现代高层民用建筑的供电设计及负荷统计分析

现代高层民用建筑的供电设计及负荷统计分析

作者：杨正宏

来源：《城市建设理论研究》2013年第27期

摘要

随着国家经济建设高速发展,现代化高层建筑如雨后春笋拔地而起,改变着城市的面貌。

高层民用建筑与其它民用建筑或工业建筑相比，既有不少相似之处，又有其本身的特点:1、人员密集。高层建筑高度高，建筑面积大，建筑物内居住大批人员.2、具有多种功能。现代高层民用建筑集办公、娱乐、商业等功能于一身，具有多元化功能。3、配套设备多。由于这类建筑具有多种功能，因此与消防、空调、给排水等专业以及与现代化管理手段相配套的设备相当多。4、内部装饰复杂。这类建筑往往要营造出舒适的生活环境，因此建筑装修标准高、装饰复杂。5、强调“消防”。这类建筑人员密集、设备繁多、业务活动频繁、火灾隐患多，因此必须符合消防要求。

满足这些要求是供配电设计者首先要考虑的问题,所以我认为选这个题目作为分析是非常有意义的.

关键词：高层建筑供电设计负荷统计方法

中图分类号： TU97 文献标识码： A

1、高层建筑电气设计的组成

建筑电气设计是现代高层建筑的重要组成部分，一般来讲，建筑电气设计大致分为强电部分和弱电部分。

强电部分的设计包括低压配电系统，动力照明干线系统，配电箱系统和导线电缆的敷设。强电部分是建筑电气设计的基础和主干部分，建筑电气的重要性和可靠性都取决于强电部分设计的好坏。而弱电部分包括有线电视及卫星电视系统，通信系统，广播扩声系统，火灾自动报警与消防联动系统还有综合布线系统，目前设计中比较深化的是火灾报警及消防联动系统与综合布线系统两部分。

2、配电系统的原则

配电系统设计应满足供电可靠性和电压质量的要求。配电系统以三级保护为宜。系统结构不宜复杂，在操作安全、检修方便的前提下，应有一定的灵活性。配电线路或配电室及配电箱应设置在负荷中心，以最大限度地减小导线截面，降低电能损耗。同一用电设备性质相同或接近，应有同一线路供电；不同性质的用电设备应有不同支路的线路供电。

在配电系统中的配电屏、箱应留有适当的备用回路。选择导线截面也应适当留有余量。

对高层建筑、综合性大楼的要求：

1、当高层建筑的建筑高度超过250米时，应提交国家主管部门组织专题研究、论证。

2、高层建筑应根据其供电方式预留配电室和装设电能表的位置，配电室和电能表可集中或分层集中布置，配电设备应无油化、智能化，配电室设计应充分考虑消防要求，并配备火灾报警装置。

3、高层建筑住宅及商、住、办综合大楼

（1）应采用10kV双电源供电，设两台及以上干式配电变压器。

（2）居民客户实行一户一表，集中装表的供电原则，其它用电负荷在满足供电半径的前题下宜采用设分配电室装设总表供电，对消防设施、应急照明、过道灯、水泵和电梯等重要负荷还应设置应急电源。应急电源按末端切换设置。

3、负荷统计计算

3.1 负荷计算的方法

1、需要系数法。用设备功率乘以需要系数和同时系数，直接求出计算负荷。这种方法比较简单，应用广泛，尤其适用于配、变电所的负荷计算。

2、利用系数法。采用利用系数求出最大负荷班的平均负荷，再考虑设备台数和功率差异的影响，乘以与有效台数有关的最大系数得出计算负荷。这种方法的理论依据是概率论和数理统计，因而计算结果比较接近实际，但因利用系数实测与统计较难，在民用建筑电气中一般不用。

3、单位面积功率法、单位指标法。

一般情况下，在方案设计阶段可采用单位指标法；在初步设计及施工图设计阶段，宜采用需要系数法；对于住宅，在设计的各个阶段均可采用单位指标法。

因此具体工程的负荷计算中，一般先用根据单位面积功率法大致估算本工程的计算负荷，然后再用需要系数法进行进一步计算。

⑴设备容量的计算

在计算用户的设备容量时，应先对单台用电设备或用电设备组进行下列处理再相加：

①单台设备的设备容量一般取其名牌上的额定容量或额定功率。

②连续工作的电动机的设备容量即名牌上的额定功率，是轴输出有功功率，未计入电动机本身的损耗。

③短时工作电机，需考虑使用系数。

④照明设备的设备容量采用光源的额定功率加上附属设备的功率。如荧光灯、金属卤化物灯、高压钠灯、高压汞灯，均为灯泡的额定功率加上镇流器的损耗。低压卤钨灯、低压钠灯为灯泡额定功率加上变压器的功耗。

⑤成组用电设备的设备容量不包括备用设备。

⑥消防设备与火灾时必然切除的设备取其大者计入总设备容量。

⑵计算容量的计算

a、居民住宅用电标准：居民户供电容量按表1.1估算。为避免重复改造，达到方便客户和提高用电水平的目的，适应城镇居民对电力的需求，不断提高供电服务质量，新建住宅原则上应实施一户一表供电。

表1.1

3.2 高层负荷计算及功率补偿以及变压器的选择实例

对某高层建筑的电气设计，工程概况：综合办公楼，地下一层,地上十六层，地下层作为配电室，一到五层作为商场，六到十六层作为民用，按“高规”划分，属一类高层建筑，消防控制室、消防水泵、消防电梯、防烟排烟风机、应急照明等消防设备及普通电梯、消防电梯、生活水泵按二级负荷，采用一用一备两路高压电源供电或一路高压，另一路备用电源（柴油发电机组），并在最末一级配电箱处设置自动切换装置。其它动力设备、照明用电为三级负荷。

照明负荷计算：采用单位面积功率法

每层配电箱有功（2.1）

计算电流:（2.2）

用电设备组计算负荷：（2.3）

（2.4）

（2.5）

配电干线计算负荷（2.6）

（2.7）

（2.8）

（2.9）

式中W------------------单位面积功率（W/m2） S------------------ 供电面积（）

------------------同时系数

------------------需要系数

Q-------------------用电设备组无功功率（KVA） P--------------------用电设备组有功功率（W）表2-1

补偿:

QC=Pc×( tanarcCOS0.8- tanarcCOS0.92)

=1168.97×(0.75-0.43)

=374 (kvar)

S*c=