高层建筑电气设计低压供配电系统的可靠性陈艳清

高层建筑电气设计低压供配电系统的可靠性陈艳清

陈艳清

（湖州电力设计院有限公司安吉分公司浙江省湖州市313300）

摘要：随着建筑技术的快速发展，我国高层建设层出不穷，发展非常迅速，很大程度上缓解了我国土地利用率的问题。高层建筑低压配电系统起到中枢神经的作用，在施工技术应用和管理中都具有重要地位。在建筑结构施工的客观环境条件下，合理配置低压供配电系统成为当前高层建筑施工的重点工作。

关键词：高层建筑；电气设计；低压供配电系统；可靠性

引言

电，已经成为我国人们生产生活必不可少的最重要基础能源，迄今为止不可替代。高层建筑由于楼层高，其用电量要远远高于普通建筑物，其电压负荷也会随之增加，再加上高层建筑中的电器数量多，很容易滋生出安全隐患，这就凸显出低压供配电系统可靠运行的重要性，以保证高层建筑电力系统的安全运行。

1低压供配电系统在高层建筑电气设计中的意义

在现代高层建筑工程设计与建设过程中，低压供配电系统发挥着重要作用，与有关的用电设备设施运行效率密切相关，同时也影响现代群体的生活质量。近年来，人们对电力系统提出了更高的要求。对于低压供配电系统而言，其作用是将电力由发电厂输送至变电站，继而在供配电设备与有关先进技术的协助下，将电力资源传输至所需之处。由此可见，低压供配电系统与人们的生产生活密切相关。因此，加强低压供配电系统优化设计，不仅能提升产品质量及使用寿命，还能降低电气系统施工作业量，压缩建筑工程造价成本，推动高层建筑行业智能化发展进程，满足现代群体生活与工作需求。

2高层建筑电气设计供配电系统需求分析

1.满足供电电源的可靠性，低压供电系统可靠性直接影响高层建筑生产设备系统的稳定性，人们正常生活造成影响。同时，高层建筑火灾救援难度大，大部分高层建筑都设有对应的疏散通道及消防安全通道，而消防系统及设施的使用必须得到充足的供电，由此可判断，低压供电系统的稳定性直接影响消防设备使用状态，如火灾报警设备，消防电梯，喷水灭火系统，消防照明等，都不能发挥他们自身的实际作用。现阶段，随着人们对高层建筑需求层次的提升，电梯在高层建筑中承担的作用越来越大，但是电梯在高层建筑中运行，也会发生一定的供电不稳定及不可靠现象，进而阻碍了高层建筑结构体系中正常运维作业，因此在高层建筑结构正常运行的过程中，分析低配电供电系统的可靠性具有重要的地位。2.保障电源时间性和供电的持续性，对于高层建筑来说，可提供两个独立的电源，供低压电网系统的使用。不同的负荷也可满足，但是与传统的建筑物存在的方式不同，高层建筑存在内部负荷，这主要是由于低压供电系统发生故障时，另一方不能够提供持续性的低压电流量，在独立电源正常工作的过程中，应将柴油燃料、发电机组等应急或备用。在备用电源的设计中，主要针对以独立供电为主的高层建筑结构体系，柴油发电机组是作为备用电源的最佳选择。更加应该注意的是，柴油发电机组与应急电源作用不同，其更适合作为备用电源使用。因此，在高层低压供配电系统设计过程中，应做好电源系统之间的相互切换，合理约束切换时间和切换整体流程，确保选用的电气设备满足使用需求。

3高层建筑低压供配电系统运行的可靠性

3.1明确系统配置要求

第一，非消防一级负荷供配电要求。基于低压供配电系统可靠性视角，针对关键负荷而言，必须设置双重电源，或是启动备用电源，两个电源相互独立，其中一个电源发生故障后，另一个电源会立即启动，保证高层建筑的正常供电，防止断电事故的发生。第二，非消防二级负荷供配电要求。以回路供电为主，通过同步供电的方式保证电量充足，提高高层建筑低压供配电系统的可靠性。第三，民用高层建筑供电要求。若消防用电负荷为一级，系统主电源与备用电源则独立于回路，实现双电源供电;若消防用电负荷为二级，则由主电源、变电源进行双回路电源供电。

3.2分析供配电线路的可靠性

高层建筑中应用的电气设备在电力系统运行过程中对电力负荷有很高的要求，所以配电系统的可靠性是非常重要的。在铺设整个高层建筑的供配电系统时，一个结合高层建筑的实际运行，铺设相应的供电线路，安装相关的电力设备。为了确保整个供配电系统在长期运行时不会受到灰尘的影响，还应注意，供电和配电线路应远离可能腐蚀该线路的材料。由于高层建筑的安全性，高层建筑需要消防设备和电梯设备。此时，高层建筑的供电线路设计应考虑供电回路。例如，配电箱应安装在消防设备旁边。与此同时，由于当下社会高层建筑中有地下车库，这些地下车库中也会有应急照明系统。此时，就有必要确保安装相应的配电箱，以防止应急照明系统发生故障。

3.3设置主接线安全控制

低压配电系统类似于大树的树干，分为很多分支，且比较广泛，一旦电力系统出现故障问题时，则会影响整个电力系统的运行。为此，高层建筑中的低压配电系统取电方式应采用集成方法，以降低工程预算成本。技术人员设计低压配电系统时，应将其设计为交流反射式的树干模式，如图1所示。此种设计模式可以有效保证系统主线的安全性。当高层建筑供电采用集中方式时，应采用放射性供电方法。当一般负荷量供电时，则应结合采用放射式与树干式的供电方法。

图1高层建筑树干式供电形式

3.4变压器

在建筑电气设计过程中，变压器占据的地位不可忽视，应加强对变压器类型的选择，尽量选用节能型变压器，并保证其参数与电气工程节能要求相匹配。因此，可以结合民用建筑供电设备负荷与供电要求标准考虑变压器的选型。大量实验研究表明，电能消耗量和电压之间存在反比关系，通常情况下，民用建筑供电压为10～220kV。在具体设计中，可以将电压设为重要参数，合理规划电压等级。一般规定选用10V以上的节能变压器，且对材质提出较严格要求，最好是非晶合金材料，保证设备节能环保、性能优良、噪声偏低。同时，在安装建筑变压器过程中，要综合建筑用电需求、造价成本等多种因素，遵照适度原则设定变压器数目。由于变压器是常年连续运转，故而工作负载不能过大，且季节不同，用电量有所差异，这就要求加强对供电电压的设计。

3.5分析供配电设备的可靠性

由于高层建筑各种电气设备功能的多样性，为了保证这些电气设备能够安全稳定的运行，一定要保证供电设备的可靠性和安全性，并尽可能选用更先进的供电设备，以保证供电设备整体上的可靠性。例如，在选择变压器的继电保护装置的时候，应选择更智能化水平、更具有先进性的设备。只有提高设备的智能化程度，才能增强供配电系统的可靠性。在另一方面，由于高层建筑中使用了太多的电气设备，如果电气设备的相关用户没有对电气设备的使用给予足够的重视，就很容易引起火灾。所以，在选择变压器的时候，还应注意变压器的耐火性能等其他相关性能，如变压器是否有防污染能力甚至是防潮能力。高层建筑中的供配电设备只有选用好的变压器，才能具有较高的可靠性。

3.6照明供电系统

在建筑电气设计过程中，照明系统占据重要地位。为保证照明系统安装的合理性，在设计环节中一定要认真遵照节能减排、成本低廉及使用范围广等原则，和国家相关部门全力倡导的节能环保要求相匹配，制定绿色施工技术方案，将智能化技术融合其中，在不超出电气工程预算的基础上，全力保证建筑照明系统的可持续性发展。在设计实践中，应结合光照的明暗度，有针对性地选用相应功率的照明设备，尤其是在公共场所中要合理安装智能化照明装置，以声控、光控和震动等较为常见，真正实现设计合理。

结语

在高层建筑结构中，应关注供配电电气系统稳定和可靠性。这就要求不单单要保证配电系统的电气负荷和可靠性，而且还要在配电系统的设计过程中采取更加安全的相关措施，不断的改进配电系统的有关防雷设施，并且应该尽量减少谐波分量。除此之外，在低压供配电系统的稳定性上应合理规避，满足供电的质量要求。

参考文献：

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