高层建筑电气设计中低压配电系统安全性探讨

2018-02-17罗亮

建筑与装饰 2018年8期

罗亮

四川国恒建筑设计有限公司重庆分公司重庆 401147

引言

电气设计是高层建筑功能的重要部分，在设计过程中为了提高建筑电气系统运行的实用性和安全性，设计人员应充分重视低压供配电系统的可靠性需求，让电气系统更加贴合高层建筑的使用标准。在城市建筑住房需求日渐增高的背景下，高层建筑对低压供配电系统提出了更为严格的要求，这也为电气设计人员带来了一定的压力，以下将从低压供配电系统的设计原则出发，逐步提出增强系统可靠性的措施。

1 浅析低压配电系统

1.1 放射式

放射式的供电方式主要是利用总配电箱将电直接供应给分配电箱的方式。此种配电方式因为每个负荷是单独受电的，若是出现短路故障，是不会影响其他配电箱中的运行设备的，因此此种供电方式的可靠性是极高的，同时在实际运行时比较容易控制，它有待改善的方面是系统性能不够灵活以及供电时所需的线路较多。放射式的分配方式通常是应用在容电量较大的设备上，或是集中控制电源的场合中。

1.2 链式

链式供电方式与树干式的供电方式有些相似，都是利用一条主线电路，再连接一些分配电箱或是用电设备来完成供电，此种供电方式由于供电线路上缺少分支点，所要投资的费用不会很大，对于广泛铺设是比较适合的。但其在进行供电时出现问题，在对其进行检查过程中需要停掉所有用电设备，因此此种供电方式的可靠性并不高，通常应用在可靠性要求不大的小容量设备上。

1.3 树干式

树干式供电方式主要是通过运用一条主线连接各个分配电箱以及总电线，使其连接完全来保障供电工作顺利开展。此种配电方式的优点就是投入的资金费用比较少，并且施工建设比较简单。它同样存在一些缺点，例如配电主线出现问题，会影响大范围电路受到影响。因此树干式的配电方式通常是应用在供电可靠性不高的区域应用，因其用电负荷分配十分均匀，它的电源设备的容量不会很高[1]。

2 供配电系统运行安全性分析

2.1 供配电系统主接线的安全性

低压供配电系统中，由于安装有很多的系统主线设备，主线所发挥的作用至关重要。供配电系统本身就设计复杂、操作烦琐，如果这些设备在运行中产生故障，就会对整个的低压供配电系统的运行效果产生负面影响。所以，低压供配电系统多为集成设计，以对系统主线设备优化配置。为了确保所有的主线设备处于安全稳定的运行状态，就要在设计低压供配电系统主接线的时候，采用380伏电压电源或者380伏电压电源的交流放射供配电形式以及树干式供配电形式进行设计，且要高度重视细部的主线路设计。对于高层建筑的普通照明，在供配电线路的设计上，采用流放射供配电形式与树干式供配电形式相结合的主接线方式为宜。如果高层建筑的电气设备采用集中性的负荷，在供配电的主接线方式上，可以选择流放射供配电形式即可[2]。

2.2 备用电源安全性

高层建筑中的备用电源大部分为柴油发电机组，为了提高供配电系统的安全性，备用电源通常需满足以下要求：①电源为单台机组时，额定容量需控制在1500kVA以内；②若发电机组在大型商业高层建筑中作为应急电源时，若供电系统终端，应在10s内正常运作并投入使用，从而减少经济损失；③发电机组达到额定转速后应分批投入负荷，根据由大到小的顺序错开容量的投入时间，尽量减小低压母线的起动压降；④若电网恢复供电，则应将备用电源延迟30～60s，让市电自动恢复，然后延迟3min让发电机组停止工作[3]。

2.3 保障供电的持续性以及电源时间性

通常状况下，针对可以通过电网便可以供应独立电源的建筑来讲，它基本是可以实现一到二级的需求。但是因为当前建筑的内部负荷极为重要，因此，需要针对下述几点内容进行重点分析:当对建筑中的电源系统进行维护检修过程中需要建立一个独立的电源来保障建筑供电正常，因此需要配备应急电源或是柴油发电机以备不时之需。而对于只有一个独立电源的建筑来讲，务必要将柴油发电机组作备用电源。需要重点注意的是柴油发电机组的存在意义是备用，而并非是应急。所以，在对建筑进行配点系统规划时，务必要保证有两个或是两个以上电源，可以保障电源随时切换，在电源切换过程中对于时间的要求是较大的，其务必要满足电气设备运行的需要[4]。

2.4 IT型低压配电系统保护接地体系

保护接地是提高低压配电系统安全性主要手段，通过接地体将电气设备外壳与大地有效的连接在一起，一旦电气设备出现漏电现象，可以将漏电流及时传输到地下，使得电气设备外壳对地电位迅速下降，进而有效保证低压配电系统的综合安全水平。在实际应用中，IT型低压配电系统保护体系属于三线三相制配电系统，借助保护接地系统，将三相变压器进行绕组变为Y型结构，以N点为中心点，以L1、L2、L3为输出相线，使得三线三相相互促进而不接地。在进行实际保护中，相关工作人员要设置相应的保护接地设置，通过RE接地极将电气设备与大地连接，在发生漏电事故时，由于大量漏电流的输出，人即使碰到电气设备外壳也不会发生和相线构成回路，进而防止触电事故的发生。值得注意的是，大地要和各个相线阻抗进行连接，并与绝缘电阻并联在分布电容中，可以有效地将人体触及电气设备外壳电压控制在安全范围内，发挥保护人体的作用[5]。