1、高层建筑电气中低压配电设计【摘要】建筑电气设计中的最关键部分之一是低压配电系统，是建筑电气系统中一个关键性环节，对整个建筑电气系统都具有较大的影响。一旦低压配电系统设计在施工中出现问题，就会对建筑的安全产生影响，低压配电的设计是整个建筑电气最大的安全隐患之一。尤其是随着高层建筑的不断增多，高层建筑中电器的应用也越来越多，使得高层建筑的电压负荷量逐渐增大，要保证高层建筑中用电的安全，就要保证整个电气系统的安全，尤其是低压配电的安全。本文结合乌鲁木齐的高层建筑中天广场大厦为例，对高层建筑中的低压配电系统设计进行分析探究。 【关键词】高层建筑；低压配电设计；安全性 中图分类号：TU208.3 文献标
2、识码：A 文章编号： 0.引言 我国把楼层超过 10 层以上的住宅建筑和高度超过 24 米的民用建筑归为高层建筑。随着我国建筑用地面积的不断减少，但是建筑物的需求量却在增加，这使得建筑的需求量与用地面积产生了矛盾，为了节约用地，我国建筑的发展趋势不断超高处发展，逐渐衍生出高层建筑1。在高层建筑中，随着电器设备的不断增多，用电量也越来越大，高层建筑中的用电安全问题也面临着严峻的挑战，人们对高层建筑中的电气系统设备的要求也越来越高，在高层建筑中，电气系统设备不仅要满足普通电器和供电的稳定，还需要保证一些智能化电气的需求。本文结合中天广场大厦，对高层建筑中的低压配电的设计进行分析探究，目的是保证高层
3、建筑供电的稳定和用电的安全，推广安全低压配电的设计。 1.低压配电的概述 低压配电（Low Voltage Distribution）包括了配电变电所、高压配电线路、配电变压器、低压配电线路及其相应的保护和控制设备3。低压配电有多个组成部分，包括能够自动进行失压、欠压，进行过载和短路保护的低压断路器；智能配电；与高压断路器不同的低压配电开关；熔断器；变压器和漏电保护装置。其中低压断路器分为微型断路器、塑壳断路器、框架断路器和万能断路器；职能配电由复合开关、操作手柄无功补偿的成套装置和控制器组成；低压配电开关包括负荷开关和隔离开关、刀开关等；熔断器由由熔芯、熔断器的底座和低压型熔断器组成；变压器
4、有电子变压器、控制变压器和隔离变压器三种类型。 2.高层建筑中低压配电设计的要求 高层建筑中低压配电系统设计的要求比一般建筑高，高层建筑对低压配电设计的要求主要包括以下几个方面，第一个要求是高层建筑中要求低压配电的设计能够保证高层建筑中可靠的供电和高度的灵活性；第二个要求是保证低压配电中简洁的接线方式和合理方便的施工运行及维护；第三个要求是电压和电能的损耗要可控制在高层建筑规定的范围之内；第四个要求是在低压配电的设计过程中，选用的设备、元件和材料必需符合国家的规定，尽可能的与国家规定的 IEC 标准相符；第五个要求是尽可能节省初期的投资费用和后期运行的费用；第六个要求是尽可能的多含高科技技术含
5、量。 3.低压配电系统设计分析 3.1 负荷等级 国家规定我国的一类高层民用建筑中消防控制室、消防水泵、消防电梯、排烟设施、自动火灾报警系统、火灾疏散指示标志、电动防火卷帘等用电负荷必须满足一级负荷规定。 3.2 供电方案 对于低压供电方案的设计，要求一级负荷的供电电源包括两个，这种配电方案可以保证一个供电电源损坏的同时，可以启动另外一个电源。具体的低压供电如图所示。 图 1 低压供电配电系统图 3.3 运行特点 高层建筑中的低压配电运行系统有四个特点，一是断开 K1、K2，闭合 K3、K4，保证柴油发电机处于不工作状态；二是在非正常状况下，大厦停电时，使用备用柴油发电机能够在 15 秒之内自
6、动供电，此时电路的状态是 K3 断开，K1、K2 处于闭合状态；三是属于消防停电时，受到火警信号的影响，从 K1 到 K4 都处于断开状态；四是消防状态下正常供电时，受消防信号的影响，400 千伏的变压器自动切断，除了 K4 闭合之外，其它的都处于断开状态。 这种低压配电的供电系统具有以下三个优点，一是它保证了大厦在非消防状态停电时，可以正常供电；二是在负荷处于末级未切换状态时，能够进行手动操作，使得切换的两路进线以备用；三是在消防状态下保证正常可靠的供电。 3.4 低压配电的方式 与普通建筑相比，高层建筑的楼层相对较高，这就要求低压供电的配电体系延长，使得供电距离拉大，增加了供电的负荷量。在
7、高层建筑的低压配电中，普遍以放射式从配电间的低压母线中引出多条干线，再根据高层建筑形成“树干式”的配电网络。高层建筑中的干线覆盖在电气竖井中，满足了建筑防火的要求。 除此之外，在低压配电系统中的配电方式还包括了放射式的配电方式和混合式的配电方式，放射式配电方式的突出特点是它的配电线路相对独立，这就使得低压配电的安全性得到了保障，然而，由于它需要的干线和相关材料比较多，普遍用在对安全性能和供电要求比较高的场所和用电量大的电器设备中，保证充足的供电。而混合式配电方式是综合放射式和树干式所形成的，混合式配电要求其配电的技术不能超过三级，每一级的配电线路的长度要控制在 30 米之内。 3.5 低压配电
8、的设备选择 低压配电的设计首先要对高层建筑的负荷进行计算，再根据负荷对低压配电中的设备进行选择。其主要设备的选型包括高压开关柜的选择安装，电力变压器的选择，低压配电屏的选择和应急发电组的选择等。高层建筑中的高压开关柜普遍设在地下室，要保证符合高层建筑地下室的标准，最好选择具有“五防”功能的自动关手式开关柜；断路器和导体的选择，楼层配电箱的选择设置，对于层中配电箱的安装位置的选择，可以采取就近原则的方法进行选择；最后是公共区域内配电箱的选择设置，该配电箱的选择需要充分考虑建筑和楼层的二次装修。 配电柜是整个电动机的控制中心，包括了配电系统中的末级设备-配电板，其中配电板又包括了动力配电板和照明配
9、电板以及计量箱。配电柜的主要功能是将上一级配电设备中电路的电能按照就近原则的方式分配给其他负荷，这样可以保护这一级的设备应对负荷，同时并对其进行监视和控制。配电柜包括一级配电设备、二级配电设备和末级配电设备。配电柜的主要微机保护装置包括了高集成度、总线并芯片的单片机、高精度电流电压的相互感应器、高绝缘度的出口中间继电器和高安全性的开关电源模块。开关柜微机保护装置中开关柜电压的等级不超过 110KV，在开关柜系统中电压等级在 70V 到 220V 之间时，发电厂、变电站和配电站等也具有电压电流保护和测控的作用。 电缆的装置相对简单，通常由若干根和若干组的导线绞合形成，其形状类似于绳索，需要注意的
10、是，导线不少于两个。导线与导线之间呈绝缘状态。电缆的类型多种多样，根据其装置材料和传输用途的不同，有电力电缆、控制电缆、补偿电缆、屏蔽电缆、计算机电缆、信号电缆等，这些电缆都起到电路和电器的连接作用。 4.结语 总之，建筑中的电气系统的设计对建筑的安全和供电具有重要意义，在电气系统设计中，又以低压配电的设计为重中之重，尤其是安全隐患方面。本文结合高层建筑实例对高层建筑中低压配电的设计进行了配电系统的分析、阐述了低压配电的运行特点及其配电的方式和设备的选择，力求保证高层建筑中供电和用电的安全。 【参考文献】 1李公森；邵霖；陈青娇.建筑物低压配电系统电源 SPD 设计分析J.福建建设科技. 2008(06)7-8 2倪红梅；周占民.软弱土层中桩基础的设计及应用实例J.河南城建学院学报. 2009(04)11-12 3鲍元江；应友通.浅谈结构系统在土木工程中的应用J.华章. 2010(22)1-4
