高层建筑供配电系统设计的分析

丁鹤

(铜陵有色设计研究院有限责任公司 机电加工工程室，安徽 铜陵244000)

高层建筑的电气工程供配电系统中包括有消防、电梯、暖通空调以及智能泊车系统等。这些设施在一方面可以让极具现代化的高层建筑体现出整体化的功能，另一方面也保证了建筑的安全性，其中供配电系统是一个电气工程中最关键且基础的设备能源，它是否安全可靠直接影响着建筑的使用性能和安全。同时由于高层建筑复杂的构造，由此对于电气工程供配电系统的设计要求变得更高。

1 高层建筑电气工程供配电系统设计的主要原则

在一个高层建筑的机电工程中供配电系统显得非常的关键，它由区域、用户两大变电站组成，整个建筑的电力系统电能的相关配用工作都由它来负责。位于高层建筑中的供配电系统主要为建筑中的人员或是内部电气设备提供服务。因此供配电系统的是否稳定运作直接关乎到建筑的整个电力系统的安全性能。通常而言，当下高层建筑的供电系统多是采取单向电流流动的方式，即从电源端流动至用户端，如此做法可以在第一时间处理电源的降压和分配工作，使得电能可以让用户端直接用。在满足国家规范的基础上，运用科学的判断方法计算出整个系统用电负荷和系统所能承载的用电负荷等参数，并且全面考虑有可能会出现的一系列问题，以此来满足整个建筑的基本使用功能以及将来系统的改扩建等因素。设计师在设计高层建筑电气工程的供配电系统时，应具有安全、节能环保的理念。具体而言，即结合设计原始依据，通过科学计算的方法来选择所有电气设备的型号，尽可能地降低在系统运行过程中的资源浪费，把控好成本。另外还要选取环保节能的材料用于设计建造，尽可能避免高层建筑供配电施工以及环境污染等。

2 高层建筑供配电系统的设计

2.1 高压配电系统设计

一个高层建筑对于电力资源是高层建筑的必不可少的，需要用到电力的设备很多，同时介于高层建筑兼有一级、二级、三级用电负荷，当下的高层建筑绝大部分是使用两路独立的电源供电且每一电源能承受该高层建筑全部负荷用电需要，采用分段单母线方式接线，正常情况下两路电源分列运行供电，当一电源发生故障时另一电源不应同时受到损坏。如此一来可以大幅提升高层建筑的用电水平。高压配电系统在高层建筑中占据着极为重要的地位，其高压配电系统使用的分段单母线接线方案，可以让线路在使用的过程中灵活操作，而且能够自动切换，运行过程中可以互相作为对方的备用设备，保证电力的运行过程安全顺畅。

图1 高层建筑电气设计中的消防设计图

2.2 低压终端配电箱的设计

低压终端配电箱的设计需要把开关设备电气测量仪表和相应的辅助控制设备一同都组装到半封闭或封闭的金属柜中，以此来达到电气接线的多方面要求，形成低压配电系统装置，并且运用自动或手动的开关方法来通断电路。在变电所中，采用仪表测量的方法可以保证每类运行参数得到显现，还可以对一些电气参数做有效调节工作，让它们可以发挥出警告提醒的作用。除此之外，高层住宅建筑照明配电箱的回路设计要满足照明系统的基本要求，且在室内每个房间中插座回路需为独立式的插座回路，对于空调回路要采用独立式的空调回路方式。除掉壁挂式空调插座外，其余所有的插座要装上漏电保护的装置。

2.3 电气设备低压断路器的选择

高层建筑的供电以及照明系统需要通过使用低压断路器来对电气设备做保护控制工作，因此低压断路器是否可靠安全就变的尤为重要。相对于曾经被广泛使用的闸刀和保险丝等保险设备，低压断路器的保护能力更加安全和全面，可以为如今变电所和动力照明系统以更全面化的保护。具体来说，按电源性质区分，低压断路器主要有交流断路器和直流断路器两类，按结构类型区分则有框架以及封闭型两种。在空气断路器上装设失压保护装置时，当电压降到额定电压的50%到60%时，就需要切断不重要的用电负荷，同时失压保护随即启动，待电压恢复正常后吸住衔铁，避免用电设备被烧坏。低压断路器的一个关键作用就是保护线路，按保护对象类型的不同采取各自最有效地保护方式，比如变电所中装上智能型低压断路器，一方面可以用低压断路器通用保护装置实现线路的正常投切，另一方面还可以利用智能断路器上的辅助控制功能实现对配电线路的远程控制。

2.4 变压器的设计

为了满足高层建筑整体供配电系统的用电需求，需要尽可能的提升变压器的可靠性以及安全性，因此需要全面地了解变压器运行的所需条件，把系统使用过程中的电能损耗以及用电成本尽可能地降到最低水平。现如今在选择变压器时，要尽可能的选取低损耗材质组成的配电变压器，让其负荷率保持在百分之六十到七十左右。一旦变压器的负荷率和容量稳定之后，减少若干变压器的投入运行，并提升使用中的变压器用电负荷率，如此便可以达到节能环保的目的，增大能源的使用效率。由于变压器存在季节性负荷的情况，使其电能的质量受到一定程度的不良影响，因此可以用专用变压器来解决季节性变化引起的麻烦，保证其灵活性、稳定性以及经济性。同时为了防止变压器运行过程中轻载而形成不必要的能源损耗(比如夏天的空调)，可以设置专门的变压器为其供电，降低能源损耗量，将经济效益最大化。

结束语

本篇文章主要是对高层建筑电气工程供配电系统的设计的原则以及一些具体设计事项展开浅入分析。一般高层建筑所包含的电气设备都是系统且综合的，且施工的过程也是极为繁杂，要是没有较为科学的供配电系统，一方面会使得用电负荷增大，另一方面一旦供配电系统不能稳定正常地运作，如此将会给人们的经济利益造成损失，严重时还会引起安全问题，进而影响人们正常的生活甚至生命。安全性和可靠性是高层建筑电气工程供配电系统设计的重要原则，故分析研究高层建筑中供配电系统的用电可靠性，针对可能出现的问题提出一些有效的解决方案来保证电气设备安全高效地运行是十分必要的。