供配电设计在现代高层建筑中的应用探讨

李洪岩

(恒大地产集团济南置业有限公司 山东济南 25000)

摘要: 当今社会，随着社会经济发展水平的不断提高，人们对于各方面的要求也在逐步提高，高层建筑的电气工程建设工作，关系到高层建筑的整体使用效果，对于高层建筑内部住户的日常生活产生重要影响。因而加强高层建筑电气工程的建设工作，对于保障高层建筑使用效果，保障人们生活质量具有重要意义。供配电系统作为电气工程的重要组成部分，需要不断提高设计技术，才能够为促进高层建筑电气工程的整体运行效果起到良好作用。

关键词: 供配电设计;高层建筑;应用

随着经济的不断发展，建筑电气的供配电设备对电力资源造成了很多的浪费，存在的安全隐患也越来越多，因为供配电设备的安全题所出现的事故也越来越多。尤其是高层建筑的供配电设备更是如此，高层人口多，用电量大，如果在供配电设计没有做好，会出现很多电力资源的浪费，当事故发生时，还会造成大量的人员伤害和财产如生到损失，对人们的生活安全起不到相应的保障。所以，在高层的配电线路中，要在建设之前的设计环节，就要对其中的各方面因素进行相应的考虑，保证供电系统正常运行的前提下，保证人民群众的人身安全和财产安全。

1高层建筑供配电设计概述

在我国大部分城市发展中，高层建筑在城市建筑中占到的比例越来越大，高层建筑在很大程度上为城市在有限土地资源的状况下更进一步发展创造了非常有利的条件。不过高层建筑同时也会带来一些新的问题，像建筑高度高、结构复杂，更重要的是供配电线路配置会变得更加繁琐，对供配电设计的专业性要求更高，因为高层建筑在后期使用中一旦配线系统出现问题，其故障检测与维修比低层建筑的难度要超出许多。所以在高层建筑供配电设计初期就应该引起高度重视，避免埋下质量安全隐患。具体而言，高层建筑供配电设计是一项系统性与专业性较强的任务，它主要依据拟建高层建筑的特点、内部结构及建筑实际功能等方面的因素，对建筑配线系统进行供电线路的布置与规划，对其用电负荷等级进行相应的控制，同时利用供配电系统中的各种设备及控制装置，将它们有效地规划并“组合”在一起，使其在实际中科学合理地发挥其应有的作用，确保配电系统的正常运作，并最终将这个过程通过图纸绘制的方式展现出来的过程即为高层建筑供配电设计。高层建筑供配电设计并不是简单的将供电线路布置绘制到图纸中，设计本身的整体目标是在确保配电系统安全可靠的前提条件下，对整个配电系统进行系统性的规划与设计，最终交付一个合格的设计方案。

2高层供配电设计的原则

2.1优化原则

在对高层建筑进行供配电设计时，一定要考虑到建筑本身的需求，要尽可能地避免资源的浪费，走可持续发展战略，优化建筑的供配电设备。要在能够保障建筑物的供电需求的同时，还要满足所使用的电气设备能够很好地满足对电能的控制。

2.2高效运行原则

要保证供电系统的高效运行，减少电能对供配电设备的损耗，也能够减少电能的维修和建设过程的资源。保证高层建筑中的用电设备能够稳定的运行，还能够减少供配电设备的经济消耗。

2.3负荷原则

在高层建筑的供配电设计中要注意对设计的系数做科学合理的调整，能够有效地提高资源的利用率，延长设备的使用寿命，还能够调整电压负荷的运行指数，尽可能地选用节能设备对供配电系统进行优化，能够有效地节约电能资源。

3现代高层建筑供配电系统设计

3.1确定负荷等级，对负荷容量进行计算

依照相关的供配电系统设计规定判断高层建筑的负荷等级，并对建筑物的电能负荷容量进行计算，无论是满足日常生活需要的高层建筑还是满足商业性能的建筑都需要设置好最基本的电能负荷容量，例如:高层建筑中的消防设备、电梯的运行、应急照明设施等等。在具体的划分过程中，普通的居民用住宅，需要供配电设备能够供应最基本的用电负荷容量，日常生活过程中各种家用电器的运行，都需要负荷居民用电的基本要求。在对商业型建筑进行供配电设计的过程中，在保证基本用电负荷的同时，还需要普通电梯、客户电梯、商业运营电梯的正常运行，这些都需要达到商业标准。通常情况下，我们都是采用负荷密度法以及单位容量法对用电能量进行计算。

3.2照明系统供配电选择

照明系统供配电设计是高层建筑物供配电设计的重要环节之一设计人员应从以下两个方面考虑:电压选取方面。通常情况下，高层建筑物中常规的照明系统应选用220V额定电压。该类电压以三相四线制法为主要供电方式，其电压活动范围在220～380V之间。但该类线路容易令供电线路当中的电压出现大量损失的现象。故而所有照明设备正常使用过程中，设计电压应多于额定电压，即使为最低限度，也不得低于其额定电压值的97%;照明供电方式的选择方面一般情况下，高层建筑所使用的电源为一级负荷电源，同时使用双电源与双电路的供电方式。因此，供配电设计人员设计方案时，需先比对电力一级与照明一级两者的负荷功率。若两者所测得的数值都较大，设计人员便按照双电路高电压这一设计模式设计方案。若数值较小，设计人员可将一路设计为电源供电方式，另一路则使用应急发电方式作为备用电源。

3.3配电变压器的设计

配电变压器是供配电系统中的核心设备，对其进行节能设计是实现高层建筑电气系统节能的关键。对于配电变压器的节能设计，主要是从变压器类型和变压器容量两方面着手在变压器类型选择上，以节能型配电变压器作为首选，如用卷铁芯改变常规叠片式铁芯结构的S11节能型配电变压器就可以有效的节能，并且降低供配电系统线损情况。在变压器容量选择上，以变压器负载率接近最佳值为准，对变压器不同负载下有功损耗进行计算，选择有功损耗最低的变压器。

3.4备用安保电源的设置

电能能够保证人们的正常生活以及工作，同时对人们的生命财产安全有一定威胁。高层建筑物由于工程量较大，火灾隐患与安全问题的数量也随之增多，这就要求供配电设计人员提高自身设计方案的可靠性。高层建筑物一般都会在建筑物内部设立安保电源，特殊情况下会自动切换，以便继续为高层建筑物供电。较传统的电源来说，安保电源具有以下优势:①安保电源的连接以及断开等操作都是自动完成，无需人力进行操作;②保电源与传统电源相同，含有两个发电机电源，若主电源发生问题，安保电源可自动使用备用的发电机电源;③安保电源含有的两个电源所使用的连接方式为串联。所以，两个电源来回切换的速度较快，提高安保电源的实用性，也控制了电路来回切换过程中所产生的风险。

3.5低压长电缆的保护

对供电设备使用较长的电缆时，不仅需要对检查末端设备的启动情况、电压压降是否满足设计要求，还需要检查长电缆馈电断路器的短路瞬时、短路短延时、过载长延时的保护功能。当长电缆在短路瞬时保护的时候存在一定的保护死区，瞬时保护没有办法保护距离长电缆末端一段距离的电缆，所以，需要设置短路短延时保护。这样可以有效地保证整个长电缆，当长电缆末端断路器形成极差的时候，可以有效地防止出现超级跳闸的问题。

结束语

高层建筑中供配电的设计需要遵循设计的原则，在设计的过程中，要根据电压负荷的容量进行详细的计算，确保供配电设备能够准确的运行，也能够直接的决定供配电设备是否能够达到要求，在电源的选取和变电设备的选取步骤上，一定要根据高层建筑的实际情况，供电需求进行选择，能够减少对资源的浪费，还能够保证供电设备的稳定运行，所以，供配电系统的设计一定要的到相应的重视，不能马虎。

参考文献:

[1]蒋志刚.供配电设计在现代高层建筑中的应用探讨[J].电子世界，2016，04:132-134.

[2]洪桓.供配电设计在现代高层建筑中的应用探讨[J].住宅与房地产，2016，30:58.