供电，针对此种情况，施工方应当在最末级的配电箱出设置自动切换装置，敷设的配电线路应当满足相关规范。在建筑电气设计中，地下室车库应急照明配电通常会直接明装在车库墙上，而配电箱没有安装防水设施，假如在配电箱附近发生火灾，配电箱将会很快被烧毁，针对此种情况，施工人员应当在配电间设置配电箱，以此保证应急照明系统的可靠性。

2、干线手段保护器分支线安全长度的分析

按照供配电系统设计的要求规定，在不影响一级以及二级负荷中断供电的情况下，配电线路被前段线路算路保护电器保护，加上在此段路线路与过负载保护电器能通过的短路能量较小，因此可不设置短路保护。为了增加供配电系统的安全性，在进行建筑电气低压供配电设计中，无论是城区内的高层建筑还是郊区的别墅，大多都采用了分区树干式的配电方式。

五、结束语

低压配电系统是整个高层建筑电气系统的重要组成部分，发挥着不可替代的重要作用，如果高层建筑电气中的低压配电设计不合理，很容易埋下安全隐患，再加上整个高层建筑的电气设备较多，严重威胁建筑住户的用电安全，故而在进行高层建筑电气设计时，应积极优化和改进低压配电设计方案，提高低压配电设计的合理性和科学性，保障高层建筑电气安全。

参考文献：

[1]易林.高层建筑电气中低压配电设计研究[J].科技传播.2014，12（24）：152-155

[2]田卫波.高层建筑电气中低压配电设计方案研究[J].中华民居（下旬刊）.2014，12（24）：153-156

[3]张剑飞.高层建筑低压配电系统用电安全研究[J].科技创新导报，2011（14）.

[4]冯家欣.浅谈高层建筑供配电系统存在的问题及对策[J].中国电子商务，2012（3）.

[5]林洪钟.供配电系统可靠性探讨[J].建筑电气，2011（6）.