高层建筑电气工程供配电系统设计

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摘要：当前随着我国社会经济的快速发展，城市化进程不断加快，城市土地资源日趋紧张。为了能够缓解人地关系矛盾，大型化、超高化的高层建筑应运而生。由于高层建筑工程中电气工程项目越来越复杂，并且不同电气系统之间联系也日益紧密，如果没有能够对高层建筑电气工程供配电系统进行合理的设计优化，也就无法发挥出现代高层建筑的实际功能。本文对高层建筑电气工程供配电系统的设计进行全面的分析，不断优化供配电系统的整体质量，促进电气工程设计的良性发展，保证建筑使用者的满意度。

关键词：高层建筑

1高层建筑电气工程供配电系统设计的主要原则

供配电系统作为高层建筑机电工程的重要基础，不仅承载着建筑电力系统电能的配用环节，而且也可以分为区域变电站和用户变电站两种部分[1]。高层建筑的供配电系统主要服务对象就是以建筑使用者以及建筑内部电气设备为主，所以供配电系统的稳定运行，能够对建筑电力系统整体的安全性能具有非常重要的影响。一般来说，高层建筑相关的供电系统主要采用的是单方向流动的模式，由电源端至用户端，这样就能够保证电源分配和降压的快速处理，使得外部电能转化为可供用户端直接使用的电能。由于现阶段高层建筑电压并不超过110kV，所以结合建筑设计的实际需求即可。通过科学合理的判断用电量、系统负荷等基础参数，综合各种可能出现的问题，这样才能满足建筑基础整体的使用功能，也能够保证高层建筑供配电系统的可扩展性。在高层建筑电气工程供配电系统设计时，也必须遵循安全节约、节能环保的设计要求。设计人员在进行供配电系统设计时，必须要充分的考虑到节能环保的需求，只要根据科学的方式判断设备型号，尽量避免出现能源资源浪费的情况加强供配电系统的成本控制。此外还应该选用节能环保的材料，最大程度上减少高层建筑供配电施工，环境污染等问题[2]。

2高层建筑电气工程供配电系统的具体设置

2.1高压配电系统设置

在高层建筑中，由于电气工程的需求非常高，所以必须要加强电气工程设计工作，这样才能够保证高层建筑整体运行能力。高层建筑的电力资源使用设备非常多，而且高层建筑大多数都采用两路独立的电源，如果同时进行供电时能够有效提高电气工程的应用质量。高压配电系统作为高层建筑中最关键的部分，能够对电源稳定供电起到非常良好的作用，通常情况下高压配电系统必须采用单母线分段式的设计，这样才能够保证线路的正常使用，并且也可以进行自动切换，相互之间还能够成为彼此的备用设备，保障电力的正常运行。母线通常是分段数目的，能够与电源线回路进行匹配适应[3]。

2.2供配电系统配电箱的设置

为了能够保证电气接线的整体要求，配电箱必须要将开关设备保护电气测量仪表以及相关的辅助设备共同组装到封闭或者是半封闭的金属柜上，这样才能够形成低压配电装置，通过自动开关或者手动开关的方式能够实现电路的接通或断开。当线路运行不正常或者出现故障时，则可以利用其他的线路进行切断或报警，在各个发配变电所中，利用测量仪表的方式也能够保证各种运行参数得以全面凸显，也能够充分的调节部分电气参数，具备提示或警告的功能。在高层住宅建筑中，照明配电箱的回路必须要满足照明系统的需求，客厅卧室、厨房、卫生间的插座，都必须要有单独回路供电[4]。在空调回路设置的过程中必须要设置成独立式的空调回路，除了壁挂空调插座之外，其他的插座回路都应该安装漏电保护装置。

2.3电气设备低压断路器的选择

在现代高层建筑中，由于照明系统、供电系统必须要以低压断路器对主体电器进行控制和保护，所以低压断路器的安全性和可靠性就尤为重要。与传统的保险丝和闸刀相比较来看，低压断路器具有更全面的保护功能，能够对当前变电所以及动力照明系统提供最广泛的保护功能根据电源的种类。电气设备低压断路器可以分为直流和交流等两种电路，根据结构类型又可以分为封闭式和框架式两种低压电路。当空气开关中安有失压保护装置，一旦电压降低到了额定电压的50~60%左右就必须对不重要的用户进行切除，否则很有可能导致电动机烧坏或者是电网电压无法恢复，而这种失压保护会马上启动，使得欠压脱扣线圈在线电压上并联。等到电压恢复正常供电时会吸住衔铁，当电压降至额定电压的50~60%时，吸力没有弹簧的拉力大十衔铁就会撞击锁扣，断开触头，所以低压断路器最主要的目的就是对线路的保护，根据保护对象的不同还可以采取具有针对性的保护措施。例如在变电所所采用的低压断路器中，不仅可以具有低压断路器通用的保护装置，而且还能够具有远程控制的功能，实插座线路上低压断路器的有效安装[5]。

2.4变压器的设计

为了保证变压器的正常运行，提高变压器安全性和可靠性，所以必须要充分的考虑变压器的运行条件，将成本和能源消耗控制在最低，所以在智能建筑变压器的选择时应该以低能耗材质的高效变压器为主，保证变压器的负荷率在最佳状态的70~85%左右。如果变压器的容量和负荷率始终保持在平稳状态时，可以减少变压器的数量，而增加变压器的容量，这样就能够有效的节约能源，提高能源资源的利用效率。由于受到季节性负荷，很容易导致电能质量受到影响，所以可以设置专用的变压器来应对季节性的负荷变化，实现灵活投切，保证变压器经济运行，避免由于轻载运行而造成能源损耗。例如在夏季空调负荷比较大，所以可以使用单独的变压器作为空调变压器，通过这样能够充分发挥出空调的季节性特征，减少能源消耗，保证变压器的经济效益[6]。

2.5减少线路损耗

在电力传输过程中，由于各种各样的因素，所以线路损耗无法避免，但是可以通过恰当的设计来减少线损。当电流从线路中流通时，由于不同的线路材质以及负荷会造成一定的功率损耗，所以必须要保证电网的功率因数得到全面提升，选择更好的材质，尽可能减少线路中的电阻，避免电网无功功率。

3结论

本文对高层建筑电气工程供配电系统的设计进行分析，能够明确在高层建筑中电气设备非常多，而且施工非常的复杂，如果不能够科学合理的设置供配电系统，不仅会增加电能负荷，也会造成高层建筑电气工程供配电系统无法正常运转，造成严重的经济损失，甚至会出现安全事故。在高层建筑电气工程供配电系统设计的过程中最主要的就是保证安全可靠的运行，通过加强高层建筑用电安全的关键设计，对电器设计中低压供配电系统可靠性问题进行研究，并且提出相应的解决对策，能够保证电气设备整体的运行效率。

参考文献

[1]刘延鹏，姚雯雯.高层建筑电气设计中低压供配电系统可靠性分析[J].住宅与房地产，2017（35）：96.

[2]贾浚辰.高层建筑电气工程供配电系统设计研究[J].山东工业技术，2018（21）：104.

[3]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.

[4]徐国华.现代高层建筑电气设计低压供配电系统的可靠性分析[J].住宅与房地产，2018（19）：131.

[5]蒋珊珊.高层建筑电气设计中低压供配电系统可靠性分析[J].低碳世界，2018（05）：43~44.

作者：周杰筑 单位：上海锋思城界建筑设计研究院有限公司贵州分公司