高层建筑电气中低压配电设计研究 胡新强

高层建筑电气中低压配电设计研究胡新强

发表时间：2018-09-28T11:26:20.243Z 来源：《防护工程》2018年第10期作者：胡新强[导读] 为了能够充分应对这一挑战，低压配电系统对整个高层建筑的电气设计起到重要作用，所以设计人员在进行设计的时候，不但需要维护供电的稳定性，还需要满足电气设备的要求和安全性。胡新强

摘要：我国相关法律规定，十层或者十层以上的楼层被称为高层建筑，通常来说建筑中的电气设备数量很多而繁杂，同时也会在实际的运行中出现很多安全问题。因此为了能够充分应对这一挑战，低压配电系统对整个高层建筑的电气设计起到重要作用，所以设计人员在进行设计的时候，不但需要维护供电的稳定性，还需要满足电气设备的要求和安全性。关键词：高层建筑；电气；低压配电；设计 1高层建筑电气中的低压配电设计原则 1.1最优化设计原则

对高层建筑进行低压配电设计，应当根据高层建筑的建筑特点来进行。首先，结合高层建筑耗电量等特点，考虑实际的低压配电施工可行性，并进行高层建筑电气中的低压配电设计，对设计结果进行反复考量、计算与验证，确保低压配电系统设计的可行性与实用性。其次需要保证高层建筑的日常用电与安全用电使用需求，并为高层建筑的低压配电系统提供备用电源或发电设备。

1.2高效原则

高效性是指在低压配电系统的设计中保证配电系统各线路、各系统配置合理，以保证电能的合理分配和各线路的通顺，避免发生实际使用中出现电压不稳或者线路短路、开路的情况。高层建筑中用电设备比较多样，它们的额定电压差距比较大，所以，在电力的分配中，出现的电能损耗比较大，所以，必须通过对低压配电系统的合理设计尽量降低电能的损耗。可以根据所需电能的大小把整个建筑分为几个区域，并根据这几个区域的实际电量负荷需求设置配电中心，以达到节省点电能的目的，而且这种方式还能提高供电电压的稳定。另外，要尽量保证配电系统的各分区所分到的用电负荷的均衡，以免出现因电力分配不均出现的实际电压不稳的现象。

1.3节约原则

节约原则包括资金的节约和能源的节约，即经济性和节能性。经济性和节能性是指在保证配电系统安全性的前提下尽量减少资金的投入和能源的使用。比如根据建筑的特点和未来区域划分合理铺设线路，这样可以减少用电材料的使用，进而减少了一部分支出，另外，要懂得利用高层建筑的优势，架设太阳能系统，充分利用太阳能，这不仅能减少资金投入，还能节约能源，除此之外，简化线路、使用节能材料、充分利用地热等途径都能达到减少资金投入、节约能源的目的 2高层建筑电气中的低压配电设计路径 2.1低压配电设施设计

高层建筑电气系统中的低压配电系统，是由低压与高压配电线路、配电变压器等相关控制保护装置共同组成的。对于高层建筑来说，由于楼层高、电力用户多、电能耗能高等原因，需要以低压配电系统来满足高层建筑安全用电的需要。在这个过程中，需要进行科学合理的低压配电设施设计。在确定电源负荷的时候，需要充分考虑该高层建筑的实际用电需要，考虑高层建筑的建筑形式是商业建筑还是民用建筑。通常来说，可以将高层建筑的电源负荷划分为一级与二级负荷，在进行电力供应系统设计时，通常使用源于不同变电所的两路独立电源。出于应对突发电力情况的需要，高层建筑还应当搭配备用电源或者发电设备，如柴油发电机等，根据高层建筑的电力能源实际需求，选定合适的、超过一级电源负荷容量的发电设备。此外，高层建建筑还需要对消防设备的电力系统进行合理设计，包括消防水泵、消防风机、消防电梯等，在进行施工的过程中加以合理规划与科学配置。

2.2设置自动切断电源装置

在高层建筑电气设计中为了确保建筑人员能够安全用电，在人员和财产受到伤害的时候，电气系统能够设置自动切断故障的设备，设计人员在对建筑电气设计时，一般都会根据建筑特点以及所需要的设备情况进行合理规划。为了防止因为建筑电路受到的威胁，需要对接地保护形式进行多种点位连接，经常采用的方式就是TN和TT两种系统。TN系统的设置主要应用于电气系统短路或者发生电流过大的系统保护时，通过电流保护器来实现电流短路以及超负荷的保护设置；TT系统主要应用于由外界情况引起的导电问题，是指电气设备的金属外壳直接作用于接地保护系统，在发生危险的时候能够及时切断电流。

2.3加强接地保护

中低压配电系统中，若是不注重加强接地保护，则极容易由于高低压短接等不当操作带来漏电等安全隐患，因此考虑到高层建筑电气设计中低压配电系统的安全性，在系统设计环节中应当根据中低压配电系统以及高层建筑的特性设计适宜的电气设备接地保护装置，在系统实施环节中充分注重电力设备的标准接地要求以及接地措施的落实情况，以保障高层建筑中低压配电系统的稳定性与安全性。

2.4电源设计

高层建筑对配电设计的低压电源提出了更高的要求，除了大量的电力设备安装在一个负载和两个负载，其他要满足电力设备的电力需求，必须提供强大的电力供应电力方面，为达到这一目的，高层建筑在设计时一般采用双向独立供电方式，双向供电方式一般来自同一变电所的母线段或不同的变电站，因此即使在发生断电后，可以使用另一条电路进行供电，以确保所有电气设备稳定正常运行。

2.5配变电所设计

高层建筑中的配变电所设置应当做到布局的合理性。首先，在选择地点时，应该放在人口流量较小的地区，同时避开低洼地区。配电室要积极做好防潮、防尘措施，为所有设备的安全运行提供良好环境。配电变压器容量也是配变电所设计中需要重点考虑的问题，根据实际需要进行合理选择，保证其正常工作功率控制在限定功率的60%以内。为保证配变电所运行质量，应当配备专门管理人员加强对配变电所的巡视和检查。在高层建筑电气中的低压配电设计中，为在突发事故出现时及时更换线路，应当采用模块供电方式，只有这样才能更好的保证供电质量。

2.6低压配电安全设计

高层建筑电气设计中的低压配电安全设计，通常包括接地故障保护、短路保护与过电流保护，在低压配电设计过程中需要严格遵循我国相关的设计规范，切实保障低压配电系统的安全性与可靠性。本文着重阐述低压配电系统的接地保护系统。接地保护系统中最为常用的三种接地保护模式包括IT、TT、TN三种，其中，IT接保护模式能够在低压配电系统外网区域发生电路故障，且低压配电系统无法实现对于供电系统的保护性中断的情况下，自行启动保护模式，以避免配电系统故障造成更大的损失。TT系统是电源中性点的接地保护设计，能够对发生漏电或者接地故障时的电气设备实现接地保护。通常中性线N与PE之间，由于配电关系不存在而并不进行电力流通，二者之间并无通电。通常在用电负荷较小的高层建筑中，会使用TT接地保护系统。TN系统是当前最为安全有效的接地保护系统，在民用建筑电气设计中较为常用，电容量较低或者用电要求不高的电气系统皆可使用。TN接地保护系统的设计需要将所有电气设备外壳与保护线相连，以形成保护模式，并且连接配电系统的中性点。TN接地保护包括三种模式：TN-C、TN-S、TN-C-S。其中，TN-C接地系统是将工作零线同时作为接零保护线，是一种三相四线接地保护形式，通常在一般的电气设计中较为常用；TN-S模式是将工作零线与专用保护线相互分离，使用TN-S 模式的电气设备金属外壳接零保护是通过专用保护线来实现的，相对而言安全性更高；TN-C-S通常用于建筑临时供电，在高层建筑电气低压配电设计中的运用较少。

结论

总而言之，高层建筑电气中的低压配电设计具有相当程度的复杂性，其低压配电系统设计的合理与否，与高层建筑中电力用户的用电效果与用电安全息息相关，因此必须对低压配电系统设计工作给予足够的重视，并全面考量到高层建筑中低压配电系统可能会发生的安全性问题，制定行之有效的措施对这种安全性问题加以规避。

参考文献

[1]刘新明.浅谈高层建筑电气中的低压配电设计[J].林业科技情报,2016,48(04):78-79+85.

[2]艾迎春.高层建筑电气设计中低压配电系统安全性探讨[J].建材与装饰,2016(09):104-105.