1、现代高层建筑供配电设计研究摘要:随着城市的快速发展，高层建筑如雨后春笋拔地而起。高层建筑的出现解决了高度密集城市人口居住难题，为人们的生活与工作带来了极大便利。高层建筑能够为居住者创造一个舒适的环境，其前提是拥有足够的电力作为能量保障。现代高层建筑供配电系统作为建筑正常运行的能量来源，长期以来都受到了设计等部门的高度重视。本文详细论述高层建筑供配地系统设计中的要点，重点阐述供配电系统设计中涉及到的关键内容，通过对供配电系统的配电方式、负荷计算以及变压器选择等方面的研究，以提高共配电系统设计工作的质量。 关键词:高层建筑；供配电；设计要点 Abstract: With the rapid dev
2、elopment of the city, such as bamboo shoots after a spring rain after another high-rise buildings. The emergence of the high-rise building to solve the highly dense city population problem, it has brought great convenience to peoples life and work. High-rise buildings are able to create a comfortabl
3、e environment for the occupants, the premise is to have enough power for energy security. Modern high-rise building power supply and distribution system for the normal operation of the building energy source, has long been highly valued by the design department. This paper discusses in detail the hi
4、gh-rise building distribution points to in the system design, focusing on the key contents related to the design of distribution system, through the study of distribution mode of power supply and distribution system, load calculation and selection of transformer, in order to improve the design of di
5、stribution system quality. Key words: high-rise building; power supply; design points 中图分类号: TU97 0 前言 改革开放以来，我国城市化建设取得了举世瞩目的成就，伴随着城市化的脚步，现代高层建筑的出现是必然的结果。在城市这个相对狭小的空间里，高层建筑高效地利用城市空间，承载起高密度的城市人口，对城市生活、经济发展起到极大的推动作用。根据国家相关规定，通常将建筑高度大于 24 米的多层民用建筑及层数在 10 层以上的住宅建筑称为高层建筑。在科技高度发达的今天，高层建筑的电气化水平应经达到了一个相对高的高
6、度，电梯、空调、闭路线路、广播电话、给排水、防雷接地极照明灯安全服务系统广泛地应用于高层建筑中。而上述的一切配套系统的正常工作运行都需要供配电系统的支持，供配电系统已经成为了高层建筑不可分割的一个重要组成部分。作为一种舒适性佳、安全性好、经济合理的建筑形式高层建筑受到了社会各界的广泛认可，高层建筑诸多功能的实现依赖于科学合理的供配电系统。一个设计良好、运行状态良好的供配电系统保障着高层建筑的正常运转，而当供配电系统出现故障时就有可能导致高层建筑电气灾害的发生，严重时危及居住者生命与财产安全。因此，在高层建筑供配电系统设计要对高层建筑电气系统进行科学合理地规划与设计，以保障高层建筑供配电系统安全
7、可靠地运行，促进高层建筑设计功能的实现，为人们创建一个舒适安全的居住环境。 1 现代高层建筑常用的供配电系统 现代高层建筑不同于普通建筑，其对建筑安全性能的要求更高。目前高层建筑常用的配电系统如下：一、双电源各自独立的系统；二、设有应急发电机组的系统；三、带不间断电源装置的供电系统。双电源各自独立系统主要应用于一类高层建筑，该系统要求两个外部电源是相互独立的，目的在于满足建筑消防负荷的要求。此外还需要设置附带自动投入装置的专用馈电线路，此线路相对正常电源独立。双电源各自独立系统能够在高层建筑发生火灾时，及时地切断非消防电源，同时保障对消防负荷的有效供电；高层建筑中设置应急发电机组，目的是为了在
8、紧急状况下向重要性较高的负荷进行供电，提升了供电的可靠性。通常高层建筑应急发电系统在断电状况下快速启动的时间要求为 15 秒到 30 秒之间，供电中断的时间不允许超过这个范围。但在实际运用过程中也会出现一些问题，比如在供电网络一回路发生故障而外部电源并没用停止供电的情况下，备用应急发电机组是不会启动发电的，这样一来可能会造成消防负荷长时间处于断电状态，此外尽管机组自动启动了，若发电机出线回路发生故障，那么也将无法保障重要负荷的用电；对于不间断电源装置供电系统而言，其设置的目的在于对那些极为重要的负荷进行供电保障，一些高层建筑在建立发电机组供电的基础上，又设置不间断电源装置，以提高重要负荷用电的
9、可靠性。不间断电源装置主要应用在对连续供电要求极高或中断供电时间要求为毫米级的供电系统中。 2 现代高层建筑供配电系统设计要求 现代高层建筑在进行供配电系统设计中，要严格遵循国家相关标准规范，使最终的设计效果达到预定要求。供配电系统设计具体要达到以下几个方面的要求：一、设计的可靠性；二、设计的节能性；三、设计的安全性。高层建筑设计的可靠性要求包管的供电电源能够满足建筑内部各项用电负荷的需求，能够确保一、二类负荷的供电稳定性，同时要求用电负荷的电能质量达到国家相关规范要求；高层建筑由于其整体结构的巨大的原因，使得相应配备的供配电线路长度很长，长距离供电容易产生线路损耗及电压损失，不利于电能的有效
10、利用，为了节约能源，可以通过优化设置配电压器的方式来减少不必要的能源损耗；供配电系统安全性设计是整个设计中极为重要的一环，设计过程中力求系统的简单可靠，保证系统实际操作中不会产生危险，便于检修维护。 3 现代高层建筑供配电系统设计 3.1 负荷等级 高层建筑建筑空间大，能够容纳大量的人员及设备设施。高层建筑各项功能的实现离不开各种电气设备及机电设施，而这些设备设施的用电负荷都是极大的，这就造成了高层建筑整体供电负荷巨大，为了进行有效的电力管理，需要对建筑内的各种用电负荷限制分级。对重要性大的用电负荷要保持其供电的稳定性，而一些普通的用电负荷可以视情况间断供电，这样既能够保障供电的合理，也不会造
11、成电能浪费。对于高层建筑要对其用电负荷进行合理的分级，根据建筑类别、用电负荷性质等来划分负荷级别。通常情况下，我们将一类高层建筑中的消防用电设置为一级负荷，二类建筑中的消防用电则视为二级负荷，而对于超高层建筑而言，应当将其消防用电划为一级负荷。当一级负荷为特别重要负荷时，影响一级负荷的空调用电也应该视为一级负荷，若高层建筑中只存在大量的一级负荷，而没有特别重要的额负荷，此时空调用电可视为二级负荷。 3.2 供电电源电压、主结线、负荷计算及变压器选择 高层建筑因其负荷较大的特点，使其供电必须采用高压。高压供电能够减少因电能长距离输送造成的损耗，有利于电能的高效使用。现阶段我国大陆区域的供电电压通
12、常设置为 10 千伏，在部分地区也采用了 20千伏供电电压。相比于 10 千伏电压供电，20 千伏电压供电具有提升供电功率、降低长途运电能耗、对现代高层用电特性契合性更好、满足多回路、减少供电设备投资等优点，所以笔者对当代的高层建筑供电电压选择更倾向于 20 千伏。 高层建筑供配电系统高压供电所采用的主结线通常为单母线制，之所以采用单母线制，是因为其结构相对简单，涉及的设备较少，不需要投入大量资金。高层建筑供配电系统的负荷计算，虽然到现在还没有一个较为准确的计算方法，但在国内多采用单位容量法、需要系数法等方法进行用电负荷的计算。目前高层建筑在进行供配电系统设计时多采用容量加大的变压器，追求其高
13、效率。但变压器容量也并非越大越好，还得依据高层建筑实际的用电负荷来选择合理容量的变压器。 3.3 合理选择变配电所的位置 城市土地是极为宝贵的，高层建筑公用工程设施比如水泵房、空调设施及换热站等耗电量大的负荷，在变配电所位置选择时要考虑设置在尽量靠近耗电量大的负荷周边，目的是避免因长距离供电而造成电能损失，此外还得确保建筑高层的一些供电干线的最大电压降不大于规定值。在实际位置选择中，配电所的位置设定应该遵循下列原则：一、配电所尽可能靠近负荷中心；二、配电所进线与出线要便利，并接近电源侧；三、所选位置应该便于设备设施的安装，并且周围不存在危险物质，不存在腐蚀性强的物质，环境要少尘干燥；四、配电所
14、要远离积水区域。而对于变电所的选择而言，则应该设置在高层建筑的地下室、中间层或最高层，针对实际情况合理选择位置。 4 结语 高层建筑的出现改变了传统城市的规划格局，为城市居住者创建了一个舒适的生活、工作环境，同时也促进了经济的发展，为城市添加了一道独特的风景线。高层建筑供配电系统是建筑实现各种功能的前提，没有合理的供配电设计，高层建筑中的各种电气设备、机电设施等就无法正常运转，建筑自身的性能无法得到充分发挥。因此，相关设计部门一定要重视高层建筑供配电系统的设计工作，通过科学合理的设计促进供配电系统的安全运行，实现高层建筑各项功能，以便更好地服务于建筑使用者。 参考文献 1 陈潭先.供配电系统设计在高程建筑的应用J.城市建设理论研究（电子版）,2012,17(30):52-53. 2 黄敏德.高层建筑供配电系统设计J.城市建设理论研究（电子版）,2012,10(16):85-86. 3 李继义.高层建筑供配电系统设计的探究J.中国科技博览,2010,02(36):16-18. 4 王川,王开胜.浅谈高层建筑高低压供配电系统的设计J.城市建设理论研究（电子版）,2012,41(33):52-54.
