高层建筑电梯配电设计问题分析

高层建筑电梯配电设计问题分析

作为一种快速便捷的运输工具，在高层建筑中被广泛使用。合理有效地进行电梯配电设计是保障电梯能够正常稳定工作的前提条件。本文通过研究高层建筑电梯配电设计的相关案例，对比分析电梯供配电设计中的电梯计算负荷，配电线路计算电流、电压降校验等问题，对高层建筑的电梯配电设计问题进行了一些有意义的探讨，希望能给高层建筑电梯配电设计工作者们提供一点参考作用。

标签：高层建筑;电梯配电设计;功率估算;计算电流

随着我国经济的快速发展，建筑行业突飞猛进。目前我国的很多城市都有很多的高层建筑，为了解决高层建筑带来的运输问题，电梯得到了广泛使用。在现实中，因为电梯的种类繁多、规格不一以及运行方式复杂等因素的影响，导致电梯的配电设计过程受到了诸多困扰，再考虑到虽然我国也出台了不少与电梯配电设计相关的国家标准和行业规范，但由于受到各种主、客观因素的影响也不可能做到面面俱到，而这些都给电梯的配电设计工作增加了难度。笔者结合自己多年的工作实践经验，就高层建筑的电梯配电设计问题进行了一些有意义的探讨，希望对建筑电梯的电气设计工作能够有所借鉴。

1. 电梯的类型和运行情况分析

1.1电梯的类型

电梯的类型主要有客梯、服务电梯（消防电梯）和观光电梯这三种。客梯是最常用的一种运输电梯，电梯设计应满足设计标准，包括运力标准和等候时间标准。服务电梯的设计在高层建筑中是比较复杂的，特别是在一些多业态建筑中。兼作消防电梯功能的服务电梯，按照防火规范要求，电梯速度需要满足60s内直达最高层。观光电梯一般设置专门的候梯大堂以分开观光人流和租户。

1.2电梯的运行情况

电梯的上行运行状态主要包括以下三种情况：①电梯电机的驱动转矩大于零，轿厢重量大于配重;②电梯电机的驱动转矩等于零，轿厢重量等于配重;③电梯电机的驱动转矩小于零，轿厢重量小于配重。电梯电机的驱动转矩的额定值也就是最大值是在轿厢处于满载状态下出现的。电梯的下行运行状态也包含三种情况：①电梯电机的驱动转矩大于零，轿厢重量小于配重;②电梯电机的驱动转矩等于零，轿厢重量等于配重;③电梯电机的驱动转矩小于零，轿厢重量大于配重。

2. 电梯功率对供配电系统的影响

在高层建筑中，电梯是目前一种最重要的运输工具，除了日常运输人们上下楼，在发生紧急情况下也要确保其运输功能的稳定性。因此，我们对电梯供电可靠性、供电线路安全性及紧急状态下的备用性要求非常高，特别是要补充疏散电

梯，其供电等级等同于消防电梯。不仅要考虑变压器供电容量，同时要计算柴油发电机（消防条件下）供电容量。

2.1电梯容量估算

在高层建筑电梯配电的设计中，对电梯电源设备的容量进行估算是极其必要的一件事。这是因为我们用的电梯都不尽相同，往往会遇到电梯的规格和参数不详的情况，在这种情况下对电梯电源设备的容量进行估算就显得格外重要。在电

气技术配电手册中，有着专门的章节介绍电梯容量的估算。如果设电梯电源设备的容量为S（kV A），电梯的额定载重量为Lr（kg），电梯的额定运行速度为v（m/s），则电梯电源容量的估算公式如下：①当电梯为交流单速电梯时。

②当电梯为交流双速电梯时，③当电梯为直流有齿轮电梯时，④当电梯为直流无齿轮电梯时。

2.2变压器容量

虽然变压器容量需要通过负荷计算来确定，但是我们也可以通过高层建筑电梯容量和变压器容量的变化规律来找到其中的规律。我们在使用电梯时，在大功率的电机启动的时候会对变压器的供电母线造成影响，使得变压器的供电母线发生压降。通常情况下电梯设备允许的电压降为-7%，所以投入使用的变压器容量必须要满足电梯启动的压降要求，同时需要考虑变压器的二次运输问题。根据电梯的实际使用研究可知，变压器安装指标（单位面积变压器容量）是随着建筑高度的增加而增加的，同时电梯负荷占变压器容量的比例也是随着建筑高度的增加而增加，这些例子都能很好地验证电梯容量是随着建筑高度的增加而增加的。在研究大量的高层建筑电梯的时候会发现越高楼层电梯设备的功率密度越高，这一趋向性变化规律同样适用于同一建筑不同区域的变电室变压器容量配置。

3. 电梯计算电流

根据现行的《通用用电设备配电设计规范》的规定，单台交流电梯的供配电线路的工作载流量应大于其铭牌连续工作制额定电流的140% 或铭牌0.5 h 或1 h 工作制额定电流的90%;单台直流电梯供配电线路的连续工作载流量应大于交直流变流器的连续工作制交流额定输入电流的140%。至于短时或周期工作制电动机的功率和计算电流，则需进行相应的折算，根据折算到暂载率下的功率和电流值进行设计。

4. 电梯配电电压降的校验

根据《工业与民用配电设计手册》的规定，如果电梯的配电线路较长，则应对电压降进行校验。此外，《通规》里也规定：当启动交流电动机时，配电母线上的电压降不能对接在母线上的照明或其他对电压波动较敏感的负荷造成干扰。具体而言，当电机的启动不频繁时，配电母线上的电压降不能低于额定电压的

85%;而当电机处于频繁启动状态时，配电母线上的电压降更是应保持在额定电压的90% 以上。同时，《民用建筑电气设计规范》也对用电设备端子处的电压偏差允许值进行了规定，要求电梯电动机宜为± 7 %。在实际工作中，一些建筑电气设计人员存在只对电梯配电房配电干线及单个电梯的配电分支进行电压降校验的现象，这显然与《通规》的规定不符，可能会给未来的高层建筑电梯配电系统的运行带来隐患。笔者认为，应该严格遵守《通规》的相关规定，在电梯电动机启动频繁时，用电机的“启动电流”来对配电母线上的电压降进行校验，而当电梯处于正常運行状态时，再根据《民规》的要求对电梯电机控制柜接线端子上的电压降进行校验。以上两个校验标准在实际应用的过程中不存在冲突，《通规》的校验标准强调的是电梯电机的启动不应对配电母线上的其他负荷设备造成影响，而《民规》的校验标准则更强调为电梯运行提供规定范围内的电压值以确保电梯得以正常工作。

5.结束语

高层建筑的电梯配电设计是一项对专业技术性要求很高的工作，在进行具体的设计过程中，既要遵守相关的设计标准和规范，同时也要对实际建筑电梯系统的运行要求进行充分考虑，只有在深入论证和分析的条件下进行科学合理的设计，才能真正保障电梯配电系统的设计质量，进而为电梯的安全可靠运行奠定良好的基础。

参考文献：

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