谈高层建筑电气中供配电设计

薛飞

摘 要：建筑供配电系统的可靠，直接关系到人身安全、任何事故都将造成难以估计的经济损失，因此，供配电系统的安全性在电气设计时是成为重要的一环。电力负荷根据对供电可靠性的要求及中断供电的损失和影响程度分为一级负荷、二级负荷、三级负荷。仪器也在不断进步，其中高、精、尖仪器比例不断增加，这类仪器对电能质量要求较高，如何才能满足不同电器的用电要求呢，供配电线路的设计相当重要。

关键词：建筑电气；配电系统；设计；应用

1 前言

在高层建筑电气设计中，需要根据建筑物的特征，确定负荷等级，选择供配电方式和配电系统，以保证用户的用电可靠性及初建投资的合理性。并使变配电设备深入负荷中心，以满足多功能要求；节省建筑使用面积，减少供配电设备的种类，便于施工、维修。这些都是高层建筑电气设计中首先考虑的间题。对供电的可靠性，安全性及电能的质量有较高的要求。

2 高层建筑对供配电系统设计的要求

高层建筑供配电系统的设计，是高层建筑电气设计的重要组成部分，合理与否会影响整个建筑使用功能及安全。由于现代高层建筑通常是集办公、娱乐、商业等功能于一身，具有多元化功能，同时与消防、空调、给排水等专业以及与现代化管理手段相配套的设备也相当多，因此在对高层建筑进行供配电系统设计师应根据其本身I生质、规模，明确建筑相关电力负荷等级，并结合当地的供电网的实际隋况，才能确定高层建筑供电电源的电压等级、电源回路数、专线电源还是公用电源以及是否设置自备电源等。对一个高层建筑的供配电系统的设计，除了考虑技术方面（主要为规范要求）的因素外，还必须考虑工程投资，运行管理诸方面的因素。

3 建筑电气工程设计节能应遵循的原则

3.1 优化供电设计，促进电能合理利用

在进行民用建筑工程电气设计时，既不能以牺牲建筑功能，损害使用需求为代价，也不能盲目增加投资，为节能而节能，首先考虑的是适用性，也就是能够为建筑电气设备的运行提供必需的动力，建筑物内创造良好的人工环境提供必要的能源；能够满足用电设备对于负荷容量、电能质量与供电可靠性的要求能够保证建筑电气设备对于控制方式的要求，从而使电气设备的使用功能得到充分的发挥。其次考虑的是安全性，电气线路应有足够的绝缘距离、绝缘强度、负荷能力、热稳定与动稳定裕度，确保供电、配电与用电设备的安全运行；有可靠的防雷装置，防雷击技术措施；特殊功能要求的场合下还应有防静电、防浪涌的技术措施，按建筑物的重要性与火灾潜在的危险程度设置相应必要的技术措施。在满足民用建筑电气工程的适用性和安全性的基础上，采用先进的节能技术，优化供配电设计，促进电能合理利用。

3.2 提高设备运行效率

减少电能的直接或间接损耗，在满足建筑物对使用功能的要求和确保安全的前提下，尽可能减少建设投资，最大限度的减少电能与各种能源的消耗。做到选用节能设备、均衡负荷、补偿无功、减少线路损耗、降低运行与维护费用，提高能源的综合利用率。

3.3 合理调整负荷

选取合理的设计系数，提高负荷率和设备利用率设计时尽可能合理调整负荷，选取合理的设计系数，在特殊用电的情况下选择合理的节能措施，提高负荷率和设备利用率，达到节约电能的目的。

4 高层建筑供电系统设计

4.1 负荷等级的确定和各级负荷容量的计算

负荷等级的确定应按有关规范进行，一般隋况下，高层建筑负荷等级也可按以下确定：一级负荷包括疏散楼梯、消防电梯前室及地下室的应急照明、消防水泵、排烟风机、消防电梯等；二级负荷包括部分客梯电力、生活泵电力；三级负荷包括一、二级负荷以外的其他用电负荷。根据负荷用途的不同，将用电负荷划分为商业用电和住宅用电，由于商业用电与住宅用电的计费标准不同，一般分别设置商业变配电房与住宅变配电房，商业用电包括商铺用电、售楼部和会所用电、地下室照明、动力用电及其他商业用途的负荷，其供电由商业变配电房提供；住宅用电包括住宅相关的照明、动力等的用电，其供电由住宅变配电房提供。确定建筑总用电计算负荷的方法主要有负荷密度法、单位容量法和需用系数法，通常习惯使用负荷密度法和单位容量法对高层建筑用电负荷进行计算。

对于普通商铺的负荷计算，经常使用负荷密度法，即采用单位面积的用电负荷容量取整作为单间商铺的预留负荷，并由此与其他商业负荷通过计算，得到总的商业用电负荷。商铺负荷密度的取值会因为商铺的经营特及所处的地区而有所不同，江苏地区普通商铺一般按100W/m～150W/m计算，如商铺的负荷可以确定，则应按实际负荷计算，各类设备负荷的需要系数及功率因数见技术手册的相关章节对于住宅的负荷计算，一般使用单位容量法也称单位指标法，即根据商住楼的住户数来确定容量的计算方法。

住宅用电负荷需要系数与配电时所连接的基本户数有关，住宅户数越大，需要系数越小在高层建筑电气设汁中，住宅用电负荷在总用电负荷中所占的比例一般较大，住宅计算负荷的大小直接关系到项目用电规划及变压器等设备的选型，因而需要系数的选取就显得尤为重要。若进行负荷汁算时，没有充分考虑用电负荷的特点，需要系数选取过大，造成变压器容量选型过大，投资增加，资源浪费，经济性差；需要系数选取过小，又造成变压器容量选型过小，用电高峰时，变压器负载率过高，既降低了配电系统的安全性，又缩短了设备的使用寿命。

4.2 供电电源及电压

供配電系统设计中，为保证供电系统的合理性，要求根据负荷等级采取相应的供电措施各级负荷的供电电源应满足设计规范的相关规定。对高层建筑来说，一般没有特别重要负荷，且一级负荷容量较小，因此采用两路市政电源供电或一路市政电源加应急发电机组供电均可满足要求，后者在工程应用巾较为常见。供电电源采用一路独立的IOkV高压电源，由市政区域变配电站引入至小区首层开关房.低压配电电压采用380 /220V。设置柴油发电机，以确保消防设备用电。当投资方对某些用电负荷有特殊的供电要求时，也可由柴油发电机组提供保障。

4.3 变配电所的布置

一般应根据负荷容量、负荷分布以及建筑物功能分区的实际晴况，与相关专业协调确定变配电所的位置以及数量。变压器容量应根据计算容量选择，变压器的负荷率一般取70%一85%。低压线路的供电半径一般不宜超过200m，当供电容量超过500kW，供电距离超过200m时，宜考虑增设变配电所。由于首层空间的商业价值比较高，一般高层建筑的变配电所设于负一层，便于通过地下停车库的车道运输变配电设备。

5 结语

总之，在对高层建筑供配电系统进行设计时，其负荷容量计算是否准确，供电电源选择及变配电所布置是否合理，供配电系统是否经济，运行是否能保持稳定、安全等方面，将决定其最终成果的优劣。

参考文献：

[1] 陈秋瑜.多高层住宅建筑电气接地设计的分析[J].黑龙江科技信息，2009（3）.