高层建筑电气工程供配电系统设计研究

高层建筑电气工程供配电系统设计研究

顾澄、龚甜甜、方熙程、张敏

国网江苏省电力有限公司扬中市供电分公司 江苏 212200

摘要：城市高层建筑近年来随着城市经济的快速发展不断的增加，高层建筑的不断增加在很多方面也对城市居民的生活和工作造成的影响。为了更好的为高层居民提供好的工作生活环境，必须对高层建筑电气工程供配电系统进行优化设计，确保高层建筑电气工程供配电系统能够为人们提供更加方便快捷的用电服务。

关键词：高层建筑；电气工程；供配电系统；设计

中图分类号：TU976

文献标识码：A

引言

高层建筑的电气工程供配电系统中包括有消防、电梯、暖通空调以及智能泊车系统等。这些设施在一方面可以让极具现代化的高层建筑体现出整体化的功能，另一方面也保证了建筑的安全性，其中供配电系统是一个电气工程中最关键且基础的设备能源，它是否安全可靠直接影响着建筑的使用性能和安全。同时由于高层建筑复杂的构造，由此对于电气工程供配电系统的设计要求变得更高。

1高层建筑的供配电系统设计原则

在高层建筑之中，电力能源的有效供应和分配都仰赖于科学的供配电系统，所以在电气工程作业环节，必须实现对系统的合理设计。而依据高层建筑电气工程供配电系统的实际运行需要和用户的实际需求，开展系统设计时需要遵循以下原则：

（1）安全性原则。对于各类型工程而言，安全性原则都是不可或缺的，在故障危险性极高的电气工程之中更是如此。作业时，设计人员需要从根本上保障供配电系统的运行安全和稳定，为提升高层建筑供电效果和供电安全奠定良好基础。此时，应将供配电系统设置于高层建筑的中间点，从而实现对电压和电流有效控制，为提高系统整体规划科学性提供辅助。

（2）节能性原则。节能环保是建筑行业永恒不变的主题，在高层建筑供配电系统设计环节也需要强化对节能要求的践行。当前，设计人员主要依靠降低电压实现节能，但在这一环节还应该实现设备应用优化，进而达到减少电能浪费的目的。比如，在空调风机或水泵马达设计环节融入变频控制设计，为节约电能损耗提供技术支持。

（3）经济性原则。在供配电系统设计环节，节能性原则的践行已经能有效提升系统运行效率并降低能源损耗，可以在一定程度上达到提高经济性的目的。但是，在实践中这还远远不够，只有开发商和建设单位彻底重视系统设计的经济性要求，才能最大限度地节约成本、提高收益。在这一环节，要求设计人员具备专业素养和丰富经验，能依照高层建筑的的实际供配电需要设计出完全契合的应用方案，并完成对设备、材料、人员、技术以及期限的有效筛选和把控，进而最大限度地提升方案的经济性。

2高层建筑电气工程供配电系统设计要点

2.1照明系统设计关键点

高层建筑电气设计中的应急照明系统，必要充分靠考虑避难层照明的需求，因此在设计中，应该选择平均照度值大于等于3lx的灯具;而对于避难层走廊等特殊位置，所选择的照明系统灯具水平照度值应该大于等于5lx。对于具有特殊要求的应急照明层，其避难区、疏散走道的平均照度值应该大于等于10lx。而如果高层建筑裙楼为大型商场，则需要采用一级负荷供电系统，保证照明供给水平。

2.2接地安全保护设计

高层建筑电气设计应综合考虑多种因素，其中人身安全是首要的。这里所说的人身安全，不仅是指建筑物内工作、生活人员的人身安全，也是指电气设计、安装过程中工作人员的人身安全。由于高层建筑楼层相对较高，人员多，一旦发生危险，疏散时间较长。所以，考虑到这一点，通常的高层建筑在电气设备设计时，都要确保具备相应的能够自动中断故障点的装置设备，这就是我们经常提到的接地保护装置。作为高层建筑用电安全的重要保障，接地保护装置显得至关重要，它能够在建筑出现危险的情况下对故障点用电进行及时中断，在很大程度上保护了人们的生命、财产安全。所以在设计及安装接地保护装置时，需要对建筑的多方面因素如地形、电气设备以及电路保护装置等进行综合性考量，唯有这样才能有效防止由于外部不利因素造成的电路运行的危险。

2.3变压器的设计

为了满足高层建筑整体供配电系统的用电需求，需要尽可能的提升变压器的可靠性以及安全性，因此需要全面地了解变压器运行的所需条件，把系统使用过程中的电能损耗以及用电成本尽可能地降到最低水平。现如今在选择变压器时，要尽可能的选取低损耗材质组成的配电变压器，让其负荷率保持在百分之六十到七十左右。一旦变压器的负荷率和容量稳定之后，减少若干变压器的投入运行，并提升使用中的变压器用电负荷率，如此便可以达到节能环保的目的，增大能源的使用效率。由于变压器存在季节性负荷的情况，使其电能的质量受到一定程度的不良影响，因此可以用专用变压器来解决季节性变化引起的麻烦，保证其灵活性、稳定性以及经济性。同时为了防止变压器运行过程中轻载而形成不必要的能源损耗(比如夏天的空调)，可以设置专门的变压器为其供电，降低能源损耗量，将经济效益最大化。

2.4电气设备低压断路器的选择

高层建筑的供电以及照明系统需要通过使用低压断路器来对电气设备做保护控制工作，因此低压断路器是否可靠安全就变的尤为重要。相对于曾经被广泛使用的闸刀和保险丝等保险设备，低压断路器的保护能力更加安全和全面，可以为如今变电所和动力照明系统以更全面化的保护。具体来说，按电源性质区分，低压断路器主要有交流断路器和直流断路器两类，按结构类型区分则有框架以及封闭型两种。在空气断路器上装设失压保护装置时，当电压降到额定电压的50%到60%时，就需要切断不重要的用电负荷，同时失压保护随即启动，待电压恢复正常后吸住衔铁，避免用电设备被烧坏。低压断路器的一个关键作用就是保护线路，按保护对象类型的不同采取各自最有效地保护方式，比如变电所中装上智能型低压断路器，一方面可以用低压断路器通用保护装置实现线路的正常投切，另一方面还可以利用智能断路器上的辅助控制功能实现对配电线路的远程控制。

2.5配电箱与导线设计

配电箱是高层建筑电气工程之中的重要设备，其位置和内置环境设计也应该成为供配电系统设计的重点。在实践中，设计人员应该依照国家和行业内的相关标注，开展供配电系统配电箱的设计。此时，配电箱之中应该包含开关保护装置、测量仪器仪表以及各类型的辅助设施，可以借助全封闭或半封闭的柜体完成对电气元件的有效集合。当然，现阶段也有许多配电箱是通过保护屏的形式集合电气元件的。在设计时，相关工作人员需要重点关注警报信号发送功能。比如，设计手动或自动分断控制电路方案，确保供配电线路故障可被及时隔离，且异常信号能被迅速传递。同时，设计人员应该合理设计建筑内的供电回路。比如，保障照明系统与插座供电回路分离，为照明配电箱提供单独的供电回路；而在空调供电回路方面则可区分客厅和其他空间回路。

结束语

总而言之，高效优化供配电系统是高层建筑电气设计中的重要要求，唯有这样要求才能实现用电的可行性、节能性、合理性及安全性。同时，在高层建筑电气设计过程中，为有效保障供配电系统的安全、稳定运行，并保障其经济性，进而有效促进高层建筑的长久发展，还必须要反复推敲方案。

参考文献

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