供配電設(shè)計(jì)在現(xiàn)代高層建筑中的運(yùn)用

李娜

摘 要：供配電設(shè)計(jì)是高層建筑施工建設(shè)的重要內(nèi)容，有效的供配電設(shè)計(jì)能夠在確保供電需求的基礎(chǔ)上提升供電質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)對(duì)高層建筑配電線路的合理優(yōu)化設(shè)計(jì)，提升高層建筑施工隊(duì)安全性和可靠性。為此，文章在闡述現(xiàn)代高層建筑對(duì)供配電設(shè)計(jì)要求和供配電設(shè)計(jì)原則的基礎(chǔ)上，具體分析供配電設(shè)計(jì)在現(xiàn)代高層建筑中的運(yùn)用，旨在更好地促進(jìn)高層建筑施工建設(shè)發(fā)展。

關(guān)鍵詞：供配電設(shè)計(jì)；現(xiàn)代高層建筑；運(yùn)用

中圖分類號(hào)：TU976 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2018）13-0138-01

在社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展和人們對(duì)高層建筑要求的提升下，建筑電氣的供配電設(shè)計(jì)在應(yīng)用發(fā)展的過程中產(chǎn)生了一些資源浪費(fèi)現(xiàn)象，高層建筑供配電施工安全隱患問題也相應(yīng)的增多。高層建筑比多層建筑用電量大，在用電不恰當(dāng)?shù)臅r(shí)候會(huì)造成電力資源浪費(fèi)，甚至還會(huì)引發(fā)電氣事故。電氣事故的發(fā)生不僅會(huì)出現(xiàn)電力資源浪費(fèi)的現(xiàn)象，而且還會(huì)帶來人員傷害和財(cái)產(chǎn)損失，不利于社會(huì)主義和諧社會(huì)的構(gòu)建。為此，在高層建筑的供配電設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)需要相關(guān)人員加強(qiáng)對(duì)各方面因素的分析，從而減少建筑施工資源浪費(fèi)現(xiàn)象的發(fā)展，促進(jìn)高層建筑穩(wěn)定建設(shè)。

1 現(xiàn)代高層建筑供配電系統(tǒng)

1.1 供電電源的選擇

中國(guó)把住宅高層建筑物分為兩類，建筑高度超過 54m 的住宅建筑為一類建筑。除一類建筑以外的建筑高度大于27m小于54m的住宅建筑為二類建筑。在高低壓配電中需要得到安全可靠電源的支持，從而在發(fā)生故障的時(shí)候要采取方便、快捷的地方設(shè)置消防設(shè)施。根據(jù)《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》和《民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》的規(guī)定：一類高層建筑的走道照明、值班照明、安防系統(tǒng)用電、客梯用電、排污泵、生活水泵用電、消防用電等按一級(jí)負(fù)荷要求供電，二類高層建筑的主要通道、樓梯間照明用電、客梯用電、排污泵、生活水泵用電、消防用電等按二級(jí)負(fù)荷要求供電。

1.2 高壓配電系統(tǒng)

根據(jù)《城市電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)導(dǎo)則》的規(guī)定，35、63、110kV為高壓配電系統(tǒng)。高壓配電系統(tǒng)的高壓配電裝置一指電壓在1KV及以上的電氣裝置。包括開關(guān)設(shè)備、測(cè)量?jī)x器、連接母線、保護(hù)設(shè)施以及其他附屬設(shè)備。現(xiàn)代高層建筑一級(jí)負(fù)荷，采用兩路獨(dú)立電源供電，二級(jí)負(fù)荷，采用兩回路供電，高壓供電還需要額外實(shí)現(xiàn)單母線分段處理。在高層建筑施工中為了能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)高壓配電系統(tǒng)的有效利用，在高壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)中還需要加強(qiáng)對(duì)配電方式、配電設(shè)備和線路鋪設(shè)的考慮，將高壓通過變壓器轉(zhuǎn)變?yōu)榈蛪褐蟠_保高層建筑各樓層都能實(shí)現(xiàn)正常供電。

1.3 低壓配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)

電氣系統(tǒng)是高層建筑供配電系統(tǒng)的重要內(nèi)容，在具體設(shè)計(jì)的時(shí)候需要加強(qiáng)對(duì)整個(gè)建筑結(jié)構(gòu)、供配電系統(tǒng)建設(shè)要求的分析，結(jié)合實(shí)際，規(guī)范高層建筑電氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。高層建筑低壓配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)的時(shí)候需要根據(jù)工程種類、規(guī)模、負(fù)荷性質(zhì)、容量及發(fā)展等因素綜合確定，之后確定供配電方案，進(jìn)行用電負(fù)荷的計(jì)算，選擇適合的配電控制設(shè)備和配電導(dǎo)線。在高層建筑物內(nèi)，向樓層各配電點(diǎn)供電時(shí)，采用分區(qū)樹干式配電；由樓層豎井內(nèi)配電箱至用戶配電箱的配電，采用放射式；對(duì)部分容量較大的集中負(fù)荷或重要用電設(shè)備，要從變電站低壓配電室放射式配電。

2 供配電設(shè)計(jì)在現(xiàn)代高層建筑中的運(yùn)用原則

2.1 優(yōu)化原則

在對(duì)高層建筑供配電設(shè)計(jì)的時(shí)候要綜合考慮高層建筑本身能夠?qū)崿F(xiàn)的功能，從而確保建筑供配電設(shè)計(jì)過程中對(duì)各類資源的合理高效利用，減少資源浪費(fèi)現(xiàn)象的出現(xiàn)。另外，在高層建筑供配電設(shè)計(jì)的過程中要嚴(yán)格貫徹落實(shí)科學(xué)發(fā)展觀，結(jié)合實(shí)際合理優(yōu)化高層建筑供配電設(shè)備，提升高層建筑各類電氣設(shè)備和配電系統(tǒng)的使用效率。

2.2 高效、安全運(yùn)行原則

在高層建筑供配電設(shè)計(jì)的時(shí)候需要采取措施確保系統(tǒng)能夠穩(wěn)定、安全、高效的運(yùn)轉(zhuǎn)，同時(shí)在高層建筑供配電系統(tǒng)運(yùn)作的時(shí)候要減少電量過大對(duì)系統(tǒng)產(chǎn)生的不利影響。

3 供配電設(shè)計(jì)在現(xiàn)代高層建筑中的具體運(yùn)用

3.1 確定高層建筑供配電系統(tǒng)的負(fù)荷等級(jí)和負(fù)荷容量

高層建筑供配電設(shè)計(jì)的關(guān)鍵是結(jié)合實(shí)際情況在最大限度上確保配電系統(tǒng)的可靠性。而用電負(fù)荷等級(jí)在本質(zhì)上決定供配電系統(tǒng)用電可靠性。常規(guī)的用電負(fù)荷被劃分為一級(jí)、二級(jí)、三級(jí)，高層建筑供配電系統(tǒng)負(fù)荷等級(jí)和變壓器容量分別需要根據(jù)建筑物性質(zhì)確定和實(shí)際情況進(jìn)行計(jì)算，最終確定的負(fù)荷等級(jí)和變壓器容量要能夠滿足人們?nèi)粘Ｓ秒娦枨?，比如人們?cè)诟邔咏ㄖ褂眠^程中對(duì)電梯運(yùn)行、走道照明的需求。

3.2 高層建筑照明系統(tǒng)的供配電選擇

照明系統(tǒng)供配電是高層建筑供配電設(shè)計(jì)的重要組成，在具體設(shè)計(jì)中需要從兩個(gè)方面進(jìn)行選擇：第一，用電負(fù)荷。高層建筑用電負(fù)荷主要是動(dòng)力負(fù)荷和照明負(fù)荷。高層建筑照明系統(tǒng)中的照明負(fù)荷包含事故照明、生活照明等。這些照明負(fù)荷由照明線路直接供電。照明回路一般是單相220V交流供電。第二，照明配電線路材料。照明配電箱設(shè)備是在低壓供電系統(tǒng)末端負(fù)責(zé)完成電能控制、保護(hù)、轉(zhuǎn)換和分配的設(shè)備。主要由電線、元器件及箱體等組成。

3.3 高層建筑供配電的電壓設(shè)計(jì)

現(xiàn)代高壓建筑在高壓配電系統(tǒng)上采用的是兩條獨(dú)立的電壓進(jìn)行供電，電壓是10kv的電源上供電。一般高壓分段采用的是單母線，能夠根據(jù)需要自動(dòng)切換，實(shí)現(xiàn)互補(bǔ)。母線在分段數(shù)量上要和電源進(jìn)線回路數(shù)量適應(yīng)。在電壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，為了很好的保證供電系統(tǒng)的安全運(yùn)行，我們?cè)谠O(shè)計(jì)電壓的時(shí)候需要根據(jù)相關(guān)的設(shè)計(jì)章程進(jìn)行。一般清況下，當(dāng)用電設(shè)備總?cè)萘吭?50kW及以上或變壓器容量在160kVA及以上時(shí)，以10（6）kV供電；當(dāng)用電設(shè)備總?cè)萘吭?50kW以下或變壓器容量在160kVA以下時(shí)，可由380/220V供電。對(duì)大型公共建筑，應(yīng)根據(jù)空調(diào)冷水機(jī)組的容量以及地區(qū)供電條件，合理確定機(jī)組的額定電壓和用電單位的供電電壓，并應(yīng)考慮大容量電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)對(duì)變壓器的影響。

3.4 高層建筑低壓接地方式

高層建筑若是住宅小區(qū)或單位內(nèi)變壓器供電，低壓配電系統(tǒng)保護(hù)接地形式應(yīng)采用TN-S形式。在一般情況下，高層建筑供配電線路設(shè)計(jì)會(huì)選擇10kV高壓線路，為了保證供配電系統(tǒng)安全，需要根據(jù)實(shí)際情況選擇安全的接地方式。

3.5 高層建筑負(fù)荷計(jì)算

高層建筑供電設(shè)計(jì)的基本形式和重要參照數(shù)據(jù)是電力負(fù)荷，能否精準(zhǔn)的計(jì)算負(fù)荷對(duì)高層建筑投資成本、用電設(shè)備選擇、運(yùn)行等方面起著十分重要的作用。高層建筑電力負(fù)荷計(jì)算方法分為兩種，一種是負(fù)荷密度計(jì)算方法，一種是需要系數(shù)法。第一，保障負(fù)荷的照明計(jì)算。在樓層計(jì)算中可以根據(jù)樓層計(jì)算電荷的和，之后和需要系數(shù)K做乘法。第二，保障負(fù)荷電梯負(fù)荷計(jì)算。電梯是高層建筑的重要設(shè)施。這些電梯不能在額定值下工作，在計(jì)算負(fù)荷的時(shí)候需要選擇系數(shù)較低的數(shù)值。第三，保障負(fù)荷水泵房、廚房負(fù)荷的計(jì)算。在計(jì)算水泵用電設(shè)備總負(fù)荷的時(shí)候要排除消防水泵。第四，高層建筑總負(fù)荷的計(jì)算。高層建筑總負(fù)荷的計(jì)算需要考慮時(shí)間段、季節(jié)、溫度等因素，且在具體計(jì)算的時(shí)候要充分考慮高層建筑用電設(shè)備運(yùn)行特點(diǎn)。

3.6 高層建筑應(yīng)急電源的配置

社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展對(duì)高層建筑重要負(fù)荷的可靠性提出了更高的要求。根據(jù)《民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》的要求，應(yīng)急電源的種類包含：獨(dú)立于正常電源的發(fā)電機(jī)組、不間斷電源設(shè)備（UPS）、逆變應(yīng)急電源（EPS）和蓄電池。UPS可用于不允許中斷供電或中斷供電時(shí)間很短的重要場(chǎng)所的應(yīng)急備用電源，EPS用于應(yīng)急照明系統(tǒng)備用電源時(shí)的選擇。

4 結(jié)語

綜上所述，高層建筑供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)在整個(gè)建筑工程發(fā)展中占據(jù)十分重要的地位，科學(xué)合理供配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)能夠減少高層建筑故障后果，降低人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失。為此，在高層建筑供配電設(shè)計(jì)的時(shí)候需要相關(guān)人員按照優(yōu)化、高效運(yùn)行等原則，從高層建筑供配電系統(tǒng)多方面思考怎樣優(yōu)化高層建筑供配電設(shè)計(jì)，旨在減少高層建筑供配電設(shè)計(jì)和建設(shè)施工中可能出現(xiàn)的損失，促進(jìn)高層建筑建設(shè)發(fā)展。

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