高层建筑电气工程供配电系统设计研究与分析

张顺林

摘要：随着我国社会经济和城市化的发展，为了满足城市居民的需求，出现了大量的高层和超高层建筑。同时，随着科技社会的发展，人们对超高层建筑有了新的需求。除了良好的建筑质量，它还需要高舒适性和良好的智能。因此，要求我们在高层建筑电气工程建设中把握消费者的使用需求，在满足人们舒适智能 居住需求的基础上，充分发挥电气工程功能优势。

关键词：高层建筑;电气工程;供配电系统;设计

引言

随着我国经济的快速发展，超高层标志性建筑不断涌现，并逐渐演变为衡量城市现代化和经济发展水平的重要标志。超高层建筑与一般高层公共建筑相比，功能多、总用电负荷大、供电距离长。超高层建筑供配电系统方案的确定是一个综合的设计过程，其中如何确定高压系统结构、设置配电所、选择应急电源电压等级尤为重要。

1高层建筑电气工程供配电系统设计的主要工作

1.1高压配电系统的设计

由于高层和超高层建筑对电气工程的需求量大、集中度高，要求电气工程设计能满足整体运行的需要。由于高层建筑用电设备较多，采用两台独立的10kV电源。两种电源互为补充，有利于提高用电安全性和使用效果。高压配电系统在高导建筑电气工程中占有重要地位，是满足用电需求和安全的关键。一般来说，高压配电系统主要采用单母线实现分段，从而实现线路使用过程中的自动切换。对方也可作为对方的备用设备。当其中一条线路出现问题时，可以及时启动，满足用户用电需求。因此，保证电力运行效果是关键。

1.2低压终端配电箱的设计

低压终端配电箱的设计要求将开关设备电气测量仪表与相应的辅助控制设备一同装配在一个半封闭或封闭的金属柜内，以满足电气接线多方面的要求，形成一种低压配电系统装置，并采用自动或手动开关方式对线路进行通断。通过仪器测量的方法，可使各类型的操作参数在变电所内得以体现，并对部分电气参数进行有效的调整，使其能起到警示作用。此外，高层住宅建筑的照明配电箱的回路设计要满足照明系统的基本要求，且每一个室内房间都要有一个独立的插座回路，对于空调回路，则应采用独立式空调回路。除壁挂式空调插座外，所有其他插座均安装漏电保护装置。

2供配电系统设计应满足的要求

供配电系统的设计应遵循相应的行业标准和规范，并结合建筑物的实际情况，如用电需求进行综合考虑。同时也要满足以下几个方面的要求，才能保证其可行性、安全性和经济性。首先就是满足科学、安全的要求，全面掌握供配电系统的相关设计规范和标准，并在设计过程中熟练运用，有效地了解施工现场的干扰因素，进而制定出相应的解决措施。其次是满足可靠性要求，结合高层建筑的实际使用情况，对高层建筑存在的问题进行有效的解决。如果系统运行停滞，可靠性不高，则应提高对相应指标的重视程度，并切实加以应用。三是要滿足环保、经济、节能的要求，在保证供配电系统运行质量和效率的同时，要尽量选用节能、环保的建筑材料和设备，提高各种资源和能源的有效利用率，以减少能耗。在提高工程节能性的同时，降低了总成本，达到经济高效的目的。

3电气工程供配电系统设计主要原则

供配电系统是高层建筑机电工程的基础，它承载着建筑电气系统的配电，它可以分为两部分：区域变电站和用户变电站。一般来说，与高层建筑相关的供电系统主要采用单向流的方式，即从供电端到用户端，以保障电源良好分配和迅速地降压处理。以便用户端可以直接使用。由于当前的高层建筑电压在110kV以内，因此，在设计过程中，结合建筑需求进行设计即可。基于对用电量、系统负荷等基数的合理判断，综合各方需求及可能出现的问题，才将有效地满足建筑的使用功能，促进高层建筑供认电系统达到良好的可扩展性。在针对高层建筑电气工程供电系统进行设计时，要求遵循于安全、节能的设计要求。在设计过程中，将节能需求放在首位，以科学合理的方式进行设备判断，规避能源浪费，增强系统成本控制。同时，还应尽可能采用节能性材料，降低对环境带来的污染。

4高层建筑电气工程供配电系统的具体设计

4.1低压配电系统设计要求

在高层建筑工程中，可以明确电气设计中低压配电系统的设计要求，在一定程度上保证高层建筑电气设备运行的安全：第一，一般来说，电源可以通过电网为高层建筑提供两个电源，两电源独立，可满足一次负荷和二次负荷的要求。但系统可能出现的故障问题应综合考虑。可设置备用电源和应急电源，主要由柴油发电机组成。因此，在高层建筑低压配电设计中，应至少设计2个电源，当其中一个电源不能保证居民用电需求和设备使用后，再切换到另一个电源;第二，对于高层建筑，大量设备需要电源才能使用。因此，在配电系统的设计中必须保证供电安全。鉴于生活方式的日益多样化，高层建筑项目的数量不断增加。高层建筑一旦发生火灾，大多数居民会选择消防设施灭火或选择安全逃生。但是，高层建筑的垂直交通主要是电梯，火灾发生后会出现供电故障，安全性较低。因此，合理设置高层建筑的供电电源是十分必要。

4.2高压配电系统设置

由于高层建筑对电气工程有很高的要求。因此，要求我们全面加强设计工作，确保大厦的良好运行。由于高层建筑涉及多个居住群体，用电设备的数量和种类较多，因此，为了满足需要，高层建筑通常采用两个独立的电源，以保证用电安全，满足用电需求。高压配电系统是高层建筑的重要环节，对稳定供电起着重要作用。因此，一般要求高压配电系统采用单母线分段设计，以保证线路的良好运行。由于该总线采用了分段编号的方法，可以很好地与电力线电路相匹配。

4.3变压器的设计

为满足高层建筑整体供配电系统对电力的需求，并尽可能地提高变压器的可靠性和安全性，必须对变压器运行的要求有一个全面的了解，并尽可能地将系统使用时的电能损耗和用电成本降到最低。如今在选择变压器时，要尽量选择具有低损耗材料的配电变压器，使其负载率保持在60%-70%之间。当变压器的负荷率和容量稳定后，减少了几个变压器的投运次数，提高了变压器的用电量，这样就能达到节能、环保的目的，提高能源利用率。因变压器存在季节负荷，使其电能质量受到一定程度的影响，可采用专用变压器解决季节负荷变化带来的问题，保证变压器的灵活性、稳定性和经济性。与此同时，为防止变压器在运行过程中产生不必要的能量损失（如夏季空调），可安装专用变压器进行供电，以减少能量损耗，使经济效益最大化。

4.4配电干线的选取

母线配电的优点是：线路紧凑，整齐美观，使用寿命长;载流量上限高;接收端具有良好的扩展性;线路电压损失小。缺点是：价格高;母线直线段与连接器之间的连接安装困难，容易造成连接隐患;垂直长距离布置时，必须对竖井的承载能力和建筑物的摇摆效应进行验证和妥善处理，插件接口必须准确定位。对于商业裙楼，由于其建筑高度较低，用电负荷调整频繁，采用母线作为商铺室内用电的配电干线。办公楼由于建筑高度高，用电负荷很少调整，很多办公楼的配电干线采用电缆。

结束语

高层建筑电气设备多，施工环境复杂。如果供配电系统设置不科学，会增加用电负荷，造成高层建筑工程供配电系统的有限运行，带来经济损失，甚至发生安全事故。因此，高层建筑电气工程的配电系统设计要求有效保护电气安全，加强建筑电气安全设计，探索低压供配电系统的可靠性，为促进电气设备的良好运行提供有效的解决方案。

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，2019（08）：119-120.

[3]刘洁雅.高层建筑电气工程供配电系统设计研究[J].通讯世界，2019（11）：97-98.