电气工程供配电系统设计分析杜虎生

电气工程供配电系统设计分析杜虎生

摘要：随着人们对建筑行业的使用要求不断提高，而高层建筑的不断兴起也给

建筑的电气化设备提出了更高的要求。为了满足使用者的需求，电气工程的设计

人员要首先从基础开始，优化供配电系统，适应越来越复杂的电气化工程，提高

用户对建筑使用的满意度。

关键词：电气工程；低压供配电；设计措施

引言

当前，电力行业为了能够适应当前社会的发展要求，应该坚持与时俱进，为

了确保电力系统的健康运营及发展，需要将配电节能作为电力系统优化中的一项

重要内容，以降低供电配系统的电能，解决电能供求紧张的问题，确保电力行业

的发展能够与当前生态社会发展要求相适应。因此，要求电力企业需要对产业结

构进行优化调整，完善相关的设施及节能技术，展现出供配电系统的高效性、节

能性，确保能够为电力行业的发展创造出更高的经济效益。

1概述高层建筑供配电系统的相关设计内容

在现在的高层建筑中的电气工程中最基础的组成部分就是供配电系统，以使

用效果为分类标准分类的话，它可以分为区域变电站、用户变电站两部分，主要

是控制建筑中电能的分配与使用环节，供配电系统的使用与设计要符合它的使用

对象的要求，供配电系统的使用对象主要是用户以及以它为基础的电气工程，因

此供配电系统的整体设计要符合用户以及电气工程的要求。这样既可以提高用户

的满意度又可以在很大程度上保障电气工程的安全性。电流由电源端逐级流向用

户端是高层建筑配电系统主要的应用模式，这种模式成为功率单方向流动。采用

这种模式的主要目的是有利于做降压处理、利于电能的分配。10/0.4kV是现在高

层建筑普遍设计的供配电电压等级，设计人员在设计供配电系统的时候不能只借

助理论进行设计，要根据建筑的具体使用情况，特殊需求科学地确定相关参数范围，综合考虑设计方案，最大限度地优化设计方案。

2高层建筑低压供配电系统的设计要求

2.1供电电源的可靠性

在进行高层建筑电源数量的设定上，应当充分考虑当地的电网供电条件，同

时兼顾用电负荷的重要性，这是保证电源可靠性的一个重要方面。考虑到存在电

源因故停电的问题，需要设置另一回路电源来保证一些重要负荷的供电。通常，

设计中需要为一类高层建筑设置两回独立的市电供给，且电源来源于不同的变电站。针对消防设备及一些重要机电设备的供电，可以在设计中采用具有巡检功能

的自启应急发电组及UPS不间断电源。

2.2调整变电所位置，保证变电配套设备

在高层办公建筑供配电系统设计过程中，应充分考虑建筑规模与发展规划。

同时，变电所设计需充分考虑工程项目特征、用电容量与电力负荷强度等关键因素。根据设计要求和设计目的，严格按照最新的《供配电系统设计方案》，《高

层民用建筑设计防火规范》等现行国家标准进行设计，然后进行负荷等级与无功

补偿计算来选择合适的负荷分级及供电电源设计，电力变压器选择等方案。在变

电所设计过程中，应严格遵照国家标准规范选择产品，杜绝不合规、不合格产品。

2.3供配电系统的设计要合理

供配电系统的合理设计不但可以节约电能，而且还可以帮助企业合理预估用

电量。对企业建筑来说，合理的供配电系统设计可以为企业节约成本，提高经济

效益。在满足住户使用的基础上将上下级之间的连接减少到最少，根据用电设备

的具体分配合理设计配电路径。如果配电系统之间的上下级连接数量过多的话不

但会增加用电元件的数量还会增加电缆的用量，增加了供配电系统的风险。配电

间设计不合理是导致配电路径不科学设计的最大原因，因此，高层建筑供配电系

统设计人员在设计之初就要合理优化配电间的位置。变电所位置设置尽量靠近负

荷中心，比如再靠近冷冻机房的位置设置为其供电的变电所。

3提高高层建筑电气设计中低压配电系统安全性的措施

3.1设置自动切断电源装置

自动切断电源装置的设置能够实现高层建筑的安全合理用电。针对高层建筑

设备实际使用情况和建筑特点，合理设置自动切断电源装置，有效做到合理规划。通过采用TN与TT两种不同的电气系统，可以多点位连接接地保护装置，提高整

个电路的安全性。在采用TN接地保护系统、安装电流保护器的基础上，可以有

效防止短路及超负荷电流过大产生的设备损坏、火灾等。针对外界因素引起的导

电问题，应当采用TT系统，将保护系统接入机电设备的外壳，当发生漏电、触

电后以有效确保电流被及时切断。

3.2提高供电线路的安全性

高层建筑低压供配电系统的线路敷设，必须以高层建筑的结构特点为布设依据，避免线路布设不合理的问题出现。线路的布设过程中，要确保与热源的安全

距离，同时要做好线路的防腐、防震处理，全面提升线路的安全性，以防线路在

后期的使用过程中出现故障问题。在线路布设环节，要始终保持消防线路的独立性，消防线路需接入专用的消防专用电源，这样可以有效保障在火灾发生时，各

类消防设备可以实现正常运转。此外，末级配电箱必须要设置自动切换装置。在

地下车库区域，要设置独立的应急照明电箱，以保证供配电系统出现故障时，地

下车库的照明系统可以正常使用。

3.3选择高效节能型配电变压器

在选择配电变压器的过程中，应优选高效节能型配电变压器，保证节能减排

效果。配电变压器是必不可少的电能转换设备，同时也是电能快速损耗的用电设备。为此，设计人员需兼顾能源转化效率与能源损耗问题，在确保转化效率的基

础上，最大限度地控制能源损耗。设计人员不可以盲目追求电能转化效率，忽略

运营阶段产生的电能损耗，否则会产生适得其反的效果。

3.4提高供配线系统功率参数

为了优化电力系统的节能，需要将提升电力系统的功率因数为依据，确保电

网功率的损耗能够大大降低。变压器及电动机作为电力系统中的重要构成设备，

本身具有电感性，是引发滞后电流产生的主要原因，进而引发配电系统中的线路

电量出现严重的损耗。基于以上情况，要求电力企业中的技术人员在进行用电设

备选取时，应以高功率的用电设备为主，为了能够将用电设备中所携带的电感性

消除掉，需要对用电不畅电容器进行合理的设置。由于供配电系统中的静电电容

器会产生无功电流，无功电流本身在提升功率及补偿滞后电流损耗中会发生重要

的作用。因此，要求电力企业中的供配电系统设计人员，应做好节能优化设计工作，并根据现阶段供配电企业中的实际发展情况，合理选择补偿方式，补偿方式

包括成组低压补偿、集中高压补偿及分散低压补偿等。

结束语

总而言之，电气工程中的供配电系统要跟上如今我国高层建筑的发展速度。

在设计的时候根据实际情况对供配电系统进行合理设计，对其中的负荷容量计算、