浅谈高层建筑电气中低压配电设计

浅谈高层建筑电气中低压配电设计

吴堃

（ 武汉天华华中建筑设计有限公司 ， 湖北省武汉市 ， 430000 ）

摘要：低压配电系统的设计是高层建筑电气设计中最关键、最重要的环节，它与整个建筑的电力使用环节密切相关。低压配电系统作为整个建筑的动力来源，其设计的优劣直接关系到建筑系统各功能的实现。特别是高层建筑，一旦低压配电系统设计不合理，施工中私拉乱扯，形象比较突出，往往对整个建筑造成较大的安全隐患。对高层建筑而言，其电气设备及配套功能的要求越来越高，特别是对智能建筑而言，它更是离不开配电网的支持。通常高层建筑因其供电设备的多样性和复杂性，使得其配电系统的设计也变得极其复杂。确保高层建筑用电安全其实质和核心是确保低压配电系统的安全。而且系统只有在设计上做到安全才算真正的安全。

关键词：高层建筑；电气；低压配电；设计原则；设计分析

前言

伴随着中国经济的快速发展，高层建筑相对于其它类型建筑而言，垂直高度、用电设备基础、因此更加复杂。如果设计不合理，不仅会给电网建设带来巨大的安全隐患，甚至会引发安全事故。深入分析、探讨高层建筑低压配电设施的设计，对于保证其正常使用，保障人民生命财产安全，具有重要的现实意义。

1高层建筑以及供配电系统的特点

对高层建筑而言，供配电问题尤为重要。建筑物的质量和安全一直是建筑行业关注的首要问题，而供配电系统的安全可靠性是建筑物安全的重要组成部分。近年来，我国建筑行业发展迅速，建筑风格和功能的多样化日益明显，这对供配电系统的设计和建筑电气的可靠性是一个挑战，而高层建筑由于风格和功能的多变，大大增加了系统的复杂性和设计难度。同时，与一些老旧建筑相比，高层建筑的空间跨度更大，特别是纵向空间，建筑面积也越来越大，因此，为了确保建筑功能稳定高效，环境高档舒适，电梯、空调等电力消耗较大的设备数量急剧增加，而要使这些电气化设备长期稳定和安全运行，作为建筑的基本保障，供配电系统的可靠性就显得尤为重要。当前，在高层建筑中，低压配电系统的实际运行状况，由于线路故障、设备老化等原因造成的故障，还不完善，保证低压配电系统安全稳定运行还需要进行设计，如选用符合等电位连接的漏电保护器，使用方法等。

2高层建筑电气中低压配电设计原则

2.1合理高效原则

对于高层建筑中的低压电力配电系统的设计，有必要加强对电能损耗的重视，这主要体现在两个方面：即直接损耗和间接损耗，这两个方面都要做好设计方面的工作。实践证明，在确保电气系统各项性能的基础上，逐步提高其设计水平，做好低压配电系统的方案设计，可以减少能耗，保证系统电力负荷的均匀。

2.2优化设计

设计低压配电系统时，应根据实际的设计需要，做好前期的设计准备工作，重点考虑建筑物，充分发挥建筑物自身的优势，达到节能减排的设计效果，从而达到节约能源、降低能耗的目的。另外，在实际设计中，设计单位需要事先制定设计方案，然后组织相关技术人员对方案进行可行性研究，只有方案才能满足实际设计标准，才能投入使用。此外，还需进一步分析电气设备的用电安全，严格控制各线路安全间距。在选线时，尽量选择绝缘性较强的导线，以确保线路的安全。

3电气中低压配电设计分析

3.1低压配电TN系统

以建筑电气设计为基础，在实际设计过程中对于用电要求相对较低，也可以说电容量较小，此时可采用TN系统。在低压配电网TN系统的设计过程中，设计人员需要将各电力设备的外壳连接到保护线路上，并在此基础上设计相应的保护方式。而TN-C、TN-S、TN-C-S作为TN系统的重要模式，对TN系统的稳定运行起着至关重要的作用。目前，在低压配电系统中，主要是以保护线和中性线的方式来确定三种方式。在高层建筑配电网设计中，电网截面一般都有一定的标准。在实际接线过程中，应根据具体情况选择合适的接线方式，避免因接线不当而造成不必要的误差。三种模式分别具有TN-C、TN-S、TN-C-S和TN-C-S的优缺点以及各自的适用范围。以上述三种模式为基础，提出了TN-C是三相四线制的系统模式，也是目前比较常用的设计模式。

3.2低压配电建网建设

（1）分析技术要点。低电压配电网络建设中，常需要以低压配电房为中心角色的放射状结构。并可在低压配电网内部设置熔断器、继电器保护装置等。这种设置有助于降低低压配电网发生故障的可能性，保证低压配电网的稳定运行，从而达到供电稳定的目的。配电网络的选择，一般以低压配电房为主，也可选择室外配电箱的形式，在现有的基础上，采用统一的电能表，安装漏电保护器。对于电容器的损坏，采用了低压补偿配置方式、集中补偿方式和分散补偿方式。

（2）综合分析。集中式的优点，集中式的优点，在一定程度上为电力维修提供了重要保障，极大地提高了电力的安全性。目前这一形式的应用，成功地把负荷电荷分配到各分支上，方便了负荷分配调整工作，并根据实际负荷情况进行调整，大大保证了三相负荷平衡。采用目前这种设置方式，成功解决了线路负荷的相关性问题，减少了安全事故的发生。通过室外配电箱和低压配电箱来实现计量装置在实际管理过程中的集中管理目标。不仅方便了相关管理人员的抄表、维修管理，而且也有利于提高其工作效率。

3.3低压配电TT系统

在低压配电网络中，TT系统设计时，应着重加强对中性点的功率设计，并充分注意其当前位置，完成接地保护设计。接地故障保护也需要考虑接地中性点系统的供电和电气设备的漏电。中线上N和PE的关系项，两者之间没有分布关系，导致电力系统对PE的需求较低。高楼式配电系统的基础，一般主要适用于：(1)农村地区；(2)负荷分散面积小；(3)用电需求不大。

3.4低压配电中的不接地保护系统

针对无接地保护系统在电力系统中的应用，在设计低压配电网供电应用时，需要根据具体情况进行相应的设计。举例来说，电源端和带电的电源端口不需要设计接地保护，一般主要采用高电阻、电抗、阻抗等措施，以达到保护目的。对建筑物中的低压配电系统来说，经常会在不接地系统投入使用前对其供电方面的优点进行综合考虑。无接线系统不仅安全性能高，而且能保证供电的整体稳定性，使其在国内各领域均有较好的应用。

3.5接地保护设计中漏电断路器的选择

在进行高层建筑接地保护装置中将采用剩余电流断路器，在选择剩余电流断路器时要注意一些问题，尤其是对其额定电流动作的选择。当漏电断路器额定工作电流选定后，需确定配电系统末端所用漏电断路器满足一定电击能量的安全限度，然后，电气系统的正常漏电电流要小于漏电断路器额定工作电流，以避免对电路电压造成损害。漏电断路器的选型也应遵循一定的原则，具体的选型就是为支路和线路末端的电器设备，馈线和主电路都要求采用漏电断路器，以保证电网线路的安全运行。

结语

总而言之，低压配电系统作为高层建筑的重要组成部分，其设计水平将对整个建筑的功能产生重大影响。所以在高层建筑低压配电设计时，要注意发挥其结构的特点和优势，同时要根据具体的设计要求，制定详细的工序和管理细节，以达到低压配电设计的效果，确保电气设备的安全稳定。

参考文献

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