高层建筑电气中低压配电设计研究

高层建筑电气中低压配电设计研究

发表时间：2018-01-10T10:09:08.657Z 来源：《电力设备》2017年第27期作者：张杰

[导读] 摘要：高层建筑电气中的低压配电设计是比较复杂的，因此在施工过程中应当依据最优、经济、高效性等的原则，加强电气设施、安全保护、电能分配三方面的设计，以此来保证高层建筑的用电安全性和可靠性。

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摘要：高层建筑电气中的低压配电设计是比较复杂的，因此在施工过程中应当依据最优、经济、高效性等的原则，加强电气设施、安全保护、电能分配三方面的设计，以此来保证高层建筑的用电安全性和可靠性。本文对高层建筑电气中低压配电设计进行了探讨。

关键词：高层建筑；电气；低压配电设计；策略

由于当前社会环境下对于高层建筑电气中低压配电设计的要求越来越高，因而在进行低压配电设计时，设计人员需要综合考虑多方面因素，制定科学合理的设计方案，努力减少损耗，提高供电效率，同时保障用电的安全性与稳定性，满足人们在实际生活中对于用电的需求。

1 高层建筑配电系统的特点

1.1用电设备种类多

高层建筑具有生活和商业的双重功能，这要求相关配套设施必须非常完备，缺一不可，如水、电系统，采暖设施，消防系统，通风系统等。高层建筑的配套设备种类繁多，多数都需要配电设备的支持。

1.2用电量高，负荷大

高层建筑中用户多、设施全，需要用电的方面非常多，如电梯、家用电器、二次供水等，导致用电量高、负荷大。因此，高层建筑电气配电设施需要具有较强的稳定性和安全性。

1.3供电要求高

高层建筑的用户非常多，不仅要满足生活的需要，还要满足商业需求，因此对配电设施的供电功能要求极高，而且配电系统在保证正常用电同时，还要确保在供电系统出现故障时，有备用的设施来保证电力的正常供应。

1.4供电系统复杂

高层建筑配电系统的实用性非常强，与多数其他功能都紧密相关，因此十分复杂。电气配电系统繁多，各个分支相互关联，如为保证供电的稳定性，供电系统会采取分段供电，电路系统很庞杂。消防设施是高层建筑里必不可少的，含有温度、预防、报警等多项功能，这些复杂的系统一起构成了消防安全设施的运行。

同时，随着科技水平的提高，为了提高工作效率、节约人力成本，很多高层建筑的配电设施对自动化、智能化的要求较高，这使整个电力系统变得更加复杂。

供电系统的设置也很复杂。出于稳定供电、解决楼层高度方面的问题，高层建筑一般都具有多个配电系统，而且供配电室、消防系统一般都分布在整栋建筑的多个楼层。

2高层建筑电气中低压配电设计的策略

2.1确定负荷等级，计算负荷容量

按照高层建筑电气系统设计的相关规定，确定低压配电的负荷等级，根据相关规定，一类高层建筑低压配电系统的一级负荷包括疏散走道、疏散楼梯和消防电梯中的应急照明灯、消防风机房和泵房的备用照明、消防风机、消防水泵、电梯等；二级负荷包括生活泵电力等；三级负荷是指除了一级负荷和二级负荷以外的电负荷；二类高层建筑低压配电系统的二级负荷包括疏散走道、疏散楼梯和消防电梯中的应急照明灯、消防风机房和泵房的备用照明、消防风机、消防水泵、电梯、生活泵电力等；三级负荷是指除了二级负荷以外的用电负荷。不同的负荷等级，其应用范围也是不同的，一般情况下可将电力负荷分为商业用电和居民用电。由于商业用电和居民用电采用的是不同的计算方法，因此高层建筑电气中的低压配电系统应商业变电配置室和居民变电配置独立、分别设置。高层建筑居民用电主要包括动力、照明等生活方面的用电，由居民变电系统提供稳定电力。高层建筑商业用电主要包括地下室照明、商业照明、电梯、售楼中心等，由商业变电系统进行供电。设计人员在计算高层建筑电力负荷时，可采用负荷密度法和单位容量法。

2.2 供配电电压设计

高层建筑电气中供配电电压设计，为了确保供电系统的稳定、可靠运行，相关设计人员应严格按照高层建筑电气系统设计要求进行设计。一般情况，高层建筑工程有严格的电力负荷要求，普通的一级电力负荷容量比较小，在选择供配电电压时，结合高层建筑电气系统的设计要求和实际电力负荷需求，选择一路或者两路市政电源或者发电机组作为整个高层建筑低压配电系统的电源，满足建筑用户的用电需求，通常采用10kV 高压电源和380 /220V 低压配电电压。

2.3 合理布局变电所

结合高层建筑电气系统的负荷容量大小和电力负荷分布情况，确定变电所的配置数量和具体位置，尽量选择负荷率在70%～85% 之间的变压器，低压线路供电半径应控制在200m 范围内，如果高层建筑的低压配电电容量大于400kW，供配电线路距离应大于250m，并且可结合高层建筑的实际要求，适当增加变配电设备。在高层的商业建筑中，地上三层的商业楼层具有较高的商业价值，因此可将商业变电配置所设置在高层建筑的负一楼( 非最底层) ，便于从地下车道运输相关变电设备，然后进行安装。

2.4 高低电压运行和结线方式

高层建筑电气系统中的高低电压运行和结线方式都应按照严格的设计路线要求进行。首先，电气系统高压线采用单母线运行的结线方式和10kV 进线，变压器低压侧应用分段、独立的单母线结线运行方式，每结一段单母线对应一台变压器，各段母线之间采用母联开关进行联结和操控。电气系统在正常运行条件下，低压配电系统每段母线都独立运行，如果某一台变压器发生运行故障，工作人员可采用手动方式，将该段母线的母联开关关闭，由同一组另一台变压器进行正常供电。在高层建筑电气系统运行过程，一旦变压器恢复正常，低压配电母线中的母联开关自动开启，恢复正常的运行模式。其次，在电气系统变压器低压侧设计应急母线，利用正常的柴油发电机电源供给和电源用电为整个低压配电系统的应急母线提供电量，确保高层建筑应急状态下低压配电的下一级电力负荷量，母线中的双向开关不包含电气设备和机械连锁，可有效预防向市政供电网中反向供电，并且系统采用双重电源或者双回路供电方式为消防设施实现负荷用电，应急设备