武光升 徐慶忠 楊民凱

國(guó)網(wǎng)山東省電力公司沂水縣供電公司

探究供配電技術(shù)在高層建筑中的運(yùn)用

武光升 徐慶忠 楊民凱

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隨著城市化的快速發(fā)展，高層建筑項(xiàng)供配電系統(tǒng)發(fā)揮著越來越重要的作用。供電系統(tǒng)的用電容量和供電負(fù)荷具有自身特點(diǎn)，又是是高層建筑的功能基礎(chǔ)，需要不斷探究、改進(jìn)，尋找更為安全可靠的設(shè)計(jì)安裝辦法，確保高層建筑的質(zhì)量安全，因此進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)其的研究非常有必要。目前在高層建筑中的供配電技術(shù)中還是存在一定問題，所以需要采取有效的方法進(jìn)行優(yōu)化，從而滿足高層建筑對(duì)供電的容量以及安全系的需求。

供配電技術(shù)；高層建筑；運(yùn)用

1、高層建筑供配電特點(diǎn)分析

供電系統(tǒng)首先要保障的是穩(wěn)定性，受樓層高度影響，在使用過程中很容易出現(xiàn)電壓不穩(wěn)，照明燈忽明忽暗。對(duì)供配電技術(shù)進(jìn)行研宄著力于解決此類問題，由于用電設(shè)備較多，高層建筑會(huì)對(duì)負(fù)荷分級(jí)處理，并單獨(dú)設(shè)立保護(hù)系統(tǒng)。供電線路分布時(shí)要同時(shí)考慮給排水管道的影響，因此設(shè)計(jì)工作任務(wù)量艱巨，要同時(shí)考慮工程全面情況。電力系統(tǒng)以服務(wù)性能為主，在對(duì)安全進(jìn)行優(yōu)化時(shí)不可對(duì)常規(guī)使用造成影響。與常見的多層建筑不同，但從電源方面考慮，髙層需要同時(shí)擁有兩處電源，由此可見對(duì)其穩(wěn)定性的重視程度，即使是短時(shí)間的斷電也會(huì)對(duì)使用者造成經(jīng)濟(jì)損失。繼電保護(hù)裝置采用自動(dòng)化控制，反應(yīng)速率更靈敏，消防部分的供電是單獨(dú)修建的，在任何情況下都會(huì)保障啟動(dòng)安全。

2、高層建筑供配電系統(tǒng)的內(nèi)容

電力負(fù)荷也稱電力用戶。在電力系統(tǒng)中，耗費(fèi)電能的一切設(shè)備都被稱作電力用戶。電力負(fù)荷根據(jù)其作用可以分為工藝設(shè)備、動(dòng)力設(shè)備、照明設(shè)備、電熱設(shè)備等，它們具有將電能轉(zhuǎn)換為熱能飛光能和機(jī)械能等形式的作用，為生活和生產(chǎn)提供需要。工程師們?cè)谠O(shè)計(jì)高層建筑供配電系統(tǒng)時(shí)首先需要確定兩個(gè)方面：

2.1 電力負(fù)荷等級(jí)的確定

電力負(fù)荷根據(jù)供配電的可靠安全性和中止供電在各方面所造成的影響或損失程度分為一級(jí)負(fù)荷一、二級(jí)負(fù)荷和三級(jí)負(fù)荷，其中一級(jí)負(fù)荷指的是如果中止供電，會(huì)造成人員傷亡或嚴(yán)重的政治和經(jīng)濟(jì)損失，或大眾場(chǎng)所的嚴(yán)重失序的電力負(fù)荷。例如，級(jí)別大的會(huì)堂、國(guó)際級(jí)候車室、手術(shù)室等建筑。所謂二級(jí)負(fù)荷指的是當(dāng)中止供電時(shí)將引起比較大的經(jīng)濟(jì)、政治影響或大眾場(chǎng)所失序的電力負(fù)荷。例如，省級(jí)辦公樓、市級(jí)體育場(chǎng)、普通高層住宅等建筑的照明負(fù)荷。而三級(jí)負(fù)荷指的是一級(jí)負(fù)荷和二級(jí)負(fù)荷以外的負(fù)荷，工程師要根據(jù)高層建筑的規(guī)模、性質(zhì)，明確電力負(fù)荷等級(jí)，來設(shè)計(jì)供配電系統(tǒng)。

2.2 高層建筑電力負(fù)荷計(jì)算

高層建筑的電力負(fù)荷計(jì)算沒有準(zhǔn)確的計(jì)算方式，一般是需要系數(shù)法和單位指標(biāo)法。在進(jìn)行高層建筑物設(shè)計(jì)時(shí)，一般根據(jù)施工圖設(shè)計(jì)階段進(jìn)行負(fù)荷計(jì)算，采用單位指標(biāo)法。目前比較實(shí)用的方法一般是根據(jù)高層建筑中使用的變壓器的使用情況，進(jìn)行負(fù)荷率以及容量的計(jì)算，然后類推同類建筑物中電負(fù)荷的情況。這樣的類比方式就可以避免經(jīng)驗(yàn)之談以及研究不足帶來的誤差，與此同時(shí)還要將用電指標(biāo)以及用電系數(shù)進(jìn)行測(cè)評(píng)，使其用電更加合理化。

3、供配電技術(shù)在高層建筑中的運(yùn)用

3.1 不同負(fù)荷等級(jí)的電源保障

一般情況下，一級(jí)負(fù)荷要有兩個(gè)獨(dú)立的電源進(jìn)行電力供應(yīng)，二級(jí)負(fù)荷要有一個(gè)專用回路或兩個(gè)回路進(jìn)行電力供應(yīng)。為了實(shí)現(xiàn)一級(jí)負(fù)荷的不間斷供電還應(yīng)該啟動(dòng)應(yīng)急柴油發(fā)電機(jī)組。對(duì)于特殊的設(shè)備(例如事故照明、計(jì)算機(jī)中心和消防中心等)要設(shè)蓄電池組供電，從而確保其供電。另外，為了預(yù)防特殊情況(例如樓塌、地震等)，要設(shè)置可充電且可獨(dú)立的干電池應(yīng)燈群，從而保證高層建筑中的人員能夠安全撤離。

3.2 電源的自動(dòng)切換

高層建筑避免火災(zāi)隱患，就必須防治確保安全用電。保安電源采用自動(dòng)切換裝置是保證供電設(shè)備的穩(wěn)妥的一種形式。具有以下的優(yōu)勢(shì)：1)自動(dòng)完成保安電源的聯(lián)通與間斷，避開人工操作，具有機(jī)敏反應(yīng)的能力，電路發(fā)生異常，自動(dòng)斷開電源開關(guān)，電源管理自動(dòng)化程度高，確保整個(gè)供電系統(tǒng)的安全可靠性。同時(shí)節(jié)省了人力，降低了不必要的損失。2)保安電源往往有兩個(gè)發(fā)電機(jī)電源，電源發(fā)生故障時(shí)，自動(dòng)切換啟動(dòng)備用的發(fā)電供電，備用發(fā)電機(jī)依靠柴油發(fā)電，在電力供應(yīng)失效的情況下，維持高層建筑最基本的整修電力。確保建筑功能能夠盡快恢復(fù)正常。3)保安電源自動(dòng)切換自身就是可靠性的措施，避免人工操作中有時(shí)用力不當(dāng)和使用方法不當(dāng)，導(dǎo)致開關(guān)的失靈，減少了故障發(fā)生的概率。4)保安電源自動(dòng)切換在電力運(yùn)行狀態(tài)下，做出準(zhǔn)確的判斷，依據(jù)開關(guān)兩側(cè)的電壓作為判斷，對(duì)電壓及電流量化的分析，獲得更為安全的切換保證，比人為估測(cè)更準(zhǔn)確。5)主電源和備用電源兩個(gè)部分組成自動(dòng)切換電源，采用串聯(lián)線路連接，在相互切換時(shí)，切換的速度得以提高，電源的實(shí)用性強(qiáng)，避免了切換過程中的風(fēng)險(xiǎn)。

3.3 采取安全的接地方式

保障高層建筑的供配電系統(tǒng)安全系數(shù)的重要手段就是采取安全的接地方式，目前的高層建筑電氣設(shè)備的工作接地、保護(hù)接地都融合為一體，組成了一個(gè)混合的接地系統(tǒng)。同時(shí)，接地電阻需要滿足不低于四歐姆的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。在滿足高層建筑的基礎(chǔ)鋼筋等自然接地板的接地電阻的前提下，再將水平的人工接地體裝設(shè)好，最后將主要的高層建筑物基礎(chǔ)連接成一個(gè)接地網(wǎng)，這對(duì)提高供配電系統(tǒng)的均衡點(diǎn)位和可靠性都有很大的幫助。

3.4 選擇合適的變(配)電所位置

在確定高層建筑的變(配)電所位置時(shí)通常要綜合考慮下列原則：方便設(shè)備吊裝運(yùn)輸、接近負(fù)荷中心和電源側(cè)；不應(yīng)該將變(配)電所設(shè)在有振動(dòng)劇烈的場(chǎng)所；也不應(yīng)該設(shè)在經(jīng)常性積水的場(chǎng)所的正下方(如廁所、浴室)；更不宜設(shè)在有腐蝕性氣體和多霧多塵的場(chǎng)所，而選擇在通風(fēng)以及散熱條件都比較好的場(chǎng)所。

總之，為了能夠提高高層建筑中供配系統(tǒng)可靠性，就必須尋找改善電能供應(yīng)的途徑，采取有效的措施優(yōu)化技術(shù)，從而滿足高層建筑的電能供應(yīng)需求。

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[2]王罡.供配電設(shè)計(jì)節(jié)能技術(shù)研究[J].科技致富向?qū)В?011，27：185.