浅谈高层建筑供配电系统的设计

浅谈高层建筑供配电系统的设计

作者：吴树钦

来源：《建筑建材装饰》2015年第10期

摘要：随着电器的增多，当前许多建筑的用电负荷也在不断增大。人们对于供配电系统的安全性也开始更加的关注。因为一旦系统发生安全问题，将直接对人力、物力和财力造成难以估算的损失，因此必须做好建筑供配电系统的安全设计工作。

关键词：高层建筑；供配电系统；设计

前言

为了满足人们持续增加的用电量，相关部门必须不断对供配电系统进行优化设计，将传统供配电系统中的不利因素全部排除，采用新技术、新手段、新方式来进行供配电系统的设计与实践，不断提高供配电系统的安全性、稳定性及可靠性，从而保证高层建筑供配电系统的正常运行，并促进我国电力工程的持续快速发展。

1高层建筑配电设计的主要原则

1.1用电负荷要确定

在制定高层建筑的配电设计方案之前，要充分掌握高层建筑的建设规模和性质，以确定建筑的用电预算和用电负荷量。高层建筑的用电负荷量主要分布在以下几个方面：（1）建筑生活用电范畴，用于建筑暖通空调、排水、照明；（2）负责区内景观照明的用电范畴，用于绿化区域的照明和道路照明；（3）负责高层建筑内公共设施的用电范畴。随着人们生活水平的不断提高，高层建筑内的用电负荷量也随之不断上升，因此，制定的配电设计方案中的用电负荷量必须比实际调查中的用电量高出一定的程度，以保证用电量充足。

1.2强弱电设计要注意

在一般情况下，高层建筑内的室内用电在交房给住户之前就已经完成安装了，其中包括各种类型的插座，电话线，照明电路线等等。以上这些用电设备的配置与强弱电系统的配置紧密相关，因此，必须要注重强弱电系统的科学设计，严格遵守相关技术指导标准。

1.3配电布局要合理

由于高层建筑的供配电系统较为复杂，因此需要对其配电布局进行合理划分。（1）要根据高层建筑特有的装修设计风格，制定出相应的配电设计方案，使其与高层建筑的整体设计风格不发生视觉上的美感冲突，从而保证人们居住环境的良好外观。（2）在安排高层建筑的配电布局时要贯彻以人为本的科学发展观，做到绿色发展、可持续发展。要充分利用好高层建

筑内的各种资源，杜绝浪费和滥用资源的现象。（3）要结合当地的城市发展规划安排高层建筑的配电布局，从大局出发。（4）供电设备的位置应处于高层建筑中心，以便从全方面、多方位满足各类功能的用电需求。

1.4供电方式要合理

要科学选择高层建筑的供电方式，有利于促进系统自动化的有效实行，同时也有利于推动供暖及排水系统的有力管理。另一方面，还要特别注意稳定电压装置的科学性选择以及树干式供电形式的合理性安排，以保证各个楼层高度都能享受到秩序井然的可持续供电。

2高层建筑供配电系统的设计需求

2.1满足供电电源的可靠性

供配电系统的供电电源可靠性是高层建筑供配电系统中最为基础的设计要求。这是因为高层建筑物大多人员密集，且造价较高。供电电源的可靠性在很大程度上影响到了建筑物中人员生活或者生产的相关设备的运行安全。而且，针对现阶段高层建筑火灾救援形势严峻的特点，大部分高层建筑主要采取的还是自身消防设施灭火和安全通道疏散人员。这其中，高层建筑自身的消防灭火设施是万万不能离开供电电源的。一旦供电电源的可靠性不能实现，火灾发生之后整套与消防灭火相关的诸如淋水系统、消防电梯、消防照明、消防报警设备等就不能充分发挥作用。而且，高层建筑物大多采用的是电梯，一旦供电电源不可靠，电梯极易出现由于电源供给不充足的故障，给高层建筑物中的人员生活和其他活动展开带来阻碍。所以，满足供电电源的可靠性对于高层建筑灭火、高层建筑生活及办公正常运营都是相当重要的。

2.2保障供电的持续性和电源时间性

一般而言，针对电网可以提供两个独立电源的部分高层建筑来说，其基本可以满足一级和二级负荷的要求。但是，由于高层建筑与普通建筑不同，其内部具有相当重要的负荷。这就需要充分考虑到一旦高层建筑中电源系统出现故障或者检修保养时，另一个独立电源又不能正常运转，这就需要将柴油发电机组作为备用或者应急电源。而针对只能提供一个独立电源的高层建筑来说，其必须将柴油发电机组作为备用供电电源。需要特别注意的是，柴油发电机组并不是应急电源，而是备用电源。所以，高层建筑供配电系统的设计中必须要满足有两个或者两个以上的电源进行切换，且电源切换过程和时间也应当满足相关电气设备的要求。

3高层建筑供配电的系统设计

3.1变压器的选择与设计

大容量变压器在当今大部分高层建筑中的普及率较低。大容量变压器却有着高效率的特点，但是在实际投入过程中所涉及到的负荷面也宽。故而，这就需要高层建筑供配电的系统设

计中要结合建筑实际和供电需求等相关因素和实际用电需求，选择和设计变压器的单机容量以及变压器的数量。

例如，高层建筑的供配电系统中变压器选择和设计可以根据空调等设备的分组进行选择，进而使得变压器能够与空调机组的投切相适应。

3.2负荷等级的设计

高层建筑普遍供电负荷都很大，所以在高层建筑供配电的系统设计中必须针对各种用电负荷的等级进行设计，以实现限制分级。如此，高层建筑供配电系统就能既合理又不出现用电量浪费的成本增加。在针对高层建筑供配电系统的负荷等级设计中需要注意建筑物的具体类别以及根据用电负荷性质区分一级和二级负荷用电问题。通常来说，高层建筑的负荷等级设计应当满足三个方面。首先，一级负荷要求供电主要应用在一类高层建筑物的消防用电中。其次，二类的高层建筑中消防设施和设备用电应当根据二级负荷要求进行。最后，针对一些超高层建筑来说，应当在一级负荷要求之上进行供电负荷设计。

3.3供电电源电压和主结线的设计

高层建筑的用电负荷通常比普通建筑大。这就要求其供电必须采用高压进行。现阶段我国大多采用的是10KV进行供电。而针对供配电系统中的主结线设计来说，大多采用的是单母线制。这是因为单母线制往往投资小、涉及设备少、结构较为简单且经济效益良好。

3.4机电设备和机房的设计

高层建筑供配电系统的初步设计过程中，设备的工种必须根据高层建筑的具体功能，结合其政府主管部门、国家规范等提出设备用房要求进行设计。这就需要高层建筑的设计师在方案设计过程中必须充分考虑到机房和机电设备的位置。例如，高层建筑的机电设备和机房设计必须结合其经济性、合理性、实用性等划分位置。

3.5变配电所的设计

就其本质而言，高层建筑物的出现就是因为城市用地资源的紧张。而高层建筑物中空调机房、换热站、电梯以及水泵房等的机电设备耗电量都相当大。这就需要高层建筑物供配电设计中优化变配电所的设计，尽量在缩短电线路的基础上保障电能损失能够得到减少。而且，基于高层建筑物供电干线的最大压降不可以超过允许值，变配电所的设计也就更为重要。通常来说，变配电所的设计需要满足进出线方便、与电源侧最为接近或者深入负荷中心。同时，变配电所不能设计在易爆炸、易腐蚀、多水雾和多尘埃的环境下，尽量满足相关设备的运输和调运方便。另一方面，变配电所设计不应与厨房、浴室、厕所相邻或设置在建筑物地下室最底层，如果相邻则需要进行无结露和无渗漏的技术处理。如果变配电所设计为单独建筑物则不能处于易积水和低洼区域。