简谈高层建筑供配电系统设计在高层建筑运用

摘要：在随着社会不断的进程，现代化城市的建设推进速度也得到了迅速发展。特别是在大城市中小区高层建筑的建设得到快速的发展，然而，在发展的同时也给设计工作人员带来了很多的问题。高层建筑电气设计工作人员要结合供配电系统实际的情况构建出具有经济合理、技术先进以及安全可靠的供配电系统，安全可靠的供配电系统设计是对于高层建筑的正常运行是至关重要的。
关键词：小区建筑；电气设计；低压供配电系统；
Abstract: With the continuous social process, the construction of the modern city of advancing speed has also been developing rapidly. Residential high-rise building construction has been rapid development, especially in large cities, however, in the development to the design staff a lot of problems. High-rise building electrical design staff in conjunction with the actual situation of the supply and distribution system to build a reasonable economy, advanced technology and safe and reliable power supply and distribution system, safe and reliable power supply and distribution system design is for the normal operation of the high-rise building is to important.
Keywords: residential buildings; electrical design; low-voltage power supply and distribution system;
中途分类号：U223文献标识码：A文章编码：
在对供电的可靠性要求方面以及对中断供电的影响和损失程度可以把电力负荷分为一级、二级和。一级负荷需由两个电源供电，当一个电源发生故障时，另一个电源不应同时受到损坏。一级负荷中特别重要的负荷,除有两个电源供电外,还应增加设置应急电源, 并严禁将其他负荷接入到应急的供电系统中，这样才能满足一级负荷中特别重要负荷对供电可靠性及连续性的要求。而在建筑电气的设计当中, 作为经常用的应急电源一般主要是EPS应急电源与柴油发电机组这两种。

1 高层建筑电气设计对配电系统的要求

在高层建筑的电气设计中其最重要的组成部分就是对于供配电系统的设计，在其设计中，安全合理的设计是可以影响到高层建筑的使用功能。在现代化的高层建筑中一般都是以住宅、娱乐、办公以及具有商业功能等方面集于一身的建筑，也就是包括了多元化的功能。与此同时，在高层建筑中主要包括了空调、消防和给水排水等基本设备及跟现代化的管理手段及其配套设施的相关设备。所以，高层建筑供配电系统设计必须根据建筑物的性质和规模，来确定高层建筑电力的负荷等级问题，也需要结合实际的供电网络情况，来确定在高层建筑供电系统中的电源电压等级以及专线电源是公用电源还是要设置自备电源设备等问题。在对高层建筑电气设计中的供配电系统中，主要考虑的就是技术方面的因素，除此这外，还要考虑到在工程的运行管理与投资等多方面的重要问题。

2 在高层建筑中供配电系统的主要设计

2.1 在对于供电系统中的负荷等级确定以及对各级负荷容量计算的问题。在一般情况下，确定负荷等级必须要按照相关的规定进行：一级供电负荷指中断供电在政治和经济上造成重大损失者；二级供电负荷指中断供电在政治和经济上造成较大损失者；供电负荷对中断供电没有特殊要求，凡不属于一级、二级负荷者均为供电负荷。在一类高层建筑的供电系统中，负荷等级的确定可以参考《民用建筑电气设计规范》JGJ 16-2008附录A，那里明确规定不同性质的建筑物，其设施的负荷等级划分也不同，一般来说，消防控制室、消防风机、消防电梯、普通电梯、消防水泵、生活水泵和自动报警装置、应急照明以及自动灭火系统等设施为一级负荷。
2.2

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对于高层建筑的供电电压与电源的设计。在供配电系统的设计当中，为了可以保障供电系统其主要的合理性，就必须根据供电负荷等级来采取相应的保证供电的措施，而且这些措施必须要满足设计规范的有关规定。在高层建筑中，一般供电电源低压配电电压应用的是380/220V。
2.3 对于高层建筑物的变压器问题。通常是需要根据负荷的分布、负荷的容量以及实际的建筑物功能情况，再通过专业间的协调以及当地供电局的要求来确认变配电所的数量与位置的情况。对于变压器的容量要依据计算容量进行选择，一般变压器的负荷率在75％-85％。而低压线路供电半径一般不会超过200m，而供电的容量在超出500kW时，则供电的距离超出200m时，就必须要考虑变配电所的增设问题。如果有条件，要把变配电所的位置选在负荷中心的附近，以简化配电的系统，同时也增强系统的安全性和稳定性，也可以减少线缆使用量的情况，从而降低由于线路问题所造成的损耗。
3以某商业楼建筑实例分析
某商业楼建筑面积约30000平方米。地下四层，地上十二层,其中裙房六层。主楼建筑高度为43.6M，属二类高层，按二级负荷供电。根据负荷计算分为需要系数法和负荷密度法。该建筑用电量大，负荷要求高，故采用负荷密度法。P=p·A,式中：p-负荷密度kw/㎡，A-建筑面积㎡。通过与其他专业的沟通，拟在地下三层设置变配电所，低压配电系统供电电压为220/380V，本系统接地形式采用TN-S系统。另外设置柴油发电机组作为第三电源（应急电源）。
为确保楼内消防供电的可靠性，在地下三层变配电所内设有应急柴油发电机组。当市电停电时，应急母线失电，柴油发电机应在15S内自动启动向220/380V应急母线供电。供电的对象主要是重要负荷、保安监控、通讯机房、应急照明及所有消防用电设备。
建筑物的计算负荷确定后，建筑物供电变压器的总装机容量S（KVS）为：S=Pj/BCOS￠,其中Pj为建筑物的计算有功负荷；COS￠为补偿后的平均功率因素；B为变压器的负荷率。综合考虑各方面的因素，在单台变压器运行时，建议B取值范围以70%~80%为宜，损失比大的变压器类型B取低值，损失比小的变压器类型B取高值；当采用2台变压器时，变压器的总装机容量的选择不但与考虑节能时的负荷率有关，还与考虑供电级别所需的变压器备用率有关。

4 对于供配电安全性的问题

在供电电源可以满足电力负荷的需要时,在变电所中供配电系统的安全性及可靠性就显得非常关键了。对于高层建筑中应用大量的一级或者是二级负荷用电, 一般选用两台或两台以上的变压器,并且还要设置一台柴油发电机组。对于起动柴油发电机组的必要条件是，当柴油发电机组的检测线检测到市电回路失压时，发电机组在10s内自动起动，以确保一、二级负荷设备的供电。与此同时，为了确保消防用电,万一突然发生起火灾事故,这就要求消防控制中心发出信号切断非消防用电电源。所以，在对一般常用又不并列运行的两台变压器与一台柴油发电机所组成的各种供配电系统方案的优点和缺点进行比较分析, 可以在实际的工程项目设计中,对其选择优良的供配电设计方案,同时也可以提高供电的安全可靠性。

5 对于供电线路的安全性问题

在供电电源可以满足电力负荷的要求时, 供电线路的安全可靠也是非常重要的。工程设计过程中，需要根据供电系统的停电几率、停电带来的损失、电源条件、供电系统各方案所需投资等诸多因素加以确定。还需要避免由外部的热源和腐蚀以及灰尘的聚集等所存在问题给布线系统造成的影响。在防止因敷设和使用当中所受到的振动和冲击以及对建筑物的沉降、伸缩等各种问题的外界应力作用而造成的损失。而在高层建筑的民用消防用电设备中必须用专门的供电回路。在消防控制室、消防电梯、消防水泵、排烟排风风机、消防送风机等设备的供电时, 必须要在末一级的配电箱位置处设置自动的切换装备,其配电线路的敷设需要符合相关的要求规范。对于高层建筑的电气设计过程当中,在地下室的车库照明配电中，应急照明箱通常情况下会直接装到车库的墙上,然而配电箱却没有做相应的防火措施,所以如果火灾发生在配电箱的附近时，配电箱很快就会被烧毁,对此在此项配电设计时必须要设置配电间,这也是确保应急照明的供电可靠性。

6 结论：

总而言之，在高层建筑电气设计中,供配电系统的安全性是最重要的。除了可以保障供配电的线路与电气负荷以外,在设计时必须还要注意采取的安全措施的重要因素,以完善系统的防雷设备,尽量降低高次谐波的分量。在电气设备中必须要采用可靠性较高的产品以先进的技术性,从而保证供电的安全系数与供电的品质要求。
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