高层公共建筑供配电系统设计要点与施工管理要点分析

邓志乐

甘肃省建设设计咨询集团有限公司，甘肃 兰州 730000

0 引言

高层公共建筑的高层风力较平地更大，同时还需要面对温度下降问题，使用传统的供配电系统很可能会引起用电故障。供配电系统的设计和施工人员需要及时调整电力供应方式，并调整供配电设计和施工方案，以降低高层公共建筑供配电系统施工和应用过程中的安全风险，提升供配电系统整体效益。

1 高层公共建筑的特征

1.1 结构跨度大

城市建筑的高度和深度较以往都有了明显的增加，特别是在空间上，高层公共建筑的纵深拓展有了明显的改进，其空间跨度更大，更具备立体性。这对供配电系统管线布局提出了更高的要求，供配电系统设计人员需要根据建筑特点调整各类管线的布置和连接方式，保障供电稳定性[1]。

1.2 功能多样化

与传统建筑相比，高层公共建筑的功能更加多样，其纵深发展为高层住户提供了更加多样化的使用空间，除了使用地上的裙房和配套设施，群众还可以使用地下停车场等。高层公共建筑的功能布局更加合理，能够满足居民的各项生活需求。上述功能的实现与电力系统供电稳定性之间密切相关，供配电系统设计人员需要结合居民生活用电需求和各类功能用电需求进行综合设计，为相应设施和配套设备的平稳运行提供电力保障。

1.3 用电设备多元化

为了更好地保障用户生活，高层公共建筑内部配备了更加多元化的电力设备，特别是安防监控系统和暖通系统等，为用户生活提供了便利，也为用户安全提供了保障。上述系统的运行需要供配电系统为其提供电源，供配电系统设计人员需要设计相应的用电设备配电方案。

2 高层公共建筑供配电系统设计要点

2.1 保障电源稳定性

高层公共建筑中居住的人口更多，其用电时间和用电需求等也更加集中，这对供配电系统的运行稳定性提出了更高要求。一般来说，供配电系统设计人员会设计双电源共同配电方案，以满足一类和二类负荷的用电需求，必要时还应当准备柴油发电机组来保证应急供配电系统的稳定性。发生火灾等突发事件时，为提高楼内人员疏散有序性，设计人员应当在应急疏散通道等位置装设疏散标志灯和应急照明灯等，并调整高低压开关柜和设备元器件等的型号，以此保证整体供电稳定性。

设计人员应当对高层公共建筑供配电系统的正常工作电源和应急电源进行双向优化，使其可以满足独立配电要求。在此基础上，一方面，设计人员应区分电力供电和照明供电，并为其设计相应的电源配电系统，保证在出现故障后，应急电源系统可稳定供电[2]。另一方面，供配电设计人员应当加强对消防用电的重视，保证在出现火灾的第一时间，应急电源系统可以支持消防用电等一类负荷恢复正常运行。在对二类负荷展开优化设计时，设计人员要重点调整两个回路间的供电切换方式，并适当控制低压配电级数，避免重要负荷超过二级。

2.2 合理设计供配电网络

设计高层公共建筑低压配电网络时，设计人员一般会应用混合式配电系统，在裙楼和地下室等区域应用放射式配电模式，在建筑主体区域应用树干式与放射式结合的配电模式。设计人员在设计过程中主要使用封闭母线、绝缘线穿刺线夹和预分支电缆三种装置来保障树干式配电模式的稳定运行，并根据高层公共建筑的楼层数和用电负荷来调整干线配电，可有效提升供电稳定性。

2.3 注意通风和防火

设计高层公共建筑供配电系统时，设计人员应当灵活调整变配电室和配电箱的布置区域，如在竖井内部或周边区域安装配电箱、在地下室等主要负荷区域设置变配电室、选择风冷式机组作为备用发电机的主要组成设备等，可有效改善变配电室的通风和冷却效果。为提升供配电系统的防火性能，设计人员应当安排施工人员使用真空断路器、环氧树脂浇铸的干式变压器来组成供配电系统，避免使用油浸等方式增加变压器火灾隐患。

2.4 明确供电电压

为了保障供配电系统的稳定性，设计人员必须加强对供电电压的重视，根据电力负荷、供电线路的长度和回路数等来确定供电电压的变化范围，并据此设计综合供配电系统。部分高层公共建筑的功能比较单一，一级负荷较小，在设计供配电系统时，设计人员可以根据需要调整两路电源和应急发电机组的组合供电方式，也可以设置独立的10 kV高压电源，并将电源引到建筑的变配电室中[3]。在设计低压配电时，设计人员可以使用柴油发电机来配合380/220 V供电模式，保证供配电系统发生变化时，电力设备用电正常。对于有特殊用电负荷要求的高层公共建筑，供配电系统设计人员应当做好柴油发电机组存放和使用方式的设计，以保障供电稳定。

2.5 设计负荷等级

高层公共建筑供配电系统设计人员在设计过程中应当重视建筑的供电负荷，根据用电负荷等级进行下一级的设计，实现限制分级的目标，以保障高层公共建筑供配电系统的运行稳定性，同时减少供配电系统的电力支出，节约电力成本。在设计过程中，设计人员必须加强对建筑物级别和用电负荷性质的重视，并据此来确定建筑的一级负荷用电和二级负荷用电。当前，高层公共建筑负荷等级设计主要应当满足以下三方面要求：（1）在一类高层公共建筑消防用电中，需要保障供电稳定性；（2）在二类高层公共建筑消防设施和设备中，应当根据二级负荷设计供配电方案；（3）在超高层供配电系统设计中，应当根据一级负荷的具体要求开展供电负荷设计。

2.6 高低压供电设计要求

（1）设计高压供电时，设计人员一般通过单母线分段的方式保证电力系统的稳定性。两段母线互为备用，在出现问题时，任一台变压器可带所有一、二级负荷。转换高压配电室和变压器时，设计人员一般使用放射式的方式调整其电缆配电，并在变压器高压端设计独立开关，保证开展检修工作时，电路中断不会对主电源造成影响，也可保证检修人员安全。（2）设计低压用电时，设计人员一般以保障建筑正常用电为目标，根据不同负荷级别设备用电要求调整设计方案，以保障各类设备在正常供电和故障情况下都可以正常运行。（3）设计动力系统和照明用电系统时，设计人员应当充分考虑国家电费标准，对动力用电和照明用电分别安装电表，以分开计价；设计人员在设计过程中应当加强开关管理，在各级开关处添加断路器，避免设备越级跳闸。（4）高层公共建筑一般都配备了电梯，供配电系统设计人员应当根据电梯特性为其设置专用电缆，并为其配备双电源切换开关，确保在出现故障之后，两路电源可以自动切换，保障电梯正常运行，为后期电梯故障维修提供必要保障。（5）供配电系统设计人员应当加强对国家标准的重视。在设计过程中严格按照一级负荷用电和二级负荷用电的相关要求展开差异化设计，确保在某一条供电线路出现问题时，其余各路供配电系统可以正常使用，以减轻设备和线路损耗。此外，设计人员也应当合理控制配电级数，将其控制在三级以内，降低出现安全风险的概率。

2.7 重视供电线路安全设计

配电系统设计人员应当充分考虑高层公共建筑的特性，结合其环境特征确定线路敷设方式，保障供电线路使用效果。在高层公共建筑外部，应当充分考虑周边热源、灰尘及腐蚀等对供配电线路排线系统造成的影响，科学设计供配电系统施工方案，降低线路敷设过程中建筑伸缩、沉降等外力因素对线路的损害。同时，设计人员应当加强对消防用电线路设计的重视，选择专用供电回路来保障高层公共建筑消防电梯、消防控制室及防排烟风机等设备的供电稳定性，在最末级配电箱位置安装自动切换装置，将外力对供电线路稳定性造成的影响降到最低。

3 高层公共建筑供配电系统施工管理要点

3.1 电缆敷设及隐蔽工程验收要点

（1）重视线路敷设和接线方式。在高层公共建筑供配电系统电缆敷设工作中，施工人员应当重视线路敷设和接线方式，根据电缆下料确定配管方案，尽可能应用PVC管提升供电线路的抗腐蚀能力。（2）重视防水工作。施工管理人员应重视电缆敷设阶段的防水处理，根据敷设施工监管规定验收其防水效果。同时，引导施工人员根据线缆的使用方向做好相间线的处理工作，降低后期出现保护性错接问题的概率。在接线施工时，施工管理人员必须引导施工人员调整包扎和切割工艺，并及时清理线缆上的杂物和毛刺，以保证电缆电阻的预期应用效果。（3）做好电缆整体和分段检查工作。根据电缆的使用要求检查其合格证，避免电缆的规格、型号、长度等偏离设计预期。管理人员也应当强调电缆的规范使用，避免施工人员在施工过程中出现代用电缆问题[4]。（4）检查电缆的外观和电缆分割后的端头等，避免砸伤等机械性损伤影响电缆的运行稳定性。同时，施工管理人员还应当及时组织施工人员做好电缆端头密封工作，降低电缆头氧化问题出现的概率。（5）落实定期巡检制度。根据电缆的使用要求和电缆铺设检查要求，定期开展检查工作，确保电缆的安装位置和原材料等符合配电系统施工规定[5]。

3.2 重视电气火灾监控系统施工

在供配电系统施工中，施工管理人员应当与设计人员充分沟通，让相关设计能够引导施工技术人员重新认识电气火灾监控系统，并根据电气火灾监控系统的实时监控特点将其与火灾自动报警系统进行区分。火灾自动报警系统主要用于火灾发生后，系统通过声音和光线发出警报；电气火灾监控系统可以在火灾还未发生时发现火灾隐患，并通过报警等方式引导相关管理人员进行处理，消除各类火灾隐患。施工管理人员在电气火灾监控系统安装过程中应当科学选择设备型号和设置系统报警值等，避免设备受到电池的影响而出现误报警等问题，提高系统的应用水平。

3.3 优化智能照明系统

在高层公共建筑发展过程中，智能照明系统的应用范围逐渐扩大。与传统照明系统相比，智能照明系统可以远程控制灯具的开关和亮度，并根据不同的场景需要进行预设置，在后期有需要时，只需要输入相应的场景即可完成照明系统切换工作。智能照明系统还可以和楼宇智能控制系统联网，为监控系统等的正常运转提供照明支持。施工管理人员应当充分认识智能照明系统的实用性，在此基础上调整智能照明系统的控制器、系统结构及系统容错措施等，制订各类电路的设计和保护措施，提升系统的运行稳定性。

3.4 做好防雷接地系统施工

与传统建筑相比，高层公共建筑投入使用后遇到雷击等问题的概率较高，因此供配电系统施工团队必须做好防雷接地施工。（1）施工人员应当严格按照施工图纸要求，快速确定避雷带的焊接位置，做好防锈和防潮处理工作，保障避雷带焊接稳定性，降低凹凸等问题的出现概率。（2）施工人员应当加强对防雷接地处理效果的重视，避免在接地排和接地线中间出现阻碍。（3）施工人员应当根据设计要求合理确定接地极位置和环境，并及时就二者特点做好防腐处理，保障焊接稳定性。

4 结束语

随着高层公共建筑数量越来越多，供配电系统设计和施工人员需要根据高层公共建筑的特点，及时调整供配电系统的设计和施工方案，将高层公共建筑中的照明系统和供配电系统等安装到位，并做好各类线路敷设工作，提升线路走向的规范性，减轻线路敷设不合理、供电电源不稳定等对高层公共建筑正常运行造成的影响。根据高层公共建筑的功能发展方向，及时调整各类供电设备和供配电系统等，为人们提供更加舒适的工作和生活环境。