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      對高層建筑配電設(shè)計的思考

      2016-05-30 10:48:04特日格樂
      科技資訊 2016年14期
      關(guān)鍵詞:高層建筑方案

      特日格樂

      DOI:10.16661/j.cnki.1672-3791.2016.14.009

      摘 要:改革開放以來,中國的城市發(fā)展越來越快,高層建筑、超高層建筑層出不窮、比比皆是。所以在高層建筑中,建筑施工者不得不考慮建筑的電氣線路問題。該文分析了現(xiàn)有的高層建筑設(shè)計電氣線路的問題,總結(jié)了一些具有典型意義的設(shè)計方法。希望能對今后的高層建筑和更好的電氣線路設(shè)計提供幫助。

      關(guān)鍵詞:高層建筑 配電設(shè)計 方案

      中圖分類號:TU208 文獻標(biāo)識碼:A 文章編號:1672-3791(2016)05(b)-0009-02

      縱觀世界各國,根據(jù)建筑的用途,高層建筑可以分為一類建筑、二類建筑以及超高層建筑。而高層建筑又不同于一般的建筑,它具有功能齊全、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、人員密集、設(shè)備龐大等特點。所以,在規(guī)劃、設(shè)計高層建筑時,要合理地設(shè)計配電線路。同時,在建筑施工的現(xiàn)場,必須嚴(yán)格遵守規(guī)范用電的規(guī)程、施工方案??茖W(xué)安全地設(shè)計現(xiàn)場的用電線路。合理規(guī)范的設(shè)計線路接地。否則,將對建筑施工造成無法預(yù)料的嚴(yán)重后果。

      在高層建筑上,設(shè)計供配電系統(tǒng)要注意以下方面。

      保證高層建筑供電電源的穩(wěn)定性、可靠性。因為高層建筑的人員較多,使用的電器負荷較大。并且由于高層建筑的高度問題,所以其供配電線路就會越長。一方面為了減少線路損失,另一方方面為了降低電壓損失,可以根據(jù)相關(guān)的設(shè)計規(guī)范、具體情況,進行分層設(shè)計、布置??傊O(shè)計高層建筑的供配電要做到簡單、安全、可靠。

      在布置變配電設(shè)備方面,安裝、維護簡便是首要原則。通常情況下,高層建筑的地下有兩層。而地下一層則是布置總配電室的地方。另外,要科學(xué)地布置供配電的網(wǎng)絡(luò)。高層建筑普遍采用混合式配電系統(tǒng),這是為了適應(yīng)建筑的發(fā)展。

      設(shè)計高層建筑的供電系統(tǒng)的關(guān)鍵點如下。

      1 落實電力負荷

      首先,從高層建筑的性質(zhì)、高層建筑的規(guī)模角度,高層建筑的設(shè)計施工人員要明確相關(guān)的電力負載等級。一定要結(jié)合現(xiàn)場供電網(wǎng)絡(luò)的實際情況,合理地確定高層建筑的電力負荷與容量等級。在國內(nèi)高層建筑,10 kV電源是普遍采用的電源。在電源回路數(shù)方面,要根據(jù)電力的負荷等級要求,選取合適的負載等級。其次,在實際應(yīng)用中,高層建筑的配電系統(tǒng)包括了高壓配電系統(tǒng)、低壓配電系統(tǒng)兩方面的應(yīng)用。設(shè)計一套完美的建筑供電系統(tǒng)需要考慮技術(shù)方面,更需要考慮工程投資等諸多方面。

      2 落實電源與電壓

      在考慮高層建筑的供配電系統(tǒng)時,需要更加合理、科學(xué)地設(shè)計其結(jié)構(gòu),使其達到理想的工作狀態(tài)。在設(shè)計過程中,要嚴(yán)格按照樓宇電量負載的等級來進行設(shè)計。然而從各級電量負載電源的角度來看,為了滿足設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)的要求。用電量要以整棟樓宇的用電需求、用電設(shè)備、供電站的位置等因素為出發(fā)點,進行統(tǒng)籌設(shè)計。

      3 變電站的位置

      一般而言,高層建筑的居民人數(shù)較多,電器設(shè)備較多,所以整棟樓宇的用電負載量也較大。通常情況下,一、二級負載電量的是較常見的。在此基礎(chǔ)上,我們設(shè)計的變電站規(guī)模也就會比較大。建議在高層建筑的地下一層,設(shè)計變電站。這樣做既有利于節(jié)省地面空間,也有利于使變電場所靠近用電負荷,減少遠距離輸送造成的損耗。另外,在考慮高層建筑的變配電所時,進出的管線的密集程度較高,存在高、低壓管線相混淆的現(xiàn)象。這一點,要引起施工人員的注意。

      4 落實高低壓供電系統(tǒng)的結(jié)線形式

      在高層建筑中,10 kV是比較常見的高壓進線路電壓值,而在高壓線路中,多采用單母線的結(jié)線形式;在變壓器的低壓側(cè),單母線分段結(jié)線的現(xiàn)象則是較為常見的。同時,在設(shè)計變壓器的低壓側(cè)結(jié)構(gòu)時,還需要考慮應(yīng)急母線段。這樣做的目的就是為了保證應(yīng)急情況下,可以采用一級負載電量來進行供電。

      5 設(shè)計電壓、電能質(zhì)量

      在設(shè)計變壓器的變壓比、電壓分接頭時,要采用較為合理的方式。一般建議采用補償無功功率的方法。同時,建議采用平衡三相負荷的方式,主要是為了要減少電壓偏差、降低系統(tǒng)的阻抗。

      6 設(shè)計應(yīng)急電源

      對于自動投入裝置而言,當(dāng)其動作的時間可以滿足電源中斷的供電時間時,建議在專用線路中采用自動投入裝置,并且要將自動投入裝置的位置放置在正常的線路之外。這樣,會減少相互間的干擾。如果在有條件的地方,可以考慮蓄電池式的應(yīng)急供給方式,來進行補充電量。

      7 設(shè)計功率因數(shù)

      在線性負載電路中,提高自然功率因數(shù),減少變壓器、電動機的負載功率損耗,進一步提高其利用率。資料顯示,選擇合理的功率因數(shù)設(shè)備可以進一步提高負載率至75%~80%。而在非線性負載電路中,有必要進一步校正電路,使電流波形變?yōu)檎也?,提高自然功率因?shù)則是普遍采用的措施。另外,在非線性負載電路中,采用這一方法可以使它很好的檢測正弦電壓相位的變化情況,有利于獲得高頻開關(guān)整流器的電阻性能,進一步提高線路總功率影響因數(shù)。

      8 防雷、接地

      傳統(tǒng)的簡單防雷設(shè)計具有更加經(jīng)、可靠的優(yōu)勢。但是在應(yīng)用過程中,在高層建筑各樓層引線柱筋的作用下,樓面的鋼筋、金屬管道必須采用可靠、安全的連接方式,形成等電位層,尤其是應(yīng)該做好金屬管線的接地工作。在現(xiàn)如今的高層建筑中,防雷接地、電氣設(shè)備的保護接地、工作接地都是采取統(tǒng)一的應(yīng)用方法,即是所謂的混合接地系統(tǒng)。為了均衡電位、安全起見,首先將基礎(chǔ)鋼筋滿足接地電阻的要求,然后還需要裝設(shè)人工接地體,使得建筑物基礎(chǔ)連接成網(wǎng)絡(luò)狀。

      9 設(shè)計電氣照明

      設(shè)計高層建筑的照明時,主要考慮光源、亮度、范圍、位置、能量消耗、配電線路敷設(shè)等方面入手?,F(xiàn)如今,人們越來越重視建筑照明的重要性。在這方面,建議從現(xiàn)代的裝飾效果、照明設(shè)備的類型、建筑藝術(shù)的意境等方面入手,同時要兼顧節(jié)能效果。最好采用高效、綠色、環(huán)保的電光源。

      10 設(shè)計消防電氣

      在高層建筑中,消防電氣是必不可少的,涉及到火災(zāi)報警、火災(zāi)撲救以及挽救人民生命財產(chǎn)等方方面面。按照國家的各項規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)要求,一定要設(shè)計、布置好消防電氣線路。而火災(zāi)報警系統(tǒng)則應(yīng)該從實際應(yīng)用的角度出發(fā),考慮設(shè)計對象等諸多因素。

      11 結(jié)論

      在設(shè)計高層建筑的供配電可靠性時,要從電源保障、設(shè)備線路、安全措施等方面來著手。

      (1)對于電源保障方面而言,一般情況下,在一級負載線路中,需要2個獨立電源;在二級負載線路中,則使用三條回路,其中一條是專用回路。比較常見的方法是在高層建筑的地下一層布置了應(yīng)急配電設(shè)備,應(yīng)急柴油發(fā)電機等。主要是滿足一級負荷不間斷供電要求。另外,對與及其重要的關(guān)鍵部門,例如消防中心、計算機中心、事故照明燈特殊用途的設(shè)備,一定要配置UPS不間斷供電系統(tǒng)。(2)在設(shè)備線路方面,高層建筑的供配電系統(tǒng)的安全、可靠、穩(wěn)定運轉(zhuǎn),離不開良好的設(shè)備、線路保障。以斷路器為例,建議高壓線路采用真空斷路器;低壓線路則采用防漏電的斷路器;而在電力變壓器方面,節(jié)能阻燃的干式變壓器是較好的選擇。(3)從安全的角度考慮,安全的接地方式對于提高整棟高層樓宇的供配單可靠性、穩(wěn)定性起到了至關(guān)重要的作用?,F(xiàn)如今,通常是將高層建筑電氣設(shè)備保護接地、工作接地混為一個系統(tǒng)。國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定:接地的電阻值要小于4Ω。

      12 結(jié)語

      在高層建筑中,供配電系統(tǒng)起到了十分重要的作用。在分析、設(shè)計過程中,要準(zhǔn)確計算負載的容量、合理選擇供電電源、詳細設(shè)計變配電場所。另外還有供配電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu),其對于整棟樓宇配電的安全運行起到了至關(guān)重要的作用。隨著高層樓宇結(jié)構(gòu)變得越來越復(fù)雜,需要建筑設(shè)計、施工人員不斷地變化設(shè)計思路、提高設(shè)計的全面性、可靠性;同時還要認真總結(jié)經(jīng)驗,揚長避短,采用取得更好的成績。

      參考文獻

      [1] 戴瑜興,黃鐵兵,梁志超.民用建筑電氣設(shè)計數(shù)據(jù)手冊[M].中國建筑工業(yè)出版社,2003.

      [2] 李海,黎文安.實用建筑電氣技術(shù)[M].中國水利水電出版社,2001.

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