供配电设计在现代高层建筑中的应用分析

文/刘晏，天津津电供电设计所有限公司

1 前言

在高层建筑供配电设计过程中，对于电路设计隋况的考量至关重要，若对输送电线路的选择和应用进行细致而准确的判断和计算，那么很容易因某个环节的纰漏影响整个供配电系统的使用，从而威胁到高层建筑中电气的使用安全性。因此对于高层建筑供配电设计应用进行探讨和专研，并从中寻得科学、合理的设计方案，对于高层建筑的发展而言，具有积极的现实意义。

2 高层建筑中供配电系统特点

2.1 高层建筑相比于其他建筑形式所具备的纵向空间更多，其相应的设备设计安装也较为复杂、繁琐。导致供配电系统设计因空间跨度的增大，用电的安全性会降低，随之而来的安全隐患就越多。所以对供配电线路设计是一个巨大的挑战。

2.2 高层建筑供配电系统中，最常见的问题就是线路错综复杂、绝缘老化等，这种情况不仅消耗了大量电能，还制约了电力输送的效率。加之高层用户的逐渐上升，使得供配电线路的供电效率不断下降，而线路损耗不断地增加。

2.3 高层建筑功能全面、繁杂，通常都会有商业裙房、高档酒店、娱乐场所等，其地下通畅建设有停车场、电气机房及相关配套设施，如此一来就需要更多的电能提供动力支持，这些功能单元需要消耗更多的电量，也是安全隐患最多的地方。

2.4 高层建筑相比于其他建筑所需的电气设备偏多，经过长期的使用易出现故障问题，且故障隐患很难检测，一旦出现问题修复起来就更加的困难。

3 现代高层建筑对供配电设计的要求

3.1 设计的可靠性

高层建筑内供电系统能源可保障建筑内所有单元所需要的用电负荷量，在满足一、二类负荷稳定供电的基础上，还要让用电负荷的电能质量符合国家规定的标准这是高层建筑对涉及的可靠性要求。

3.2 设计的节能性

高层建筑由于面积大、结构多，所需要的供配电线路就越长，如此一来电路越长所造成的线路耗损和电压消耗就越大，大大降低了电能的使用效率，为了保证供配电设计的节能性，就必须要对电能资源进行优化设置，从而降低电能损耗。

3.3 设计的安全性

供配电设计的安全J陛是整个电力系统设计的核心问题，需要对供配电系统进行合理、有效的设计力，并确保用电过程中不会引发安全事故，且设计还应便于维修和保护。

4 供配电系统的具体设计应用

4.1 消防设备供配电设计应用

消防设备主要有消防控制室、防火门、应急照明、消防水泵、消防电梯、消防风机，消防电气必须使用指定的回路进行供电，自动切换装置应在末级配电箱进行安装，并依照国家规定来布设消防配电线路。在实际的消防电气供配电设计中，最好将应急照明配电运用明装方式在门顶上方进行安装，如果配电箱没有安装防水设施，一旦发生安全故障就会被损坏，所以安装配电箱还要配备专业的配电间，防止故障造成应急照明供电隐藏风险。

4.2 干线首端保护器分支线的设计应用

在城市了大部分建筑物的低压供配电设计中，都应用分区树干式配电方式，不管是高层建筑还是其他形式的建筑，只要确保供配电安全J陛、节约性都可运用此种低压配电方式。而且在高层建筑前面设置的灯柱的供配电设计中，所有灯柱从灯头到灯尾的电路连接方式也是采用的树干式配电接线法，由干线开始部位安装的短路保护电器对分支线实施防护，并以此来确定电路的安全长度，但在实际的设计应用中，还需要相关设计师进行准确的设定。

4.3 低压长电缆的保护设计

在进行电气设备的供配电设计时，常常会涉及到低压长电缆的应用，在使用过程中不仅要先校正末端设备的开关，还要保证电压的电位差符合既定的要求，确保长电缆的馈电开关中瞬时短路、短路短延时和过载长延时进行合理的保护。由于短路瞬时保护只能对长电缆前端、中端部位进行良好保护，但对电缆末端就很难进行有效的保护，所以就要通过短路短延时对其进行进一步防护。如此方式既可以对长电缆进行整体保护，还能是电缆末端开关与其形成级差，防止出現电路自动切断现象。

4.4 配电箱负荷设计应用

在高层建筑的供配电设计中，当属配电箱负荷设计最为复杂、关键。当单相负荷与三相负荷同时出现在配电箱配出回路中，可将单相负荷与三相负荷换算成等效三相负荷再取两者之和。单相负荷转为三相负荷的计算方法是对各单相负荷进行对应相加，再将最大相负荷提升三倍，这种计算方式只有对单相负荷才是有效的。当单相负荷过大、且配出回路减少时，各单相负荷就会出现失衡现象，如果仅将负荷进行相加，当配电箱进线开关过载长延时就会导致设定值较小，而此种方式比较适用于住宅建筑的配电箱里。

4.5 开关分断能力的选择

在配电箱开关的设计应用中，为了对出线回路进行良好防护，通常会采用低分断能力的微型开关设备，但应用过程中安装处的短路电流时长超过分段能力，按照建筑电气设计的相关规定：保护电器安装处的预期短路电流不可高于短路保护电器的分断能力。所以应用这种微型开关装置是不符合电气设计规范的，所以必须要通过对短路电流的计算，采用分断能力较强的微型开关或塑壳开关，使得用电更加安全可靠。

5 结束语

在高层建筑中对于电量的使用需求量更大，且对于供配电设计的要求就越高。在高层建筑电气设计中，既要保证供配电设备的良好安装，还要根据供配电设计的有关规定对建筑各项电路进行设计，防止用电过程出现故障。而供配电设计的关键就是要合理布置供电线路，加强供电线路的性及电量传输的稳定性，从而保证高层建筑的供配电设计达标。