高层建筑电气工程供配电系统设计的分析

摘要：随着人们对建筑业使用要求的不断提高，高层建筑的兴起也对建筑电气设备提出了更高的要求。为了满足用户的需求，电气工程设计人员应首先从基础出发，优化供配电系统，适应越来越复杂的电气工程，提高用户对建筑使用的满意度。

关键词：高层建筑;电气工程;供配电系统设计;分析

一、概述高层建筑供配电系统的相关设计内容

供配电系统是当前高层建筑电气工程中最基本的组成部分。如果分类标准是以使用效果为依据的，则可分为区域变电所和用户变电所两部分。主要是控制建筑物内的配电和用电。供配电系统的使用和设计应满足其使用对象和供配电系统的使用要求，其主要对象是用户和以用户为基础的电气工程，因此供配电系统的总体设计应满足用户和电气的要求工程。这样可以提高用户的满意度，在很大程度上保证电气工程的安全。高层建筑配电系统的主要应用方式是电流从供电端逐步流向用户端，成为单向的潮流。采用这种方式的主要目的是对电能进行降压处理和分配。10/0.4kV为高层建筑供配电总设计电压等级。设计人员不能仅仅依靠理论来设计供配电系统。应根据建筑物的具体用途和特殊需要，科学确定相关参数的取值范围，综合考虑设计方案，最大限度地优化设计方案。

二、高层建筑的供配电系统设计原则

在高层建筑中，电能的有效供给和分配依赖于科学的供配电系统，因此在电气工程运行中，必须实现系统的合理设计。根据高层电气工程供配电系统的实际运行需要和用户的实际需要，系统设计应遵循以下原则：

（一）安全性原则。对于各种工程来说，安全原则是必不可少的，特别是在电气工程中，故障风险很大。在运行过程中，设计者需要从根本上保证供配电系统的运行安全稳定，为提高高层建筑的供电效果和安全性打下良好的基础。此时，供配电系统应设置在高层建筑中间，以实现对电压、电流的有效控制，为完善系统的总体规划提供帮助。

（二）节能性原则。节能环保是建筑业永恒的主题。在高层建筑供配电系统设计中，还必须加强节能要求的实践。目前，设计人员主要依靠降低电压来实现节能，但在这一环节，也要实现设备应用的优化，从而达到减少电力浪费的目的。例如，在空调风机或水泵电机的设计中，集成了变频控制设计，为节能降耗提供技术支持。

（三）经济性原则。在供配电系统的设计中，贯彻节能的原则，能够有效地提高系统的运行效率，降低能耗，在一定程度上达到提高经济性的目的。然而，在实践中，这远远不够。只有开发商和施工单位充分重视系统设计的经济性要求，才能最大限度地节约成本，增加收益。在这一环节中，要求设计人员具备专业素质和丰富经验，能够根据高层建筑的实际供配电需求，设计出完全合适的应用方案，完成对设备、材料、人员、技术和工期的有效筛选和控制，从而使方案的经济性最大化。

三、供配电系统的具体设置

（一）变压器的设计

为了使供配电系统更加安全可靠，需要考虑变压器的运行情况，并注意变压器的材质类型。低能耗变压器可以节约经济成本，降低电能消耗。70%～85%的负荷率是变压器运行的最佳状态。如果变压器长时间在这个值工作，可以有效地缓解变压器的工作压力，提高变压器的承载能力。它不仅可以稳定供配电系统，而且可以实现电力资源的重复利用，提高能源利用价值。由于高层建筑的运行和使用是周期性的，而且用电量往往是可变的，因此变压器应根据不同的周期和周期进行定期调整。例如，白天工作时间的用电量必须大于晚上，夏季和冬季空调的高利用率一般大于春秋两季。这种时差要求对变压器进行调整，以更有效地节约高层建筑的电力资源和运行成本。如针对变压器白天工作负荷大的特点，可采用独立变压器作为日间变压器，以满足供配电昼夜间隔大的特点，减少电能损耗，减轻变压器的运行压力和过载。

（二）高压配电系统设置

高压配电系统是供配电系统的核心，它可以稳定整个高层建筑的电压。高压配电系统一般设计为单母线分段式，这种形式既能保证电路的稳定性，又能自动切换，互为备用。

（三）供配电系统配电箱的设置

供配电系统的配电箱必须将电气测量设备和其他辅助设备一起安装在封闭或半封闭的金属柜内，并用自动或手动开关控制回路的通断，形成完整的低压配电系统。高层建筑内的照明配电箱回路能满足照明設备的使用，所有插座应具有独立回路供电的功能。

（四）电气设备低压断路器的选择

电气设备低压断路器的主要功能是作为照明和供电系统对电气设备的控制和保护的载体装置，说明低压断路器是整个供配电系统稳定运行的关键。低压断路器的安全保护性能优于旧断路器和熔断器。低压断路器有直流和变换电路。根据结构的不同，低压电路有两种：闭合电路和框架电路。在高层建筑中，由于各高层建筑用电的不同，在没有使用功能的情况下，应采用不同的低压断路器。为电气设备选择合适的低压断路器，可以使高层建筑供配电系统的运行更加稳定，对电气工程的总体设计起到结构优化的作用。

四、结束语

传统的高层建筑设计是一项艰苦的工作。在设计过程中，设计者必须正确地分析和评价项目计划。为了保证最终设计的合理性，实现电能分配的良好发展，必须正确计算用电负荷和用电选择的合理性。

参考文献：

[1]刘大用.高层建筑电气工程供配电系统设计研究[J].智能城市，2018，4（16）：154-155.

[2]孙鸿鑫.高层建筑电气工程供配电系统设计分析[J].山东工业技术，2016（08）：119-120.

作者简介：张馨元，华夏外包服务（辽宁）有限公司。