高層建筑供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)的分析

丁鶴

(銅陵有色設(shè)計(jì)研究院有限責(zé)任公司 機(jī)電加工工程室，安徽 銅陵244000)

高層建筑的電氣工程供配電系統(tǒng)中包括有消防、電梯、暖通空調(diào)以及智能泊車(chē)系統(tǒng)等。這些設(shè)施在一方面可以讓極具現(xiàn)代化的高層建筑體現(xiàn)出整體化的功能，另一方面也保證了建筑的安全性，其中供配電系統(tǒng)是一個(gè)電氣工程中最關(guān)鍵且基礎(chǔ)的設(shè)備能源，它是否安全可靠直接影響著建筑的使用性能和安全。同時(shí)由于高層建筑復(fù)雜的構(gòu)造，由此對(duì)于電氣工程供配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求變得更高。

1 高層建筑電氣工程供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)的主要原則

在一個(gè)高層建筑的機(jī)電工程中供配電系統(tǒng)顯得非常的關(guān)鍵，它由區(qū)域、用戶(hù)兩大變電站組成，整個(gè)建筑的電力系統(tǒng)電能的相關(guān)配用工作都由它來(lái)負(fù)責(zé)。位于高層建筑中的供配電系統(tǒng)主要為建筑中的人員或是內(nèi)部電氣設(shè)備提供服務(wù)。因此供配電系統(tǒng)的是否穩(wěn)定運(yùn)作直接關(guān)乎到建筑的整個(gè)電力系統(tǒng)的安全性能。通常而言，當(dāng)下高層建筑的供電系統(tǒng)多是采取單向電流流動(dòng)的方式，即從電源端流動(dòng)至用戶(hù)端，如此做法可以在第一時(shí)間處理電源的降壓和分配工作，使得電能可以讓用戶(hù)端直接用。在滿(mǎn)足國(guó)家規(guī)范的基礎(chǔ)上，運(yùn)用科學(xué)的判斷方法計(jì)算出整個(gè)系統(tǒng)用電負(fù)荷和系統(tǒng)所能承載的用電負(fù)荷等參數(shù)，并且全面考慮有可能會(huì)出現(xiàn)的一系列問(wèn)題，以此來(lái)滿(mǎn)足整個(gè)建筑的基本使用功能以及將來(lái)系統(tǒng)的改擴(kuò)建等因素。設(shè)計(jì)師在設(shè)計(jì)高層建筑電氣工程的供配電系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)具有安全、節(jié)能環(huán)保的理念。具體而言，即結(jié)合設(shè)計(jì)原始依據(jù)，通過(guò)科學(xué)計(jì)算的方法來(lái)選擇所有電氣設(shè)備的型號(hào)，盡可能地降低在系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中的資源浪費(fèi)，把控好成本。另外還要選取環(huán)保節(jié)能的材料用于設(shè)計(jì)建造，盡可能避免高層建筑供配電施工以及環(huán)境污染等。

2 高層建筑供配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

2.1 高壓配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)

一個(gè)高層建筑對(duì)于電力資源是高層建筑的必不可少的，需要用到電力的設(shè)備很多，同時(shí)介于高層建筑兼有一級(jí)、二級(jí)、三級(jí)用電負(fù)荷，當(dāng)下的高層建筑絕大部分是使用兩路獨(dú)立的電源供電且每一電源能承受該高層建筑全部負(fù)荷用電需要，采用分段單母線方式接線，正常情況下兩路電源分列運(yùn)行供電，當(dāng)一電源發(fā)生故障時(shí)另一電源不應(yīng)同時(shí)受到損壞。如此一來(lái)可以大幅提升高層建筑的用電水平。高壓配電系統(tǒng)在高層建筑中占據(jù)著極為重要的地位，其高壓配電系統(tǒng)使用的分段單母線接線方案，可以讓線路在使用的過(guò)程中靈活操作，而且能夠自動(dòng)切換，運(yùn)行過(guò)程中可以互相作為對(duì)方的備用設(shè)備，保證電力的運(yùn)行過(guò)程安全順暢。

圖1 高層建筑電氣設(shè)計(jì)中的消防設(shè)計(jì)圖

2.2 低壓終端配電箱的設(shè)計(jì)

低壓終端配電箱的設(shè)計(jì)需要把開(kāi)關(guān)設(shè)備電氣測(cè)量?jī)x表和相應(yīng)的輔助控制設(shè)備一同都組裝到半封閉或封閉的金屬柜中，以此來(lái)達(dá)到電氣接線的多方面要求，形成低壓配電系統(tǒng)裝置，并且運(yùn)用自動(dòng)或手動(dòng)的開(kāi)關(guān)方法來(lái)通斷電路。在變電所中，采用儀表測(cè)量的方法可以保證每類(lèi)運(yùn)行參數(shù)得到顯現(xiàn)，還可以對(duì)一些電氣參數(shù)做有效調(diào)節(jié)工作，讓它們可以發(fā)揮出警告提醒的作用。除此之外，高層住宅建筑照明配電箱的回路設(shè)計(jì)要滿(mǎn)足照明系統(tǒng)的基本要求，且在室內(nèi)每個(gè)房間中插座回路需為獨(dú)立式的插座回路，對(duì)于空調(diào)回路要采用獨(dú)立式的空調(diào)回路方式。除掉壁掛式空調(diào)插座外，其余所有的插座要裝上漏電保護(hù)的裝置。

2.3 電氣設(shè)備低壓斷路器的選擇

高層建筑的供電以及照明系統(tǒng)需要通過(guò)使用低壓斷路器來(lái)對(duì)電氣設(shè)備做保護(hù)控制工作，因此低壓斷路器是否可靠安全就變的尤為重要。相對(duì)于曾經(jīng)被廣泛使用的閘刀和保險(xiǎn)絲等保險(xiǎn)設(shè)備，低壓斷路器的保護(hù)能力更加安全和全面，可以為如今變電所和動(dòng)力照明系統(tǒng)以更全面化的保護(hù)。具體來(lái)說(shuō)，按電源性質(zhì)區(qū)分，低壓斷路器主要有交流斷路器和直流斷路器兩類(lèi)，按結(jié)構(gòu)類(lèi)型區(qū)分則有框架以及封閉型兩種。在空氣斷路器上裝設(shè)失壓保護(hù)裝置時(shí)，當(dāng)電壓降到額定電壓的50%到60%時(shí)，就需要切斷不重要的用電負(fù)荷，同時(shí)失壓保護(hù)隨即啟動(dòng)，待電壓恢復(fù)正常后吸住銜鐵，避免用電設(shè)備被燒壞。低壓斷路器的一個(gè)關(guān)鍵作用就是保護(hù)線路，按保護(hù)對(duì)象類(lèi)型的不同采取各自最有效地保護(hù)方式，比如變電所中裝上智能型低壓斷路器，一方面可以用低壓斷路器通用保護(hù)裝置實(shí)現(xiàn)線路的正常投切，另一方面還可以利用智能斷路器上的輔助控制功能實(shí)現(xiàn)對(duì)配電線路的遠(yuǎn)程控制。

2.4 變壓器的設(shè)計(jì)

為了滿(mǎn)足高層建筑整體供配電系統(tǒng)的用電需求，需要盡可能的提升變壓器的可靠性以及安全性，因此需要全面地了解變壓器運(yùn)行的所需條件，把系統(tǒng)使用過(guò)程中的電能損耗以及用電成本盡可能地降到最低水平。現(xiàn)如今在選擇變壓器時(shí)，要盡可能的選取低損耗材質(zhì)組成的配電變壓器，讓其負(fù)荷率保持在百分之六十到七十左右。一旦變壓器的負(fù)荷率和容量穩(wěn)定之后，減少若干變壓器的投入運(yùn)行，并提升使用中的變壓器用電負(fù)荷率，如此便可以達(dá)到節(jié)能環(huán)保的目的，增大能源的使用效率。由于變壓器存在季節(jié)性負(fù)荷的情況，使其電能的質(zhì)量受到一定程度的不良影響，因此可以用專(zhuān)用變壓器來(lái)解決季節(jié)性變化引起的麻煩，保證其靈活性、穩(wěn)定性以及經(jīng)濟(jì)性。同時(shí)為了防止變壓器運(yùn)行過(guò)程中輕載而形成不必要的能源損耗(比如夏天的空調(diào))，可以設(shè)置專(zhuān)門(mén)的變壓器為其供電，降低能源損耗量，將經(jīng)濟(jì)效益最大化。

結(jié)束語(yǔ)

本篇文章主要是對(duì)高層建筑電氣工程供配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)的原則以及一些具體設(shè)計(jì)事項(xiàng)展開(kāi)淺入分析。一般高層建筑所包含的電氣設(shè)備都是系統(tǒng)且綜合的，且施工的過(guò)程也是極為繁雜，要是沒(méi)有較為科學(xué)的供配電系統(tǒng)，一方面會(huì)使得用電負(fù)荷增大，另一方面一旦供配電系統(tǒng)不能穩(wěn)定正常地運(yùn)作，如此將會(huì)給人們的經(jīng)濟(jì)利益造成損失，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)引起安全問(wèn)題，進(jìn)而影響人們正常的生活甚至生命。安全性和可靠性是高層建筑電氣工程供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)的重要原則，故分析研究高層建筑中供配電系統(tǒng)的用電可靠性，針對(duì)可能出現(xiàn)的問(wèn)題提出一些有效的解決方案來(lái)保證電氣設(shè)備安全高效地運(yùn)行是十分必要的。