試析高層建筑電氣設(shè)計低壓供配電系統(tǒng)的可靠性

楊陽陽

杭州明捷普機電設(shè)計事務(wù)所有限公司

1 高層建筑低壓供配電系統(tǒng)的特點

1.1 在高層建筑中，低壓供配電系統(tǒng)具有十分明顯的特點，尤其是在高層建筑施工質(zhì)量與使用安全方面，這是由于高層建筑的結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，所以大大增加了供配電系統(tǒng)設(shè)置的難度。與傳統(tǒng)建筑物不同，高層建筑具有非常大的空間跨度，所以就需要配備電梯、空調(diào)等設(shè)備為人們提供便利，而這些設(shè)備均需要電力的支持，所以做好高層建筑供配電電系統(tǒng)的設(shè)計和施工是整體施工中重要的一環(huán)，因此，高層建筑的電氣設(shè)備的安裝和維護，就是高層建筑的施工內(nèi)容的重要元素。

1.2 高層建筑具有非常復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，因此對功能的要求是多樣的，不同的功能的高層建筑的發(fā)揮，需要不同的設(shè)計理念，這就大大增加了高層建筑中低壓配電系統(tǒng)設(shè)計的難度，特別是社會、經(jīng)濟的快速發(fā)展，促進了人們生活質(zhì)量的提高，日常生活與辦公中使用的電力設(shè)備越來越多，不僅帶來了巨大的耗電量，也帶來了眾多的維護的需求，供配電系統(tǒng)的運行是重要圍繞著質(zhì)量的提高、系統(tǒng)的改善、技術(shù)的優(yōu)化。

2 高層建筑供配電系統(tǒng)設(shè)計要求

2.1 滿足供電電源的可靠性

如果沒有電力的供應(yīng)，火災(zāi)發(fā)生之后，很多設(shè)備就不能充分發(fā)揮自己的作用，比如電梯、報警裝置、消防照明系統(tǒng)以及供水設(shè)施等等。這意味著電源供給的穩(wěn)定性在高層建筑的安全運營中是關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，電源的可靠性對于高層建筑中業(yè)主的生產(chǎn)生活、消防工作的正常運營都是相當(dāng)重要的。另外，現(xiàn)階段絕大多數(shù)的高層建筑均安裝了電梯裝置，一旦供電電源的可靠性不能實現(xiàn)，高層建筑物中的運輸就會中斷，嚴重影響人們在高層建筑中的各種活動，例如很多高層建筑在緊急疏散人員時通常是利用安全通道、自身消防設(shè)施滅火等方式來進行。高層建筑供電電源的可靠性如果發(fā)生了被破壞的情況，高層建筑火災(zāi)救援則無法正常實施，還有建筑中人們的日常生活、生產(chǎn)的相關(guān)設(shè)備運行的安全，而且物資的供應(yīng)也會立刻出現(xiàn)由于不充足的問題，給高層建筑物中活動展開帶來阻礙。

2.2 保障供電的持續(xù)性以及電源時間性

當(dāng)前高層建筑中的電源系統(tǒng)一般都具有兩個獨立電源，其中一個電源需要停用維護或者突發(fā)故障時，通常另一個電源就會啟動運行，保證該高層建筑的供電。但是，對于通過電網(wǎng)提供電能的一些高層建筑來說，盡管大部分可以達到一級、二級負荷標準，但是與普通建筑不同，高層建筑內(nèi)需要的負荷非常大，兩個或者兩個以上的電源進行切換，需要對以下情況進行充分的考慮：如果發(fā)生了獨立電源不能提供電能，此時便應(yīng)當(dāng)具備相應(yīng)的應(yīng)急或者備用電源，通常是柴油發(fā)電機組作為備用電源的。但是，應(yīng)當(dāng)給予高度重視的是，在進行高層建筑供配電系統(tǒng)設(shè)計時，應(yīng)當(dāng)留出充足的時間來進行電源的切換，所以一定要配備相應(yīng)的電氣設(shè)備。

3 高層建筑低壓供配電系統(tǒng)的可靠性分析與措施

3.1 備用電源可靠性

高層建筑中的備用電源大部分為柴油發(fā)電機組，為了提高供配電系統(tǒng)的可靠性，備用電源通常需滿足以下要求：①電源為單臺機組時，額定容量需控制在1500kVA以內(nèi)；②若發(fā)電機組在大型商業(yè)高層建筑中作為應(yīng)急電源時，若供電系統(tǒng)終端，應(yīng)在10s內(nèi)正常運作并投入使用，從而減少經(jīng)濟損失；③發(fā)電機組達到額定轉(zhuǎn)速后應(yīng)分批投入負荷，根據(jù)由大到小的順序錯開容量的投入時間，盡量減小低壓母線的起動壓降；④若電網(wǎng)恢復(fù)供電，則應(yīng)將備用電源延遲30～60s，讓市電自動恢復(fù)，然后延遲3min讓發(fā)電機組停止工作。

3.2 系統(tǒng)主接線可靠性

在低壓供配電系統(tǒng)當(dāng)中，因為不少的系統(tǒng)主線裝置安裝其中，低壓配電系統(tǒng)的主接線形式選擇顯得尤為關(guān)鍵。供配電系統(tǒng)常常是操作繁瑣與設(shè)計復(fù)雜，倘若這一系列的裝置出現(xiàn)問題，那么會威脅到整體低壓供配電系統(tǒng)的安全與工作效果。因此，大部分都是集成設(shè)計低壓供配電系統(tǒng)，進而優(yōu)化配置系統(tǒng)主線裝置。為了保證全部的主線裝置保持工作狀態(tài)的可靠與安全，對低壓供配電系統(tǒng)主接線的設(shè)計需要借助380伏電壓電源或380伏電壓電源的樹干供配電手段、交流放射供配電手段加以設(shè)計，以及密切關(guān)注設(shè)計的細部主線路。針對高層建筑的一般照明來講，在設(shè)計供配電線路的時候，適宜應(yīng)用樹干式供配電手段與交流放射供配電手段相統(tǒng)一的主接線。倘若高層建筑電氣裝置的荷載是集中性的，那么能夠使用交流放射供配電手段的供配電主接線就行。

3.3 供配電設(shè)備可靠性

先進的供配電設(shè)備直接影響到低壓供配電系統(tǒng)的可靠性，因此在高層建筑電氣設(shè)計時需選擇性能良好的供配電設(shè)備，例如繼電保護設(shè)備和變壓器等設(shè)備，其自動化程度較高，具備自動分合閘、錯相保護等功能，能有效提升電氣系統(tǒng)運行的可靠性。以箱型干式變壓器為例，其絕緣材料均為難燃或具備阻燃性的材料，即使是出現(xiàn)雷害或火災(zāi)也能保證變壓器的穩(wěn)定，減少災(zāi)害損失，且干式變壓器防污、防潮性能良好，在惡劣環(huán)境下仍可運行，可保證電氣系統(tǒng)的安全。

結(jié)語

總而言之，在設(shè)計高層建筑電氣的時候，非常關(guān)鍵的一個組成部分是低壓供配電系統(tǒng)。為此，不但要確保供配電系統(tǒng)的穩(wěn)定、可靠，而且要確保電氣線路具備安全性。這就要求電氣設(shè)計工作者吸取先進的經(jīng)驗，實現(xiàn)高層建筑電氣設(shè)計中低壓供配電系統(tǒng)的優(yōu)化，在進行設(shè)計的時候，有效地兼顧供配電裝置、系統(tǒng)的主接線、備用電源、線路等一系列環(huán)節(jié)，且將防雷與防火的對策搞好，降低諧波危害，進而真正地實現(xiàn)高層建筑用電要求的可靠性與安全性。

[1]潘立民.高層建筑電氣設(shè)計中低壓供配電系統(tǒng)可靠性分析[J].住宅與房地產(chǎn)，2016(33)：53.

[2]曾海漣，何宗楚.低壓供配電系統(tǒng)在高層建筑電氣設(shè)計中的可靠性探討[J].建材與裝飾，2015(48)：228-229.