淺析高層建筑電氣供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、淺析高層建筑電氣供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)摘要：隨著現(xiàn)代社會(huì)的發(fā)展，建筑物的規(guī)模不斷擴(kuò)大，其內(nèi)各種電氣設(shè)備的使用日趨增 多，尤其是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)的普及，建筑物越來越多采用各種信息化的電氣設(shè)備。以下 結(jié)合相關(guān)規(guī)范及工程實(shí)際情況，對(duì)目前高層建筑供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)進(jìn)行了分析，并提出了自己 的一些見解。關(guān)鍵詞：高層建筑；供配電系統(tǒng)；設(shè)計(jì)引言：一般高層建筑的供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)的目的，就是要采用一切可能的技術(shù)手段，在數(shù)量上 和質(zhì)量上滿足各種用電設(shè)備在正常工作狀況下的不同用電要求，保證供電的安全和可靠。儀 器也在不斷進(jìn)步，其中高、精、尖儀器比例不斷增加，這類儀器對(duì)電能質(zhì)量要求較高，如何 才能滿足不同電器的用電要求呢，供配電

2、線路的設(shè)計(jì)相當(dāng)重要。供配電系統(tǒng)的重要性供配電系統(tǒng)的安全可靠性在電氣設(shè)計(jì)時(shí)是至關(guān)重要的一環(huán)。電力負(fù)荷根據(jù)對(duì)供電可靠性的要 求及中斷供電的損失和影響程度分為一級(jí)負(fù)荷、二級(jí)負(fù)荷、三級(jí)負(fù)荷。一類高層建筑的消防 控制室、消防水泵、消防電梯、火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警、自動(dòng)滅火系統(tǒng)、應(yīng)急照明等消防設(shè)備為一級(jí) 負(fù)荷，還有柴油發(fā)電機(jī)房送風(fēng)機(jī)、專用變電所所用的送、排風(fēng)機(jī)及消防水泵房、消防電梯所 用的污水泵等設(shè)備應(yīng)與消防設(shè)備等級(jí)一致。一級(jí)負(fù)荷中特別重要負(fù)荷，除有兩個(gè)電源外，還 必須增設(shè)應(yīng)急電源和不間斷電源。為保證對(duì)特別重要負(fù)荷的供電，嚴(yán)禁將其他負(fù)荷接入應(yīng)急 供電系統(tǒng)。高層建筑供配電設(shè)計(jì)應(yīng)遵循的基本原則由于高層建筑的特殊性，因此

3、，在對(duì)高層建筑的供配電系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程中，必須嚴(yán)格遵 循一定的原則。具體來說，主要包括以下內(nèi)容：（一）可靠性原則。在民用高層建筑中，由于使用人員密集，涉及面廣，因此，供配電系統(tǒng) 設(shè)計(jì)必須堅(jiān)持安全性與可靠性。在規(guī)劃設(shè)計(jì)的過程中應(yīng)當(dāng)首先科學(xué)分析實(shí)際用電負(fù)荷等級(jí)， 在此基礎(chǔ)上保證供配電系統(tǒng)能夠在任何運(yùn)行方式下都可以持續(xù)性提供電力保障從而確保電 力供應(yīng)的安全可靠。（二）簡(jiǎn)潔性原則。由于高層建筑電氣設(shè)備較多，因此在日常使用以及維護(hù)的過程中，供配 電系統(tǒng)的線路設(shè)計(jì)要追求簡(jiǎn)單、清晰，盡量避免過多的電氣設(shè)備。同時(shí)，電氣設(shè)備及線路的 設(shè)計(jì)要方便使用、易于操作。只有這樣，才能充分保障供配電系統(tǒng)的安全運(yùn)行，并且也

4、有助 于對(duì)各種故障進(jìn)行及時(shí)處理。（三）保障安全性原則。在民用高層建筑中，由于電氣設(shè)備以及功能需求較多，因此，在日 常工作過程中，應(yīng)當(dāng)充分保證操作人員在日常工作以及在檢修維修過程中的安全性。供配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)供配電系統(tǒng)是建筑電氣的基本系統(tǒng)，它對(duì)電能起著接受、變換和分配的作用，向各種用電設(shè) 備提供電能。3.1電力負(fù)荷分級(jí)及其供電可靠性要求電力網(wǎng)上用電設(shè)備所消耗的功率，稱為用戶的用電負(fù)荷或電力負(fù)荷。用戶供電的可 靠性程度，是由用電負(fù)荷的性質(zhì)來決定的。劃分負(fù)荷等級(jí)，需要看建筑物的類別和用電負(fù)荷 的性質(zhì)。按民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定，對(duì)用電負(fù)荷等級(jí)劃分為三類：3.1.1 一級(jí)負(fù)荷中斷供電將造成人員傷亡者；中

5、斷供電將造成重大政治影響者；中斷供電將造成重大經(jīng)濟(jì)損 失者；中斷供電將造成公共場(chǎng)所秩序嚴(yán)重混亂者。3.1.2二級(jí)負(fù)荷 中斷供電將造成較大政治影響者；中斷供電將造成較大經(jīng)濟(jì)損失者；中斷供電將造成公共場(chǎng) 所秩序混亂者。3.1.3三級(jí)負(fù)荷凡不屬一級(jí)和二級(jí)負(fù)荷者。對(duì)各類電力負(fù)荷的供電方式要求不同，一級(jí)負(fù)荷要求采用兩個(gè)獨(dú) 立電源供電，當(dāng)其中任一電源發(fā)生故障或因檢修而停電時(shí)，不會(huì)影響另一個(gè)電源繼續(xù)供電， 以保證供電的可靠性和連續(xù)性；二級(jí)負(fù)荷一般采用雙回路供電，若有困難，則采用6kV以 上專用架空線路；三級(jí)負(fù)荷對(duì)供電無特殊要求。3.2供電電源電壓及主結(jié)線高層建筑由于用電負(fù)荷較大，它一般采用高壓來供電，供電電

6、壓國(guó)內(nèi)多為10KV（香港地區(qū) 11KV，日本22KV，美國(guó)13.8KV）。高壓供電系統(tǒng)主結(jié)線一般多采用單母線制。單母線制 主要特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，需用的設(shè)備少，投資省，經(jīng)濟(jì)性好，因而一般高層建筑及工礦企業(yè) 采用較多。3.3供配電設(shè)備供配電設(shè)備主要有變壓器、高壓配電裝置3.3.1變壓器的選擇現(xiàn)在高層建筑中使用大容量變壓器（單機(jī)容量超過1600KVA）已非少見，相對(duì)而言，大容 量變壓器效率較高，但投入時(shí)涉及的負(fù)荷面一也寬，因此，科學(xué)地綜合各種因素，再根據(jù)各 相關(guān)專業(yè)的用電要求，適當(dāng)?shù)拇_定變壓器單機(jī)容量及其臺(tái)數(shù)是很有必要的。進(jìn)行高層樓宇配 電變壓器優(yōu)化選型設(shè)計(jì)過程中，首先應(yīng)詳細(xì)準(zhǔn)確統(tǒng)計(jì)樓宇電氣系統(tǒng)負(fù)荷，

7、并根據(jù)用電總量合 理選擇配電變壓器的供電電壓、供電容量、變配電所基址等。3.3.2高壓配電裝置的選擇高壓配電裝置是用于安放高壓電器設(shè)備的柜式成套裝置，起著接受電能、分配電能的作用， 柜內(nèi)安裝有高壓開關(guān)設(shè)備、測(cè)量?jī)x表、保護(hù)設(shè)備及一些操作輔助設(shè)備。按其結(jié)構(gòu)可分為固定 式和手車式兩種。固定式開關(guān)柜將各種設(shè)備固定安裝在柜體內(nèi)；手車式開關(guān)柜將主要開關(guān)設(shè) 備安裝在手車上，可以拿出柜體外。一般將高壓開關(guān)柜集中安裝于專門的高壓配電室內(nèi)，但 當(dāng)高壓開關(guān)柜臺(tái)數(shù)少于5臺(tái)時(shí)，也可和低壓配電裝置共處一室。高壓開關(guān)柜在布置時(shí)，需 要考慮足夠的維修和操作通道。固定式高壓開關(guān)柜一般靠墻安裝，單側(cè)布置時(shí)柜前操作通道 寬度不小于

8、1.5m，一般宜為2m以上3雙列布置時(shí)，柜間間距應(yīng)不小于2m，般為2.5m 以上。手車式高壓開關(guān)柜離墻安裝，柜后通道不小于0.8m，單側(cè)布置時(shí)柜前通道不小于手 車長(zhǎng)加0.9m，雙列式柜間間距為雙車長(zhǎng)加0.6m。3.3.3低壓配電裝置低壓配電裝置是用于安放低壓電器設(shè)備的成套柜式裝置，可分為固定式和抽屜式。抽屜式低 壓配電柜將主要開關(guān)設(shè)備安裝在類似抽屜的結(jié)構(gòu)上。為維修方便，低壓配電柜一般離墻安裝， 間距0.81m；為了進(jìn)出線和安裝維修方便，高低壓配電柜底部和后側(cè)均做電纜溝，一般 溝深 0.8lm。建筑電氣的供配電系統(tǒng)的效益分析在建筑電氣的供配電系統(tǒng)構(gòu)建過程中，要加強(qiáng)降低供配電系統(tǒng)配電損失方法的分析

9、和研究。 建筑電氣的供配電系統(tǒng)構(gòu)建，不僅要保證其經(jīng)濟(jì)效益，還要提高其社會(huì)效益，避免我國(guó)能源 緊張的不斷加劇。通常情況下，主要是通過減少無功功率，提高電能的利用率，從而來降低 供配電系統(tǒng)的線損及配電損失，在實(shí)踐中，可以通過以下方面來實(shí)現(xiàn)：（1）降低和減少線路損耗；（2）加強(qiáng)對(duì)變壓器的合理選擇，既要滿足運(yùn)行要求，也要滿足節(jié)電要求；（3）提高功率因素以及平衡三相負(fù)荷等等。降低供配電系統(tǒng)配電損失的方法 由于國(guó)民經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展以及國(guó)際加工產(chǎn)業(yè)新格局的形成一些高能耗低效益的加工業(yè)逐步 轉(zhuǎn)向國(guó)內(nèi)，無疑加劇了我國(guó)能源緊張的矛盾。降低供配電系統(tǒng)的線損及配電損失，最大限度 地減少無功功率，提高電能的利用率，是當(dāng)前建筑電氣節(jié)電的重要課題之一。為了實(shí)現(xiàn)這個(gè) 目標(biāo)，我國(guó)采取了如下措施：（1）選擇及合理使用節(jié)電干式變壓器；（2）減少線路損耗；（3）提高功率因數(shù)；（4）平衡三相負(fù)荷。6結(jié)語：在滿足相應(yīng)設(shè)計(jì)規(guī)范，實(shí)現(xiàn)預(yù)定功能的前提下，電氣設(shè)計(jì)師對(duì)同一或同類建筑可能做出多 種配電方案，各方案的特點(diǎn)會(huì)有所不同。在很多具體工程中，因受到多方面因素的限制， 配電方案的合理性