1、浅谈供配电技术在建筑中的应用摘要:本文主要针对高层建筑供配电技术中的负荷等级、供配电电源电压及主结线、有关电负荷的计算问题、变压器的选择、变配电所位置的选择和机房与机电设备的配置六个方面进行了论述。 关键词: 供配电 建筑 电力 中图分类号： U224.3+1 文献标识码： A 文章编号： 1 负荷等级 高层建筑供电负荷大，因而须对各种用电负荷进行限制分级，该保的一定要保，该停的则停，区别对待这样既做到供电合理又不造成用电浪费、增加成本。 按照建筑电气设计技术规范对负荷划分的标准是： 1.1 一级负荷：a、中断供电将造成人身死伤者；b、中断供电造成重大政治影响者；c、中断供电将造成重大经济损失
2、者;d、中断供电将造成公共场所秩序严重混乱者。 12 二级负荷: a、中断供电将造成较大政治影响者;b、中断供电将造成较大经济损失者；c、中断供电造成公共场所秩序混乱者。 1.3 三级负荷：凡不属于一、二级负荷者。 按高层民用建筑设计防火规范规定：高层民用建筑的消防控制室、消防水泵、消防电梯、防排烟设施、火灾自动报警、自动灭火装置、火灾事故照明、疏散指示灯标志和电动防火卷帘、阀门等消防用电对一类建筑来说为一级负荷，凡属二类建筑的上述设备用电为了保护人民生命财产安全的应属一级负荷用电保护。 一般说来高层建筑用电负荷大部分属于一级负荷。对于设计接待国家元首级及政府要员的高级宾馆里的高级客房、总统套
3、间、部分客梯、宴会厅、国际会议厅、经营管理用电脑电源、通讯电源、新闻摄影电源以及大厦的航空障碍导航灯等均属一级负荷。 也有人提出对一、二级旅游宾馆的下列部门及设备也应按一级负荷保证供电： 安全出口照明、出纳台和会计室照明，20走廊照明和 50的楼梯间照明。少量的客梯和服务电梯，污水泵及少量冷冻设备、电话设备、广播设备和保安设备用电，自动门、经营管理用电脑及外部设备电源、宴会厅、餐厅、娱乐厅。 显而易见对高层建筑的负荷分级准则，一要看建筑物类别，二要看用电负荷性质来区别对待一、二级用电问题： 2 供电电源电压及主结线 高层建筑由于用电负荷较大它一般采用高压来供电供电电压国内多为 lOkV (香港
4、地区 11kV日本 22kV美国 13.8kV) 高压供电系统主结线一般多采用单母线制:单母线制主要特点是结构简单，需用的设备少，投资省，经济性好，因而一般高层建筑及工矿企业采用较多。 具体结线有以下几种： 单母线不分段结线灵活性低，母线一旦发生故障时，母线功率就会100丧失，使供电系统全遭破坏向用户供电全部中断。实际上母线故障较少，设计上还是经常被采用。将母线分段后，可靠性大大改善当母线故障或检修时，可保证部分用户供电。而当引出线断路器故障和检修时，则该引出线用户必须停电。若采用带旁路母线的结线后这一缺点也可克服，做到变电所检修时不影响用户的供电。现在，由于高压手动式开关柜的广泛使用，大大提
5、高了供电的可靠性，所以带旁路母线的结线法已用得较少了 供电电源及回路数要根据负荷等级大小及地方电网的具体情况结合考虑。 电力系统不发生故障是不可能的，为了保证在电力系统中断供电时，能保证对特别重要的负荷供电，按高层建筑用负荷重要性，需设计双回路供电以满足要求，除此以外还可设置自备柴油机发电机组，发电机的容量一般可按下述因素考虑：1)按变电器容量的 1030 选择，2)按一类负荷选择，3)保证消防水泵等的正常启动和运转。为此发电机容量应不小于最大，是消防泉电动机容量的 4 倍。 为了在火灾及地震等特殊情况下，电力供电系统被破坏，自备柴油发电机电源都不能供电时，保证高层楼内人员能够及时安全的疏散，
6、各楼层还应设置带电池的应急灯照明，以保证安全疏散。 3 有关电负荷的计算问题 对于高层的电负荷计算目前尚无一个权威而准确的计算方法国内外大都是采用需要系数法或变形的需要系数法及单位容量法等。当前比较实际的作法是，根据已投入运行的高层建筑变压器安装的容量及负荷率的大小来估算进行设计的同类建筑电负荷大小，这样就可避免因由经验或调查研究不够而与实际相差太远。同时还应对其他工种如空调、给排水、动力及工艺等专业提出的用电指标加以综合平衡，以选择合理的计算方法及需要用电系数。并从本专业的合理性出发与各工种协商，以促进其他专业提供的用电指标更趋合理。 实践证明，各种高层建筑材料在完成投入一段时间后，由于建筑
7、物使用情况及功能的改变，对变压器进行改造增容是常有的，过分的追求精确计算变压器容量实无必要，倒是在配电设备的选择时应考虑增容的可能。在选择变压器时，对于经常处于备用状态的消防泵、喷淋泵、排烟风机等不作计算负荷的一部分，这样，对于减少整个基建的初投资、减少变电压器的损耗、节约电能及提高经济效益都有着积极的意义 4 变压器的选择 目前，高层建筑中的变压器一般广泛采用环氧树脂浇注型干式变压器，其防火、防爆、耐热以及体积小、噪音低、损耗少等优点特别适合在高层建筑中采用。 现在高层建筑中使用大容量变压器(单机容量超过 1600kV)已非少见，相对而言，大容量变压器效率较高，但投入时涉及的负荷面也宽。因此
8、，科学地综合各种因素，再根据各相关专业的用电要求适当的确定变压器单机容量及其台数是很有必要的。一般来说，根据空调设备的分组来设置专用的变压器是比较合适的，这样就可按照空调机组的投切来投切相应的变压器，从而取得良好的经济效益。 5 变配电所位置的选择 城市土地紧张，高层建筑辅助设施用房如冷冻站、空调机房、水泵房、等都进楼设置。而这些机电设备的用电量很大，变电所进楼后靠近这些机电设备，以缩短供电线路，减 少电能损失，同时为保证对高层部分供电干线的最大压降不超过允许值，变电所的设置地点应有所选择。 一般来说，变电所的选址有 下几种：1)将变电所设在地下室或相邻的辅助 建筑内；2）在地下室和最高层设变
9、电站；3)分别在地下室、最高层和中间层设变电站；4)仅在中间层设变电站。 高层建筑的机电设备大致分成以下两大类，其中大部分需供给电源：归纳后可分为动力电力、一般照明电力、其它用电等三部分。其中动力电力属于大宗用电，负荷大部分集中在高层下部的冷水机组，除空调冷却塔在高层上部外、一般电力供电的各种水泵房也大都设在底层，且设在底层的其他设备也不少，所以变电所设在底层是有利的。当建筑高度不超过 lOOm，层数 30 层左右，低压 380/220 的供电半径一般不会超过 250m因此可以证干线最大压降不超过允许值。 在 40 层以上的超高层建筑中，各种电梯较多，此部分负荷大都集中在大厦的顶部，竖向中段层数较多，常设有分区电梯和中间泵站，在这种情况下宜将变电所上下布置。 6 机房与机电设备的配置 任何一栋高层建筑，都有特定的功能要求，用此，必须要有一定的机电服务设备与之配合，这些设备也要占一定的建筑面积，该部分建筑面积称为设备机房。 在进行方案设计或初步设计时，设备工种将根据大厦的功能，按国家规范及主管部门的要求提出各种设施的设备用房要求 建筑师应根据这些要求在相应的平面中予以保证。在规划这些设备用房时，最重要的是解决配电设备用房的位置、面积要求层高，并与建筑师及结构工程师密切合作方能设计出合理、实用、经济的机房平面布局。
