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

胡东杰

基准方中建筑设计股份有限公司昆明分公司， 云南 昆明 650000

摘要：近年来，随着社会经济的发展和人民生活水平的提高，高层建筑物工程建设项目越来越多，这也是最大限度地利用土地资源的结果。但是，与低层建筑相比，高层建筑的建造具有特殊性，特别是在供配电系统的运行过程中，由于受到自然环境因素、人为因素等不确定因素，使得影响其运行安全性、稳定性的不确定因素很大。因此，对于高层建筑物的供配电系统的工程设计来说，其复杂性和难度非常大。只有科学合理地对供、配电系统进行认真分析与研究，充分考虑到不确定因素对其安全稳定运行的影响，才能切实保证高层建筑工程的正常运行。

关键词：高层建筑；电气工程；供配电系统；设计

0 引言

随着经济与科技的发展，人们对建筑的安全程度、舒适程度的要求也越来越高，而建筑物中电力系统的合理性是其中一个重要内容。建筑物电气系统的组成包括照明、视频监控、网络、设备监控以及保安防范系统等，这些已经逐渐成为高层建筑中不可或缺的基本要求。而供配电系统又是高层建筑中电气系统最基本的组成，因此在满足基本规范的基础上，充分保障供配电设计的科学合理是非常值得我们进行认真总结与研究的。

1 电气工程供配电系统相关内容

因为高层建筑的楼层高、结构复杂等特性，所以要想满足高层建筑内居民的品质生活以及安全逃生需求，必须的设备系统，比如电梯系统、空调系统、给排水增压系统、排烟系统等，必须依赖更为稳定、安全、全面的配电系统。一般而言，相比于低层建筑来说，高层建筑的用电需求是很大的，而且出于安全考虑，高层建筑的应急用电设施的设计要以单独供电的形式开展设计，因此，对于高层建筑中的供配电系统设计要符合高层建筑的实际使用特点，从而确保高层建筑中的电力运行的安全和稳定。此外为了实现成本控制，变电所设置要科学合理，避免不必要的资源浪费。

2 高层建筑电气工程供配电系统设计的主要原则

2.1保障供电线路的安全性

在具体的布线控制策略中，我们要根据高层建筑物的用电使用要求，充分了解建筑物分类、负荷登记等的情况下，全面掌握建筑物内各种用电设施的实际分布情况进行合理设计。行业对于布线控制的要求是以安全性、稳定性原则的基础上保障建筑物供电的经济性、节约性。分区树干式与放射式结合布线方式现在已经逐渐在包括高层建筑内的所有类型的建筑项目中运用。我们在安装短路、过载等保护装置时，也将其安装在线首端位置同时根据荷载性质与大小，要规范、经济的选择线缆材质和截面。我们一般在考虑线路安全性的同时，要将分支线的保护长度作为重点考虑范围之内，这对于确保供配电系统的安全稳定是极其重要的。

2.2保障供配电系统的可靠性

在进行电气设计的过程中，首要要注意的就是确保供配电系统的可靠性和安全性。对于高层建筑来说，消防设施系统配置用电一般为一级负荷。消防设施通常包括应急照明、喷淋系统、火灾报警系统、消防专用电梯、防排烟系统等。此外，通讯设施、大型商场、娱乐场所使用的排送风系统、电机房的通风系统等，一般也是一级负荷范畴。在所有的电力负荷中，一级负荷的影响是最大的。根据一级负荷的上述特征，为了能够保障一级负荷的安全性，并能够在紧急情况下发挥其最大价值，就必须对相关电气设置配置2个电源，此外按规范还要设置一个应急电源以此来实现对一级负荷设备的稳定供电，避免其它电源对其独立运行造成干扰或者破坏。

3高层建筑电气工程供配电系统设计要点

3.1高压配电系统设计

因为高层建筑具有很强的特殊性，因此对于电气工程的质量提出了较为严苛的要求。为了保障高层建筑的用电安全，在开展设计过程中，需要设计人员具有丰富的设计经验以及理论知识，对电气工程开展科学、合理的设计，保障高层用户的用电稳定与安全。另外，传统的高层建筑的消防设施、通道、楼梯、电梯、排水泵的用电基本上都属于一、二级负荷。因此为了保障安全性，该区域所采用的上层电源基本上都是相互独立的两路高压电源，以避免紧急情况下建筑物出现大规模断电的情况。高压配电系统对于高层建筑来说是非常关键的，它不仅满足用户的生活用电需求，而且还保障了电力的安全供应。

3.2低压配电系统设计

低压配电系统与高压配电系统一样也属于非常重要的电力核心系统之一，其安全性决定着整个高层建筑的稳定设计的合理性用电。为了保障低压配电系统的平稳供电，电气技术人员要针对高层建筑对电力的实际需求情况，结合建筑物的结构设计内容，进行多种有效的防护措施，使得低压配电系统能够在保障各子系统稳定运行的前提下实现稳定、安全运行，确保不因某一环节出现问题从而对建筑物的用电需求造成影响。对于低压配电系统来说，其主要故障的源头就是容易受到外界环境因素的影响，而漏电现象就是其中的一个重要影响因素，给建筑物内居民的生命安全造成的严重威胁。

3.3关于电力负荷方面

电力负荷等级的划分依据是国家有关标准以及建筑的实际情况。通常情况下，对于高层建筑来说，其电力负荷等级可划分为：消防设施、电梯、应急照明、楼梯照明、值班照明、通讯、生活水泵等为一或者二级用电负荷，除此以外其余设备用电要划为三级用电负荷范畴。设计师要想设计出科学、合理、高效的电力负荷分配策略，就必须结合高层建筑的实际用电需求，再从细节方面入手考虑季节、环境等因素对建筑物内用户的用电规律入手，以此来保障电力配电系统实现社会效益以及社会效益的最大化。

3.4关于变压器方面

为了提高变压器运行时的安全稳定性，设计人员应在充分考虑变压器运行条件的情况下，以能源消耗及成本控制为选择变压器的首要考虑因素。因此，设计师在选择变压器时应以低能耗的高效变压器为主，并使其负荷率保持在最佳负荷状态的80%左右，如果变压器的负荷率与容量能始终维持平稳运行状态，就可以相对减少变压器数量转而增加其容量，以达到节约成本、提升变压器使用效率的目的。由于电力负荷会因为季节变动而导致电能质量波动，故此，针对这一情况应选用专用变压器来调节，实现灵活切换，保障其经济运行，防止由于变压器空载运行而导致资源浪费；结合国家碳中和的宏伟目标，当前的新能源车充电桩设置从长考虑，部分人流量大的公共场所，可以结合车位情况，适当预留变电所内充电桩专用变压器组空间，为将来新能源车的普及做好铺垫。

结束语：当前市场经济竞争日趋激烈，为了能够在竞争中占据优势地位，各行各业也加快了对现有技术水平以及管理理念的深化改革。为了能够提升高层建筑供配电系统的安全稳定，让老百姓住的安心，电气工程的相关设计人员也要不断调整设计思路、总结工作中的不足并及时进行不断优化与完善，进行技术创新，运用专业理论以及技术能力开展科学的设计在工作中要善于查找不足，总结出具有实际运用价值的解决方案，以此来提升高层建筑的整体电气工程的建筑水平，满足人们日益增长的用电需求。

参考文献：

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