王心躍

高層建筑高壓供配電系統(tǒng)的電氣設(shè)計(jì)分析

王心躍

（長(zhǎng)沙星電電力勘測(cè)設(shè)計(jì)有限公司 湖南長(zhǎng)沙 410000）

與低層建筑相比，高層建筑樓層比較高，用電量以及電壓負(fù)荷載也比較高。近年來(lái)，在高層建筑高壓供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，電氣設(shè)備的數(shù)量和種類(lèi)都在不斷增加，而安全隱患也越來(lái)越多，因此，必須建立安全可靠的供電系統(tǒng)。對(duì)此，本文將以高層建筑高壓供配電系統(tǒng)為研究對(duì)象，首先對(duì)高層建筑電氣工程供配電系統(tǒng)進(jìn)行介紹，然后對(duì)高層建筑高壓供配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)內(nèi)容以及設(shè)計(jì)要點(diǎn)進(jìn)行了詳細(xì)探究。

高層建筑；高壓供配電系統(tǒng)；設(shè)計(jì)

1 引言

隨著人們生活水平的逐漸提高，人們對(duì)于社會(huì)各方面的要求也在逐步提升，這其中當(dāng)然也包括高層建筑方面的技術(shù)要求。在對(duì)高層建筑電氣工程進(jìn)行施工建設(shè)的過(guò)程中，需要更加細(xì)致認(rèn)真，做好建設(shè)方案的設(shè)計(jì)工作，這樣才能夠有效保障人們的生活，實(shí)現(xiàn)高層建筑電氣工程的功能和效用。

2 高層建筑電氣工程供配電系統(tǒng)概述

在對(duì)高層建筑的電氣工程進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，首先需要考慮的就是電力的負(fù)荷情況，如果不能夠準(zhǔn)確估算出高層建筑中對(duì)于電氣工程使用的實(shí)際電力需求，就無(wú)法保障電力設(shè)備的有效使用，甚至還會(huì)影響到電氣設(shè)備的安全，對(duì)人們的生命財(cái)產(chǎn)安全造成威脅。在對(duì)高層建筑總體使用的電力負(fù)荷進(jìn)行計(jì)算時(shí)，可以采用需要系數(shù)法或者是負(fù)荷密度法的計(jì)算方法，通過(guò)這兩種計(jì)算方法得出的計(jì)算數(shù)據(jù)較為準(zhǔn)確，能夠?yàn)楦邔咏ㄖ碾姎夤こ踢M(jìn)行方案設(shè)計(jì)提供重要的參考和指導(dǎo)。

3 高層建筑高壓供配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)內(nèi)容

3.1 電氣系統(tǒng)高壓供電方案

高層建筑的樓層比較高，因此其供電負(fù)荷也比較大，供電電壓普遍都是10kV，因此供電方式主要是由環(huán)形雙回路供電、雙側(cè)雙回路供電以及單側(cè)雙回路供電三種方式組成。這三種方式自身都具有優(yōu)勢(shì)和缺點(diǎn)。其中，成本最高的就是環(huán)形雙回路供電，但是其自身也具有很高的供電可靠性；利用雙側(cè)雙回路供電，可以同時(shí)具有兩個(gè)供電的電源，其供電可靠性處于居中的位置；而針對(duì)單側(cè)雙回路供電，其投資成本在三者當(dāng)中最低，但是供電可靠性比較差，在選擇具體的高壓供電方案的時(shí)候，需要結(jié)合投資成本和供電方式來(lái)進(jìn)行合理的選擇。

3.2 電氣系統(tǒng)負(fù)荷分級(jí)

負(fù)荷分級(jí)就是根據(jù)由于供電中斷，給用戶(hù)造成的經(jīng)濟(jì)、政治損失程度，以及對(duì)供電可靠性的要求程度進(jìn)行的分級(jí)。

3.3 電氣系統(tǒng)高壓主接線設(shè)計(jì)

主要是根據(jù)高壓電源供電方式的不同，來(lái)劃分高壓主接線。如果兩個(gè)高壓電源同時(shí)進(jìn)行供電，就要采取單母線分段的方式，但是不對(duì)母聯(lián)進(jìn)行開(kāi)關(guān)的設(shè)置。這種方式結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，并且不需要很多的設(shè)備，投資成本也比較低，但其不足之處就是缺乏靈活性和可靠性，在故障檢修的過(guò)程中，首先需要對(duì)所有用戶(hù)進(jìn)行斷電處理。如果兩個(gè)高壓電源中的一個(gè)處于使用的狀態(tài)，而另一個(gè)處于備用的狀態(tài)，則可以采用單母線供電方式，雖然單母線的線路比較簡(jiǎn)單，但是缺乏靈活性，因此，在高層建筑當(dāng)中很少使用。目前使用比較多的主接線是將母聯(lián)開(kāi)關(guān)進(jìn)行設(shè)置，并對(duì)單母線進(jìn)行分段，這樣無(wú)論哪條電路出現(xiàn)問(wèn)題，均可以利用母聯(lián)開(kāi)關(guān)及時(shí)恢復(fù)故障電源的負(fù)荷供電情況。這種設(shè)計(jì)方式比較復(fù)雜，而且投資成本也比較高，但是其可靠性高，事故發(fā)生幾率以及影響范圍比較小。

3.4 電氣系統(tǒng)照明設(shè)計(jì)

照明負(fù)荷的配電網(wǎng)絡(luò)主要由配電屏、總配電銷(xiāo)、饋電線、分配電箱、分支線等部分構(gòu)成。首先，配電屏引出供電電源，再利用饋電線的干線把電源帶入到總照明配電箱，之后再由總照明配電箱分出若干個(gè)支路，連接到每個(gè)分配電箱，再?gòu)拿總€(gè)分配電箱引出若干分支線，與終端用戶(hù)的配電箱相連，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)照明系統(tǒng)的供電，具體如圖1所示。

3.5 電氣系統(tǒng)接地和防雷設(shè)計(jì)

圖1 照明配電網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)成

現(xiàn)如今，在高層建筑接地策劃過(guò)程中，由于很多高層建筑為鋼筋混凝土剪力墻，因此能夠撐持樓板之間的連接。很多高層建筑使用的是傳統(tǒng)的避雷設(shè)施，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，放射性避雷針以及消雷設(shè)施應(yīng)運(yùn)而生，并且已經(jīng)被逐漸應(yīng)用于高層建筑施工中。

3.6 電氣系統(tǒng)配電箱設(shè)置

根據(jù)電氣接線的要求，配電箱應(yīng)該把開(kāi)關(guān)設(shè)備、保護(hù)電器、測(cè)量?jī)x表以及輔助設(shè)備組裝到封閉或是半封閉的屏幅或是金屬柜上，進(jìn)而形成低壓配電裝置。在正常運(yùn)行的狀況下，能夠通過(guò)自動(dòng)開(kāi)關(guān)或者是手動(dòng)開(kāi)關(guān)將電路接通或是分?jǐn)?。而?dāng)出現(xiàn)不正常運(yùn)行，或者是發(fā)生故障時(shí)，則可利用其對(duì)電路進(jìn)行切斷，或是進(jìn)行報(bào)警。在各個(gè)發(fā)、配、變電所中，通過(guò)測(cè)量?jī)x表能夠使運(yùn)行中的各種參數(shù)得以顯示出來(lái)，還能夠調(diào)整某些電氣的參數(shù)，提示或是發(fā)出信號(hào)以警示其與正常的工作狀態(tài)相偏離。在高層住宅建筑的照明配電箱中，其回路的分配應(yīng)該符合三個(gè)方面的要求。①要確保照明系統(tǒng)、客廳、臥室以及廚房、衛(wèi)生間的插座都能夠單獨(dú)回路供電。②從空調(diào)回路上來(lái)看，要將其分成單獨(dú)的客廳柜式空調(diào)回路，以及另外每?jī)蓚€(gè)空調(diào)插座作為一個(gè)回路。③除了壁掛空調(diào)的插座意外，其他的插座回路都要安置漏電保護(hù)開(kāi)關(guān)。

3.7 電氣系統(tǒng)插座和開(kāi)關(guān)選擇

插座與開(kāi)關(guān)是電氣系統(tǒng)的終端，同時(shí)，也是保障安全用電的關(guān)鍵。開(kāi)關(guān)和插座能夠?qū)﹄娏τ脩?hù)家中的電器設(shè)備以及照明燈具等閉合和開(kāi)啟進(jìn)行有效控制，與此同時(shí)，還能夠有效確保家用電器能夠在穩(wěn)定安全的電源中進(jìn)行連接。通常情況下，一旦開(kāi)關(guān)閉合，電器設(shè)備就應(yīng)該與電源接通；一旦開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，電器設(shè)備就需要切斷供電，因此，合理選擇插座和開(kāi)關(guān)對(duì)于保障安全用電至關(guān)重要。

3.8 電氣系統(tǒng)備用電源設(shè)計(jì)

為了能夠確保供電的安全，大部分的一級(jí)供電負(fù)荷高層建筑通常都需要安置兩個(gè)相對(duì)獨(dú)立的供電電源。如果需要使用十分重要的用地負(fù)荷，則備用電源設(shè)計(jì)能夠有效保障供電的安全和可靠性，因此，在電氣系統(tǒng)過(guò)程中，應(yīng)該設(shè)計(jì)與上面的兩個(gè)電源相獨(dú)立的第三個(gè)電源作為備用電源進(jìn)行供電。在高層建筑電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程中，處于備用負(fù)荷以及應(yīng)急負(fù)荷的經(jīng)濟(jì)和容量，大部分選用的都是柴油發(fā)電機(jī)作為自備電源，這樣能夠有效保證在特殊用電過(guò)程中能夠滿足實(shí)際供電需要。

4 高層建筑電氣工程高壓供配電系統(tǒng)電氣設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)

在高層建筑中，對(duì)于照明設(shè)備和空調(diào)等設(shè)備的使用情況較多，因此，所需要的相應(yīng)負(fù)荷也較大，在電氣系統(tǒng)過(guò)程中，需要做好高層建筑中電氣工程的各項(xiàng)設(shè)計(jì)工作，這樣才能夠保證高層建筑電氣能夠正常使用，而供配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)就是其中的一個(gè)重要方面?？照{(diào)設(shè)備是高層建筑中必不可少的裝置，對(duì)于這些用電量大的設(shè)備，應(yīng)該注意做好防護(hù)工作，保證用電設(shè)備能夠盡可能地分散，在需要進(jìn)行集中管理的部位，可以采取電腦控制和監(jiān)控的系統(tǒng)進(jìn)行有效管理。高層建筑的電氣系統(tǒng)中，照明設(shè)備與一般的動(dòng)力設(shè)備基本不會(huì)共用一條干線，那樣會(huì)對(duì)電氣系統(tǒng)的整體運(yùn)行情況造成一定的不良影響。在進(jìn)行高層建筑電力工程的設(shè)計(jì)工作中，要注意做好線路這方面的設(shè)計(jì)工作。電氣設(shè)備中的管線需要采取一定的防火措施，這對(duì)于盡可能地降低高層建筑中電力泄露問(wèn)題起到良好的促進(jìn)作用。高層建筑對(duì)于供配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)工作，要注意綜合考慮到高層建筑電氣工程的整體建設(shè)問(wèn)題，從高層建筑的內(nèi)部情況出發(fā)，設(shè)計(jì)一整套完善合理且行之有效的方案策劃，為施工建設(shè)提供重要的指導(dǎo)。供配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案做好之后，施工人員在實(shí)際施工過(guò)程中，應(yīng)該嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行設(shè)計(jì)施工，同時(shí)還需要做好圖紙和實(shí)際施工現(xiàn)場(chǎng)的對(duì)照工作，為保障施工質(zhì)量做好準(zhǔn)備工作。除此以外，還需要對(duì)于供配電方案具體施工的過(guò)程進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，這樣才能夠有效保障設(shè)計(jì)方案的實(shí)際施工效果。

5 結(jié)語(yǔ)

高層建筑供配電系統(tǒng)電氣節(jié)能是一項(xiàng)繁瑣的、復(fù)雜的、系統(tǒng)的工程，其電氣設(shè)計(jì)方案能夠直接決定高層建筑應(yīng)用性和能源節(jié)約效果。高層建筑高壓供配電系統(tǒng)電氣設(shè)計(jì)包括高壓供電方案、負(fù)荷分級(jí)、高壓主接線設(shè)計(jì)、照明設(shè)計(jì)、接地和防雷設(shè)計(jì)、配電箱設(shè)置、插座和開(kāi)關(guān)選擇以及備用電源設(shè)計(jì)，在具體的設(shè)計(jì)過(guò)程中，應(yīng)該結(jié)合高層建筑實(shí)際情況，制定科學(xué)的、可行的、經(jīng)濟(jì)的、合理的優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，這樣才能提升高層建筑高壓供配電系統(tǒng)電氣設(shè)計(jì)效果。

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TU976+.1

A

1004-7344（2016）27-0064-02

2016-6-27

王心躍（1978-），男，助理工程師，大專(zhuān)，主要從事配網(wǎng)電氣設(shè)計(jì)工作。