高层公共建筑供配电设计研究

2020-11-25郑勇

建材发展导向 2020年19期

郑勇

（太原市建筑设计研究院，山西太原 030002）

供配电系统设计工作是高层建筑电气设计工作中的重要组成部分，其直接关系到高层建筑内的电力供应和电力分配，并且良好的供电质量是维持电力设备稳定运行的根本保障，保证建筑内部电力系统的安全且高效的供电运行。由此可见，良好的高层建筑电气设计方案，不仅能够保证用电设备的安全可靠运行，还能够实现能源的节约利用，提高整体的供配电效率。

1 高层公共建筑供配电设计的基本特点

相较于普通建筑物而言，高层公共建筑对内部设计提出了更高的标准要求。由于高层公共建筑内的用户数量不断增加，为了满足各个区域和人员的实际用电需求，建筑内需要结合实际情况，设置多个供电回路，再加上供电设备具有明显的复杂性特点，如何对供电系统进行配置和设计是高层公共建筑建设的重要内容。

由于不同的楼层其房屋的建筑面积不同，且户型结构和户型数量都不尽相同。因此，针对高层公共建筑进行供配电设计时，也体现出较为明显的差异性。例如，针对复式楼的供配电设计工作而言，由于实际的用电量较大，多是选用三相的380伏和220伏的电源电压进入。同时，由于建筑面积较大，实际户数较多，且负荷点较为分散。这就使得其供配电设计要采用现场形式的两级变压电源，第一级主要是35kV变为10kV（站变），第二级则是10kV变为0.4kV（户外箱式变压器或者干式变压器）。而箱变主要是分部在负荷中心区域，不仅能够减少实际的运行成本投入，还能够提高用户的实际用电质量。从站变到箱变之间的实际连接主要是利用10kV电缆进行连接，并且各个箱变的容量，都是由各个进户单栋楼房的组团计算总负荷来确定。

2 高层公共建筑供配电设计的根本原则

2.1 保证供电的可靠性原则

针对供配电系统而言，最为重要的设计原则是其供电的可靠性。如果供配电系统在实际的运行中经常会出现停电现象，不仅会给人们的生活带来不便，还会危及到人们的人身安全，为社会带来严重的经济损失。因此，在供配电系统的设计过程中，设计人员要注重供配电的可靠性。由于高层公共建筑的实际用户较多，供电负荷量较大，面对多样化的电气设备时，需要对其用电负荷进行详细分析，选择合适的供电电压等级，并且为了提高系统的可靠性，在设计过程中需要选择双电源进行供电使用，这也使得不同电源的线路不同。而且，要根据工程中存在一级负荷中特别重要负荷，在满足两路双重10kV电源进线的基本前提下，将柴油发电机组作为应急的电源组，这样可以使得电源电压的可选择范围变为10KV、20KV、35KV、110KV。

2.2 减少电能的实际性损耗

高层建筑的配电电压与电网电压之间是相同的。针对目前情况来看，我国大中型城市的中压配电的标准电压是10kV，而3kV的高压标准电压是不属于任何配电电压的范围内。目前，我国大部分的城市已经开始安装新标准中的要求，建设起20kv的配电网。由于其采用的电气产品是具有无油化、不燃化、环保性等优势特点，不仅能够减少配压电线路的实际电能损耗，还积极的对国家提出的节能减排要求做出了响应。

2.3 主接线要做到灵活可靠

中压配电系统的接线方式主要是能够适应实际负荷的变化。所以，在高层公共建筑物内部设备电气主接线的设计工作中，不仅要注重经济性原则，还要注重主接线的灵活性和可靠性，保证供配电系统的稳定运行。而且，在实际的使用过程中，可以利用不同的变压器设备进行动力供电和照明供电。如果其中某个出现问题，则另外的仍旧运行。

3 高层公共建筑供配电系统的设计研究

3.1 公共照明的配电

照明是人们工作生活中必不可少的组成。而针对高层公共建筑物进行照明设计，其基本要求是适用性、经济性、美观性，并且在实际的设计工作中，要充分的考虑到节能效果和装饰效果等，要求照明设计与区域环境之间的协调。同时，随着资源能源的紧张，节能要求成为行业发展的关键因素，如楼梯间和公共走廊多是采用声光延时控制方式来设置照明节能灯。如果电力负荷和照明负荷的实际功率较大，则需要两台变压器分别进行供电。如果公共照明负荷和室内电力负荷都与同个变压器进行连接，公共照明需要选择专用的馈线电路作为供电电路。

而高层公共建筑中相关公共区域的照明主要划分为两类：一类高层公共建筑公共区域的走道照明属于一级负荷，二类高层公共建筑公共区域走道照明属于二级负荷，如果发生火灾事故或者断电情况，对人群进行疏散也较为方便，只是这种情况会经常出现停电现象，干扰到配电线路的正常供电。因此，针对高层公共建筑进行公共区域的消防应急照明和疏散指示系统设计，需要选择消防专用电源供电且采用集中控制型系统。在正常供电的电源全部被中断之后，需要自动的切换到蓄电池进行供电，并结合工程实际情况，对应急照明的实践进行合理化控制。

3.2 电梯的配电设计

电梯设计工作需要满足相应的设计标准要求。随着科学技术的创新发展，电梯设备的相应研发技术也得以创新完善，高速电梯设备中已经基本配置了电梯能源反馈系统，充分利用了电梯设备的不同运行方式中发电状态和用电状态之间的转换，来实现电能节约的根本目的。电梯设备作为大楼中的重要出行设备，对供电的可靠性、供电线路的安全性等都提出了较高的要求。

3.3 电压的选择设计

在高层公共建筑的供配电设计工作中，需要严格按照相关设计规范要求进行。如果供电的电压≥35kV，用户的一级配电电压可以采用10kV。控制各类非线性用电设备中产生的谐波所引起的电网电压正弦波形畸变率时，需要针对具有较大功率的静止整流器，采用增加整流变压器的二次侧相数和整流器的整流脉冲数的方式，促使整流变压器的二次侧存在适当的相角差。

3.4 电路的敷设形式

针对高层公共建筑中公共区域配电线路的敷设工作而言，其常用的敷设方式分为电缆井内敷设方式、在穿管暗敷设等。但是，无论选择哪种敷设方式，在实际操作中都要注意敷设线路的最短，避免其穿越管道。

3.5 电表箱装设部位

高层公共建筑中电表箱主要是集中装设在楼层电气管井内，再由各户的电表直接分散到每户的配电箱中。这种安装方式便于抄表人员进行工作，有效的防止不良用户盗窃国家能源。但同时，这种方式会导致敷设线路过长，不便于进行维修。因此，在实际的设计工作中，可以采用分楼层装设的方式，主要是将电表箱安装在某一层电气管井内，再利用较短的进户线将用户电能表连接安装在电表箱中。