对高层建筑电气工程供配电系统设计分析

吕映

摘要：在现代高层建筑规模不断扩大的趋势下，人们对于高层建筑供电设计的要求也越来越高。高层建筑的构造比较复杂，特别是大量的电力设施对供配电系统的设计提出了更高的要求。本文主要探讨了高层建筑电气工程供配电系统的设计。

关键词：高层建筑；电气工程；供配电系统；设计

引言 ：随着社会经济的不断发展，各种现代化电器层出不穷，对用电量需求越来越大，对供电系统造成很大的压力。如果配电系统出现安全问题，将会造成难以估计的损失。因此，安全、可靠、合理、节能性是配电系统最重要的因素。其中，高层建筑的供配电系统的设计是一项比较专业和复杂的工程。由于高层建筑电气供配电系统的设计涉及到很多专业的知识，这样就必须运用多种专业知识与电力系统实际情况相结合进行设计，从而达到优化设计的目的。

一、概述

高层建筑电气进行设计，首先需要考虑的就是电力负荷，如果不对其进行科学而又客观的计算和估计，那么其精确程度将严重影响到超高层建筑中设备的使用安全。而在进行电力负荷计算的时候，需要采用负荷密度法或是需要系数法对其进行计算，这样得到的数据更加真实，从而为超高层的电气设计奠定良好的基础。此外，在电气设计时，为了保障建筑供电的可靠性以及安全性，必须提供两个或是两个以上的供电电源，这样才能保证供电的需求。供电电源需要当地的供电部门提供一些必要的支持，这样才能保证供电能力。

二、高层建筑电气工程供配电系统设计遵循的原则

1、供电线路的安全性。根据建筑物的性质、要求、用电设备的分布和环境特征等因素对供电线路进行布线控制。在安全、节约的原则下，城区的高层建筑群或者是郊区楼盘的别墅以及低层建筑群的低压配电方式在建筑电气低压供配电设计中绝大部分都是采用分区树干式配电方式，另外，城市路边的路灯供配电中，每个灯杆内部从灯芯到灯杆脚的连接方式与干线接驳的接线也是树干式配电接线方式。干线首端安装的短路保护电器保护分支线长度多少，即如何确定安全长度为多少，在设计实践中，是设计人员需要探讨研究的问题。

2、建筑供配电系统的可靠性。电气设计最重要的是供配电系统的安全性、可靠性。高层建筑中的消防控制室、消防水泵、消防电梯、火灾自动报警、自动灭火系统、应急照明等消防设备为一级负荷，柴油发电机房送风机，专用变电所所用的送、排风机及消防水泵房、消防电梯所用的污水泵等设备应与消防设备一样为一级负荷。电气负荷中一级负荷最为重要。在对一级负荷的电器设备配备两个电源外，还需安装应急电源。应急电源的作用是保证特殊情况下，对一级负荷电器设备的供电，因此应急电源严禁介入其他电器负荷。柴油发电机组和EPS应急电源是建筑电气设计中最常用的应急电源。

3、供配电系统设计的合理性。电气节能的基础来自于合理的供配电系统，供电方案的合理性取决于企业对用电量的预测。对于企业建筑而言，配电系统的合理性同等重要。企业建筑内配电设计要减少配电级数和设计科学的配电路径。配电级数的数量不但造成上下级配合复杂，还会增加元器件的数量，而增加故障上升率，并且会使配线电缆的放大。线缆的加长以及供电质量的问题都与配电路径是否合理有关。配电路径的不科学主要原因是配电间不合理的位置所致，所以在设计企业内部配电系统时，要及时优化其位置，否则难以发挥节能的效果。

4、电气供配电系统节能性。在实际工作中，为了实现变压器的节能目的，需要对投资与年耗电量等诸多因素进行综合性考虑。通过实践我们知道，经济合理的配电变压器，在选型和设计时要根据配电变压器的投资回收年限来最终确定具体型号。一般采用变压器投资费用价差和年耗电的电费价差来获取。对于配电变压器节能优化选型，需要依据高层建筑所需的实际电负荷要求，通常要稍高于变压器最佳负荷来选择型号。

三、高层建筑高压供配电系统的电气设计策略

1、供电电压设计要点分析。对于高层建筑而言，高压供配电系统的正常运行与供电电压参数的确定之间有着极为密切的关系。同时，相关研究工作证实：对于高层建筑高压供配電系统而言，供电电压的具体取值情况会受到电力负荷大小、供电距离长短、以及供电线路回路数等关键因素的影响。而针对低压配电电压而言，所选取的电压数值应当为380/220V，同时，需要通过增设柴油发电机装置的方式，确保高层建筑供配电系统运行状态下，消防设备用电需求能够得到充分的保障。

2、优化供配电的网络系统。供配电系统可靠性的优化方式，体现在三个方面，第一，优化中压供配电，其以双环网为电网构建方式，达到安全标准，保持各个中压配电系统的独立性，严格禁止两项模块出现相互交叉，还需合理规划中压电网的设备装接，避免容量矛；第二，构建可靠的输电网和变电网，为供配电提供基础支持，明确区分电压等级后，实行供电模式的选择，尽量避免电网系统内出现短路、断路；第三，高压电网属于供配电的核心部分，具备较高的优化要求，保障电网简化，稳定各项电气设备的运行方式。

高层建筑大多采用一级或者二级负荷，变压器通常由两台以上，同时还有一台柴油发电机组。启动柴油发电机组的条件为，当进线回路均停电的情况下，作为经济电源使用的柴油发电机竟会在10s内自行启动，担负起重要负荷的供电。此外，为了不降低消防用电的可靠性，一旦出现火灾，就能够自动切除非消防用电负荷。为了有效的保证供电的稳定性，非消防一级负荷应当由双电源进行供电，假如一个电源出现了故障，也不会产生断电事故。

3、加强技术配置，提倡智能化自控配电系统。智能化自控用电系统主要通过信息管理和计算机监控系统来实现，通过强化配电管理系统的智能化和自动化，能够大幅度提高供电的安全可靠性，并且为电力部门提供了方便，减少了其工作量的同时，也能够带来更多的经济效益。今后，配电系统的智能化和自动化是供电发展的总趋势，“将一个电力系统作为中心的配电系统，具备数据监视和采集、自动绘图与设备管理、网络分析以及负荷管理控制等功能的综合计算机控制体系”对于优化配电网，提高供电安全可靠性大有裨益。

4、提高用户供电信息管理能力，控制好用户密度。对用户供电信息进行管理，要针对用户接入电网设备、运行环境等通过管理程序进行认证，并且在用户设备接入电网后，要对其质量、运行环境进行控制并加强管理。在日常生活中，要对用户进行用电宣传，号召节约用电，并全面整改不符合标准的用户设备，避免设备运行状态不良而引发大规模停电。对用户、相关技术检修人员进行培训，提高用户自修能力和技术人员检修水平，防患于未然。从技术层面控制供电安全可靠性，就要不断完善并更新配网GIS系统、负控系统和可靠性管理系统，尽可能全面掌握区域电网范围内的设备数据和线路信息。

四、结束语

优化高层建筑电气工程供配电系统设计，实现安全、可靠、合理、节能用电已成为时代所趋。在进行高层建筑电气设计时，对设计方案要进行反复的推敲，确保供配电系统经济、稳定、安全运行，这样才能满足社会发展对高层建筑的各项需求。

参考文献

[1]王忠勇.高层建筑供配电系统节能设计分析[J].低压电器，2009（22）.

[2] 邹汉谦.谈供配电系统节电技术措施[J]，深圳土木与建筑；2011（02）

[3]许宁.高层复杂建筑供配电节能设计要点探讨[J].城市建设理论研究，2012（10）.