高层建筑的供配电方案的优化设计分析

马林

（辽阳市建筑设计研究院有限责任公司，辽宁 辽阳 111000）

高层建筑电气设计属于复杂工程，不管哪方面存在错误，建筑质量都会随之降低。而低压配电系统又是这项工程不可忽视的内容，地位非常重要，设计不合理，很容易引起一系列重大安全问题。此类工程往往总体用电负荷量偏多，所以低压配电系统设计优化问题必须引起更多关注与重视。

一、低压配电系统的接地保护方式

采用科学、合理接地保护方式，不但能高效保护建筑供电系统低压环节电流电压，而且可预防建筑电气电流、电压的负面影响，使供电系统获得更大程度保障，因此安全保护设计内容不容小觑。对于高层建筑而言，大致包含三种方式，经归纳整理详细说明如下。

（一）低压配电IT 系统

从建筑电气IT 系统整体来看，电源端口带电区不考虑接地，带电环节应采用高电阻、电抗或阻抗进行接地保护。再者，面向用电设备外漏导电环节，同样应当做好接地保护。整体而言，低压配电所选择IT 系统电力供应，不但要拥有良好供电稳定性，而且要拥有足够安全保障。IT 系统供电配置，即便是供电需求偏大且必须连续供电建筑，仍然存在实用价值。不仅如此，一些公司生产阶段，同样广泛选择这类供电装置系统。

（二）低压配电TT 系统

建筑电气系统实施低压配电供电设计时，应由电源中性点位置做好接地保护。不仅如此，关于电气设备部分，外漏导电环节与电源中性点接地方面同样应考虑接地保护。通过TT 系统支撑低压配电运行，电力系统中性线N和PE 间没有通电连接，一般建筑电气运转阶段，PE 线路无须考虑通电设置。TT 系统下低压配电系统适用领域，一般面向用电要求少，或电容量偏低，电气设备过于分散农村使用。具体供电应用阶段，只有较少城市供电系统考虑TT 系统。

（三）低压配电TN 系统

结合实际情况来看，一般用于中低压配电系统供电，这种供电系统设计阶段，必须把电气设备外壳接入相同保护线，设定保护模式。再者，配电系统中性点间同样应当相连。经归纳整理可知，TN 系统供电大致包含TN-C、TN-S,TN-C-S 模式。不同模式选择阶段，必须按照低压配电系统内中性线、保护线合并关系完成。电网设计阶段，如果线路铜导线截面面积处于相应水平，必须按照具体规范选择切实可行接线方式，防止总体线路受到负面影响。实践阶段，这些模式均有自身独特优点，故而适用范围存在差异。其中，TN-C 系统属于三相四线系统，实现难度较低。TN-S 系统更适合一些信息处理与精密电子仪器、威胁较大易爆场合。TN-C-S 系统更适合旷工公司供电系统。

二、低压配电系统的安全性分析

（一）供电线路安全性分析

供电线路设计阶段，必须全面掌握建筑相关信息，譬如所选材质、外界环境、电气设备等，防止发生线路腐蚀等问题。民用高层建筑方面，消防用电设备必须拥有专门电气线路，同时拥有自动切换装置。电路设置过程中，选材与线路布置都要满足国家规定，禁止随意更改，地下车库照明灯配电设备必须采用安全、稳定方案，并设置专门配电间，如此一来，即便配电箱出现火灾事故，其他区域配电箱也能正常使用。

（二）配电方案安全性分析

通常而言，高层建筑变压器往往不止2 台，还会配置1 台柴油发电机组以满足相应启动条件，如果各条进电线路均断电，那么10s 内可以启动运行，这种情况下，才可以发挥备用电源价值。另外，为避免消防用电受到影响，一旦发生火灾事故，必须优先得到保证，断开其他非消防用电，故而电气设计阶段，必须全面讨论配电方案是否安全，才能保障低压配电系统安全运行，意义非常重大。

三、高层建筑中低压配电系统设计普遍存在的问题

（一）过载及短路情况

建筑工程供电系统设计阶段，安全性与稳定性不容小觑，必须引起足够重视。但实践设计阶段，往往会有过载、短路问题存在。不仅如此，断路器与熔断器没有高效动作，还会导致供电线路与设备面临严重安全隐患。

（二）接地质量不达标

目前，国内高层建筑电气设计与施工作业阶段，接地方面有着明显混用情况，加之供电系统未采用切实可行接地措施或违背标准规范接地，导致电气接地往往面临重大安全威胁，一方面不能使主要电气设备得到合理保护，另一方面会有更重大安全事故，乃至引起设备破坏与人身伤害事件，酿成难以挽回的损失，因此需要得到更多关注。

（三）保护装置不到位

根据有关资料报道汇总可知，现阶段高层建筑低压供配电系统方面，大部分安全保护装置均有着相应设置缺陷，系统漏电事件频频出现，没有从根源处进行合理测控，造成触点火灾事故屡见不鲜，使人身及财产安全面临极大威胁。在漏电保护问题，由于大量因素直接影响，高层建筑电气接地难免产生故障问题，从而容易造成非常恶劣后果，譬如人员触电、电气火灾等。为降低这类故障问题发生率，预防出现重大损失与恶劣后果，漏电保护器逐渐获得人们青睐，应用越来越广泛。然则实际情况中，由于选用不合理等情况存在，导致其功能常常无法体现出来，不仅如此，还可能失去应有的作用，进而导致配电安全随之面临威胁。

四、高层建筑电气设计低压供配电系统的优化设计

（一）提升主接线安全性

电力系统运行阶段，主线发挥着至关重要的价值与意义。结合实际情况不难发现，主线设备非常复杂，而且广泛分布于电力系统内。由于现场非常复杂，难免会使系统设备操作流程复杂化。一旦电气运行发生故障问题，整个系统都将受到严重影响。故而必须科学使用系统集成技术，促使投资运行总开支得到管控，既要符合安全性原则，又要达到经济性要求。

（二）加强接地保护

接地保护属于一种基础供电保护手段，可以让用电安全获得良好保证。考虑到这种情况，建筑电气设计过程中，必须按照具体特征与配电系统要求，完成接地保护器合理设置。对于多种接地保护，应当完成等电位连接，预防外界电压给建筑电路造成不利影响。

（三）合理选择漏电断路器

随着电力系统日益成熟，实际运行阶段，因为电气设备作用不断增强，承载电力负荷逐渐增加。所以系统安全性与稳定性有了更高标准。对于系统整体而言，漏电断路器的存在有着必要性，通过合理设置能进一步预防火灾事故，搭配接地保护情况下，将尽可能增强低压配电系统安全性与稳定性。再者，如何正确选用同样意义重大，必须充分掌握其漏电电流规范标准，借此选定型号种类，才能给电力系统稳定运行提供更大保障。

结语：从高层建筑电气设计方面来看，合理选用接地保护系统意义非常重大，可进一步增强低压配电系统安全性。具体设计过程中，必须充分关注电网线路施工作业、用电循环电气设备选型问题。面向低压配电系统完成设计，特别应当改进漏电保护器配置，科学设计接零和接地保护，不断增强供电系统安全性。通过低压配电系统稳定运行与长期有效发展，为人身及财产安全提供更大保障，由此可见，本课题提出有着明显必要性。随着时间不断推移，社会发展不断加快，高层建筑越来越多，高度也会越来越高，而电气设计作为整个建筑工程中不可忽视的环节与工作，占据十分重要的地位，无论出现哪方面问题，都将给建筑整体造成负面影响乃至严重后果，故而本课题必将引起更多关注与重视。然而受时间、个人能力等因素限制，本次研究并不完善，还有许多问题没有得到妥善处理，必须引起重视。