高層建筑電氣中低壓配電設計探討

曾銳浩

[摘要]高層建筑電氣系統(tǒng)中低壓配電設計是重要內容之一，其設計質量直接關系著整個高層建筑的用電情況。低壓配電設計在高層建筑電氣系統(tǒng)中具有提供電力的作用，并對高層建筑中其他功能的使用產生一定影響。如果高層建筑電氣系統(tǒng)中的低壓配電設計出現(xiàn)問題，將會埋下安全隱患，所以加強對高層建筑電氣系統(tǒng)中低壓配電設計的探討有重要意義。

[關鍵詞]高層建筑；電氣；低壓配電；設計

文章編號：2095 - 4085（ 2018） 01 - 0035 - 02

與普通建筑物相比，高層建筑體積和用電量較大，建筑物內部結構較為復雜。因此，在設計電氣系統(tǒng)時，對供電系統(tǒng)的強度、穩(wěn)定性和安全性提出了更高要求。隨著建筑業(yè)的不斷發(fā)展和環(huán)境用電的不斷增加，為保證高層建筑電力的穩(wěn)定，必須加強對低壓配電設計的研究和分析。

1 高層建筑電氣系統(tǒng)的特點

1.1 涉及到的用電設備種類繁多

由于復雜性和龐大性，高層建筑對電氣設備的要求比低層建筑更為嚴格。高層電氣設備分析包括給排水系統(tǒng)，火災報警系統(tǒng)，監(jiān)控系統(tǒng)，制冷與供熱系統(tǒng)，通風系統(tǒng)和電梯。并且在建筑行業(yè)不斷發(fā)展以及人們需求不斷增加下，建筑功能更加完善，建筑結構更加復雜，在一定程度上給高層建筑中的用電設備帶來一定壓力，給高層建筑供電系統(tǒng)的穩(wěn)定高效運行帶來嚴峻挑戰(zhàn)。

1.2 用電量大

因高層建筑的容量和承載力都比普通低層建筑大，所以其用電負荷和用電量也比較大。高層住宅建筑用電量要比普通低層住宅用電量高，更不用說具有酒店、辦公樓等功能的商務性高層，其用電量更加明顯，用電量的增加，增大建筑的用電負荷，為滿足高層建筑的用電需求，加強對低壓配電系統(tǒng)的設計有其必要性。

1.3 對供電可靠性提出更高要求

高層建筑的住戶相對于低層建筑更多，因此對于電力的需求也遠大于低層建筑，為保證高層建筑用電的穩(wěn)定性和安全性，主要應用一級負荷、二級負荷兩種情況，一級負荷需要配備2套相互獨立的供電系統(tǒng)，以確保即使一套系統(tǒng)出現(xiàn)問題，另一套系統(tǒng)也可以代替其繼續(xù)工作，保證高層建筑各項功能實現(xiàn)穩(wěn)定運行。此外，為應對突發(fā)事件，高層建筑中還應當設計應急電源，如發(fā)電機、應急燈等設備，以為建筑內的用戶提供可靠電源。

1.4 電氣系統(tǒng)更加復雜

高層建筑對于功能的需求更大更多，在進行供電時系統(tǒng)也就更復雜，通常會涉及多個電氣系統(tǒng)，并且每個電氣系統(tǒng)下還會設計相互連接相互影響的子系統(tǒng)，這一設計方式也在一定程度上增加整個電氣系統(tǒng)的復雜程度。另外，為提高高層建筑工作效率，自動化控制系統(tǒng)在高層建筑中得到廣泛應用，所以電氣系統(tǒng)對智能化也提出非常高的要求，這也增加了電氣系統(tǒng)的復雜性。

1.5 變配電系統(tǒng)呈現(xiàn)分散性特點

在高層建筑中用電規(guī)模的增加導致電荷分配呈現(xiàn)出分散性特點，為保證供電的穩(wěn)定性需要采用多個配電中心對高層建筑進行輸電，這一供電方式不僅實現(xiàn)穩(wěn)定供電，同時也大大節(jié)省了電纜材料，降低企業(yè)對電力網絡的投入成本。高層建筑中通常會配備多個配電房，分布在建筑物的各個角落，如地下室，頂層和地面。可變配電系統(tǒng)還包括監(jiān)控室，配線室，控制室等部門，這些功能室需要占用建筑物的空間，另外為保證高層建筑中電梯的穩(wěn)定運行，還需要在電梯附近設置專門的配電間。

1.6 設備與線路對防火要求更高

高層建筑具有樓層高、住戶多的特點，所以一旦發(fā)生火災等安全事故，給如何快速疏通人員，保障居民安全提出挑戰(zhàn)。對此高層建筑電氣系統(tǒng)設計，需要加強對設備與線路防火性能的重視。首先在設備與線路的材料上應當以阻燃材料為主，其次在設計、鋪設上盡量做到多穿管，加強對容易受損壞部位的防護，最后在電纜的端口做好封堵工作。

2 高層建筑電氣中低壓配電設計原則

2.1 優(yōu)化原則

優(yōu)化的原則意味著在設計高層建筑配電系統(tǒng)時，應根據(jù)建筑功能和結構的綜合分析來實現(xiàn)合理的布局?？茖W高效的高層建筑低壓配電設計應線條簡潔，避免線路重疊和交錯等問題，在設計過程中始終遵循優(yōu)化原則可以大大提高線路的安全性和穩(wěn)定性，同時還能減少鋪設材料的使用。優(yōu)化原則中最重要的是節(jié)能原則，這要求高層建筑電氣中的低壓配電設計應當充分利用現(xiàn)代先進科學技術，不斷提高建筑內部的整體節(jié)能水平。為了實現(xiàn)這個目標，我們可以考慮在設計過程中使用節(jié)能材料代替?zhèn)鹘y(tǒng)材料，加強對太陽能、地熱能等自然能源的利用。在高層建筑電氣系統(tǒng)的整個設計過程中應用優(yōu)化原則。在設計整體結構時，從系統(tǒng)運行的安全性和穩(wěn)定性出發(fā)，設計備用供電系統(tǒng)，以滿足建筑物整體電力需求，從而提高高層建筑應對突發(fā)情況的能力。為提高建筑中各用電設備的安全性，可以在線路設計過程中預留出一部分空間，使用電設備之間保持安全距離從而提高設備線路的絕緣性。

2.2 高效原則

高層建筑中的用電設備復雜多樣，所以在對配電系統(tǒng)進行設計時應當保證設計的科學性，避免造成資源浪費和電力損耗。因此，在設計過程中，可以分析建筑物的整體電力需求，可以將電力供應和配送中心設置在耗電量較大的地區(qū)。另外，配電中心實現(xiàn)分散設置可以有效減少資源浪費。為了提高配電系統(tǒng)的有效運行，在設計過程中也要求均衡的負荷分配。例如，使用三相供電系統(tǒng)可以起到平衡收費的作用，從而提高電力資源的利用率。

3 高層建筑電氣中低壓配電設計

3.1 供電需求設計

在對高層建筑電氣中低壓配電進行設計時應當從整體出發(fā)，首先保證必須配備兩個以上的供電電源，除此之外還應當配備充足的應急電源和備用電源，綜合考慮高層建筑各種情況，從而實現(xiàn)保證供電量滿足實際需求。

3.2 電源設計

高層建筑對配電設計的低壓電源提出了更高的要求，除了大量的電力設備安裝在一個負載和兩個負載，其他要滿足電力設備的電力需求，必須提供強大的電力供應電力方面，為達到這一目的，高層建筑在設計時一般采用雙向獨立供電方式，雙向供電方式一般來自同一變電所的母線段或不同的變電站，因此即使在發(fā)生斷電后，可以使用另一條電路進行供電，以確保所有電氣設備穩(wěn)定正常運行。

3.3 配變電所設計

高層建筑中的配變電所設置應當做到布局的合理性。首先，在選擇地點時，應該放在人口流量較小的地區(qū)，同時避開低洼地區(qū)。配電室要積極做好防潮、防塵措施，為所有設備的安全運行提供良好環(huán)境。配電變壓器容量也是配變電所設計中需要重點考慮的問題，根據(jù)實際需要進行合理選擇，保證其正常工作功率控制在限定功率的60%以內。為保證配變電所運行質量，應當配備專門管理人員加強對配變電所的巡視和檢查。在高層建筑電氣中的低壓配電設計中，為在突發(fā)事故出現(xiàn)時及時更換線路，應當采用模塊供電方式，只有這樣才能更好的保證供電質量。

4 結語

在低壓配電設計工作中，設計師通過對高層建筑的整體功能，結構和用電需求分析，合理的低壓配電設計，提高高層建筑供電效率，實現(xiàn)能源資源的節(jié)約，保證各用電設備的安全穩(wěn)定運行。

參考文獻：

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