高层建筑电气工程供配电系统设计分析

高层建筑电气工程供配电系统设计分析

程萌

山东舜诚建筑设计有限公司 山东 潍坊 261000

摘要：在现阶段的城市中，高层建筑越来越多，照明系统、暖通系统、电梯系统、消防系统等设备都是智能建筑需要配备的基本设施，这些设备极大地丰富了住户的使用感受，而且建筑的安全性能也因此得到了提高，这些设备的基本能源供给系统是供配电系统，因此供配电系统的性能在极大程度上会影响这些设施的使用，进而影响到整幢建筑的运营。在此背景下，本文对高层建筑的供配电系统的设计做了简要的分析，希望可以为相关人员做出一些参考。

关键词：高层建筑；电气工程；供配电系统

引言

高层建筑工程施工难度更高，施工过程更为复杂，供配电系统是高层建筑工程过程中最重要的组成部分之一，直接影响着建筑安全。因此，要在低压供配电系统设计的过程中确保其安全性以及可靠性，以科学的、先进的设计理念为依托，将低压供配电系统合理设计出来。对电气设备在选择的过程中还需要明确高层建筑所规定的标准并以这一标准为准绳，努力设计出更为合理和科学的供配电系统，方便人们日常生活的同时，最大程度上保障人们的安全，实现我国和谐稳定的发展。

1高层建筑供配电系统设计的基本要求

（1）确保安全性。在设计供配电系统之前，首先要排除电气设备和电气管道线路的质量故障问题，确保能够正常安全地使用，为供配电等电气工程施工打下安全基础。由于高层建筑物层数多，楼底到楼顶的直线高度较大，所以电能传输需要经过较长距离，为了能够降低电能在输送过程中的损耗，应该将供配电系统的核心装置设备安装在高层建筑物的中间层。（2）增强节能性。电气工程本身是一个能耗大的建设工程，尤其是供配电系统，它决定着整座高层建筑物的用电情况，况且高层建筑物内部人员多，电器设备的用电量十分惊人，所以节能性对于供配电系统的设计至关重要。增强节能性设计，不仅可以节约高层建筑物的使用成本，还可以节约资源、保护环境，为可持续发展出一份力，承担起社会责任。除了在供配电系统供电端需要作出节能设计之外，用电端也是节约电能的关键环节。例如说在建筑物的外观装饰灯管和内部照明灯管都一体化、标准化采用最新的节能灯泡；在电子显示屏、空调、打印机等电器选择上尽量购买低耗能的型号。

2高层建筑供配电系统的相关设计内容

在现在的高层建筑中的电气工程中最基础的组成部分就是供配电系统，以使用效果为分类标准分类的话，它可以分为区域变电站、用户变电站两部分，主要是控制建筑中电能的分配与使用环节，供配电系统的使用与设计要符合它的使用对象的要求，供配电系统的使用对象主要是用户以及以它为基础的电气工程，因此供配电系统的整体设计要符合用户以及电气工程的要求。这样既可以提高用户的满意度又可以在很大程度上保障电气工程的安全性。电流由电源端逐级流向用户端是高层建筑配电系统主要的应用模式，这种模式成为功率单方向流动。采用这种模式的主要目的是有利于做降压处理、利于电能的分配。10/0.4kV是现在高层建筑普遍设计的供配电电压等级，设计人员在设计供配电系统的时候不能只借助理论进行设计，要根据建筑的具体使用情况，特殊需求科学地确定相关参数范围，综合考虑设计方案，最大限度地优化设计方案。

3高层建筑供配电系统中节能设计要点

3.1设计方案

一是线路设计。要想提高低压供配电系统运行质量，需合理设置低压开关柜，保证内部电缆进出的合理性。这就要求设计人员结合实际情况及供电设备所处位置，选用合理的线路进出方案，最常用的有电缆夹层方案和电缆沟方案。当供电设备位于建筑中间层时，应使用电缆夹层方案，确保电缆进出能够有效连接到不同区域的供电设备。当供电设备位于建筑地层区间时，则需使用电缆沟方案对线路实行合理规划。这时应先将地层的填土层取消，并在距离地层位置1.8米左右的区域内，完成混凝土板的浇筑，形成一个独立夹层，布置线路。这样有助于线路保护，加强系统的安全性和可靠性。

3.2设置供配电系统的配电箱

低压配电装置主要是由开关设备、测量仪表、保护电器、以及其他的一些辅助设备组成的，这些设备一般都被安装在一个金属柜上，金属柜可以是封闭的或者半封闭的。低压配电装置要可以通过手动或者自动开关在电路正常运行的情况下切断或者是接通电路。这样就可以在电路不正常运行的时候达到切断电路，防止灾害发生的目的。除此以外，还要安装相关的测量仪表，时刻检测每一个发电所、配电所、变电所在正常运行时的参数，将参数与正常参数做比较，如果参数与正常参数之间偏差太大要及时报警，找出问题并及时解决，以免发生灾害。另外，高层建筑中的照明配电箱中回路的分配要满足以下几点要求。第一，要保证各个房间中的插座可以进行单独的回路供电；第二，对于用户家中的空调回路，要设计单独的柜式空调回路，厨房设备、卫生间设备一般也设置单独回路；第三就是要对所有的插座设置漏电保护开关，防止意外的发生。

3.3电气设备低压断路器的选择

电气设备的低压断路器的主要作用是作为照明、供电系统对主体电气设备的控制和保护的载体装置，由此可见低压断路器是整个供配电系统稳定运行的关键。低压断路器相对老式闸刀和保险丝等断裂装置安全保护性能更强。低压断路器有直流和变流电路，按照构造分类有封闭式和框架式两种低压电路。不用功能用途的高层建筑应该采用不同的低压断路器，因为每座高层建筑在电力使用情况方面都不尽相同，选择合适的电气设备低压断路器能够使高层建筑的供配电系统运行更加稳定，对电气工程的整体设计起到结构优化作用。

3.4供配电系统中备用电源的设计

每幢高层建筑中对安全有保障的一级负荷必须要保障用电。所以，一般在设计之初就会为一级负荷设计两个独立的电源对它供电。这样可以在一定程度上保证一级负荷的可靠性，但是为了保障一级负荷中的特别重要负荷，有时候就需要设计第三个独立于其余两个电源的电源作为备用电源。

3.5设置接地保护

接地保护系统的应用可以确保当建筑电气系统出现故障或不良反应时及时中断故障区域的电力供应，从而降低电气故障所造成的负面影响。接电保护系统的设置需要避免影响到低压供配电系统的正常运行，以免起到负面的效果。从保护的先后顺序来看，变压器系统是保护的重点对象，且尤其需要侧重于对易漏电部位的保护和控制。

结语

综上所述，本文对高层建筑电气工程供配电系统的设计进行的阐述和分析。高层建筑当中电气设施繁多，电路复杂，施工难度和技术水平要求也很高，所以对供配电系统的设计优化也必须要深入探究，因为供配电系统影响着整个高层建筑的实际运行状况。一旦供配电系统因为设计不妥当出现故障问题，不但会增大电能负荷，增大电能损耗，而且会导致高层建筑电气工程中止运转，使得建筑物内的工作人员无法正常进行作业，阻碍工作进度，造成巨大的经济损失，甚至发生严重威胁到人们人身安全的电气事故。希望本篇文章能够对供配电系统设计者提供有效的优化方案，提升供配电系统的经济效益，节约电力资源，推动我国高层建筑电气工程的可持续发展。

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