高层建筑电气工程供配电系统设计研究王飞

高层建筑电气工程供配电系统设计研究王飞

王飞

关键词：高层建筑；电气工程；供配电系统；设计

1高层建筑电气工程供配电系统设计概述

作为电力系统中十分重要的构成部分，供配电系统主要由两个部分构成，分别是用户变电站与区域变电站，主要涉及的是电力系统中对电能进行发、输、配、用中的配和用两个环节。在运行的要求以及特点上，都要与电力系统保持一致。因为高层建筑中的供配电系统，所要面对的直接就是使用者以及用电设备，所以其是否具有较好的安全性能就十分的关键。在电气工程的供配电系统里，功率在流动的方向上一般来说是单向的，也就是从电源端向用户端流动，主要的为了把电力系统里的电能利用一定的分配手段以及降压，而转换成用户所使用的用电设备可以运转的电能。从当前高层建筑的供配电系统来看，其电压一般是在110KV及之下。所以在设计其供配电系统时，应该根据其所具有的用电量多少、负荷的性质、，还有周围区域供电的状况而制定出一个合理科学的设计方案。同时，还要保证所制定的设计方案不但能够使当前供配电系统的需求得以满足，还能够从更为长久的方面考虑，让其在未来具有发展的可能。

2高层建筑电气工程供配电系统设计遵循的原则

2.1供电线路的安全性

根据建筑物的性质、要求、用电设备的分布和环境特征等因素对供电线路进行布线控制。在安全、节约的原则下，城区的高层建筑群或者是郊区楼盘的别墅以及低层建筑群的低压配电方式在建筑电气低压供配电设计中绝大部分都是采用分区树干式配电方式，另外，城市路边的路灯供配电中，每个灯杆内部从灯芯到灯杆脚的连接方式与干线接驳的接线也是树干式配电接线方式。干线首端安装的短路保护电器保护分支线长度多少，即如何确定安全长度为多少，在设计实践中，是设计人员需要探讨研究的问题。

2.2建筑供配电系统的可靠性

电气设计最重要的是供配电系统的安全性、可靠性。高层建筑中的消防控制室、消防水泵、消防电梯、火灾自动报警、自动灭火系统、应急照明等消防设备为一级负荷，柴油发电机房送风机，专用变电所所用的送、排风机及消防水泵房、消防电梯所用的污水泵等设备应与消防设备一样为一级负荷。电气负荷中一级负荷最为重要。在对一级负荷的电器设备配备两个电源外，还需安装应急电源。应急电源的作用是保证特殊情况下，对一级负荷电器设备的供电，因此应急电源严禁介入其他电器负荷。柴油发电机组和EPS应急电源是建筑电气设计中最常用的应急电源。

2.3供配电系统设计的合理性

电气节能的基础来自于合理的供配电系统，供电方案的合理性取决于企业对用电量的预测。对于企业建筑而言，配电系统的合理性同等重要。企业建筑内配电设计要减少配电级数和设计科学的配电路径。配电级数的数量不但造成上下级配合复杂，还会增加元器件的数量，而增加故障上升率，并且会使配线电缆的放大。线缆的加长以及供电质量的问题都与配电路径是否合理有关。配电路径的不科学主要原因是配电间不合理的位置所致，所以在设计企业内部配电系统时，要及时优化其位置，否则难以发挥节能的效果。

2.4电气供配电系统节能性

在实际工作中，为了实现变压器的节能目的，需要对投资与年耗电量等诸多因素进行综合性考虑。通过实践我们知道，经济合理的配电变压器，在选型和设计时要根据配电变压器的投资回收年限来最终确定具体型号。一般采用变压器投资费用价差和年耗电的电费价差来获取。对于配电变压器节能优化选型，需要依据高层建筑所需的实际电负荷要求，通常要稍高于变压器最佳负荷来选择型号。

3高层建筑电气工程供配电系统设计要点

3.1火警自动报警系统设计

根据高层建筑物构架和功能，依照重要建筑的设计标准建立自动性的报警系统，可以开展危险安全播放，灾情数据整理等，一旦有险情出现时，报警系统中的险情控制装置会根据设定流程给出指令，指令的给出通常是参照报警信号的发送时间，同时自动开启消防设施。在一般状态下，在进行消防系统设置过程中，需要结合建筑物的构架加设感温探测器，在建筑内的主要安全出入点、楼道、相关房间等，加设感烟探测器，同时在建筑物的各重要点设置供机械操作的报警设备。这种报警设备要设定在各楼层的相同位置，并有效设定发电室、消防风机室等的距离。

3.2供配电系统设计

（1）符合等级与供电电源。结合目前，我电业部门的相应标准，消防用电装置都要根据最大限度负荷进行电能输送。超高层建筑需要实行总体上的供电系统设计，并且要设置两路电源，也必须要设置紧急备用电源。也就是说在确保建筑内有效电源不能低于两个，各个电源需要服务于不同的线路，电源电压等级要呈现为10kV。为达到所有高层建筑消防系统用电需求，在电气设计期间，需要在基本设计前提下，加设相应的发动机以作备用电源，确保在紧急情况下可以及时开启消防系统。

（2）变配电室设置。在通常情况下，高层建筑内的水泵及其空调控制系统都要设定在地下楼层内，为确保变压器可以最大限度的定位于负荷的核心区域，需要将配电室设置在建筑的中间点，并且将发电机安置在配电室附近。整体高度为200米以上的超高层建筑，在一般情况下往往会在建筑内的重要楼层安置相应的电气设施。在有配电室无法正常输送电能的状态下，需要在重要楼层加设备用配电室，能够有效改善配電室供电的不稳定问题，增强电力输送质量。

（3）高低压配电线路的设置。一般情况下，10kV用户变电室简化主结线方案主要采用SM6环网开关柜，这种设计适用于不设保护的电源开关柜，变压器出线开关主要采用断路器柜或熔断器、复合开关柜等。针对单台变压器容量不小于1600kV的情况，可选择断路器柜；在单台变压器容量不大于1250kV时，可采用熔断器合开关柜作为10kV侧环网开关柜，其中熔断器可对变压器起保护作用。采用双路进行10kV电源，其中主结线为单母线分段，每段10kV母线设置一变压器，该变压器容量一般不超过5000kVA；二段母线合计装结的编容器容量不超过10000kVA。根据一般超高层建筑负荷计算结果来看，可选择4-6台SG10低损耗干式变压器，另设置1-2台1000kW高速柴油发动力。

3.3安全性

在进行供配电系统设计时，所要考虑的首要问题就是建筑使用的安全性，其次就是其中线路输送电量能够满足用户用电需求。这就需要在供配电系统设计时，根据多方面的因素，并且以超高层建筑的角度出发，将配电室设定在建筑的中间点，发电机也需要设置在配电室附近，以此来保障其中居民的用电安全。

4结束语

随着社会经济的不断发展，为了进一步满足人们的建筑需求，现代建筑的高度越来越高，建设项目中涉及的电气工程项目越来越复杂，不同电气系统之间的联系和影响也越来越密切。针对这一现象，相关设计人员应从电气工程的基础入手，不断优化供配电系统的设计，促进电气工程总体设计的良性发展，从而全面提高建筑用户的满意度，促进现代高层建筑的进一步发展。

参考文献：

[1]杨来顺.关于工程机械管理维护的几点思考[J].山西建筑，2008（02）.

[2]王峰.浅谈施工现场临时用电常见隐患及控制[J].中国城市经济.2011（11）.