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文檔簡(jiǎn)介

高層建筑電氣工程供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)獲獎(jiǎng)科研報(bào)告【摘要】近年來,隨著我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和生活水平的提高,為滿足城市居民的需求,涌現(xiàn)出大量高層和超高層建筑。同時(shí),科技社會(huì)的發(fā)展,讓人們對(duì)超高建筑有了新的需求。除了良好的建筑質(zhì)量以外,還要求具有較高的舒適度、良好的智能性等。因此,要求我們?cè)趯?duì)高層建筑電氣工程的建設(shè)中把握消費(fèi)者的使用需求,在滿足人們舒服、智能化住宅需求的基礎(chǔ)上,發(fā)揮好電氣工程功能的優(yōu)勢(shì)。

【關(guān)鍵詞】高層建筑;電氣工程;供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)

引言

滿足城市化進(jìn)程不斷推進(jìn)的要求,我國建筑正向著高層化和超高層化的方向發(fā)展,雖然高層建筑能夠解決城市用電緊張、人口劇增的要求,但也存在著安全、交通、環(huán)境、能源消耗等多種難以有效解決的問題,建筑工程高度越大,則安全性、耐久性、舒適性方面存在的問題就越多,尤其是供配電系統(tǒng),幾乎涉及高層建筑每個(gè)角落,對(duì)設(shè)計(jì)質(zhì)量有極高的要求,任何一個(gè)環(huán)節(jié)控制不當(dāng),都會(huì)影響高層建筑使用性能,甚至引發(fā)安全事故。基于此,開展高層建筑供配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)分析研究尤為必要。

1供配電系統(tǒng)的含義分析

眾所周知,在高層建筑當(dāng)中有著多種多樣的電氣設(shè)施,例如:給排水設(shè)施、防排煙設(shè)施、其他消防設(shè)施等等。另外,高層建筑的使用功能之間存在著極大的差異,所以電功率也會(huì)有很大的不同,總體來說,高層建筑當(dāng)中所需要的功率極高極大。另外,高層建筑當(dāng)中的應(yīng)急用電都需要獨(dú)立的電源,所以供配電系統(tǒng)的運(yùn)行應(yīng)該與電力系統(tǒng)的總體要求相符合、相一致,只有這樣,才能確保高層建筑電氣工程在使用過程當(dāng)中的穩(wěn)定性與安全性。

2高層建筑電氣工程供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1低壓配電系統(tǒng)接地安全保護(hù)

在任何配電系統(tǒng)中,人身安全的防護(hù)永遠(yuǎn)處于第一位,因此在高層建筑低壓配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)中,為了保護(hù)建筑物內(nèi)的居民人身安全和配電作業(yè)人員安全,需要在設(shè)計(jì)時(shí)選擇可靠的配電系統(tǒng)接地保護(hù)方式。在設(shè)有變電所的高層建筑內(nèi),接地系統(tǒng)優(yōu)先選用TN-S系統(tǒng)。由于高層建筑樓層高,人員數(shù)量多,所以發(fā)生安全問題時(shí)需要爭(zhēng)取更多的疏散時(shí)間。在配電系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí),接地保護(hù)能夠迅速切斷故障位置的供電,保護(hù)設(shè)備和人員不受傷害。在接地系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí),需要考慮地形因素和配電系統(tǒng)參數(shù)等,確保接地保護(hù)的可靠性。對(duì)于TN系統(tǒng),其故障電流往返通路為相線和PE線,防電擊電器保護(hù)通常利用熔斷器、斷路器之類的過電流保護(hù)。故障電流越大,切斷電源越迅速,防電擊效果越好。應(yīng)將PE線盡量靠近相線敷設(shè)以減少故障回路的電抗,確保迅速切斷故障電源。

近年來,我國開始和國際標(biāo)準(zhǔn)接軌。IEC標(biāo)準(zhǔn)對(duì)系統(tǒng)接地的實(shí)施有嚴(yán)格的要求,不允許在變壓器室或發(fā)電機(jī)室內(nèi)將星型結(jié)點(diǎn)就地接地。它規(guī)定自變壓器(發(fā)電機(jī))星型結(jié)點(diǎn)引出的PEN線必須絕緣,并只能在低壓配電盤內(nèi)一點(diǎn)與接地的PE母排連接爾實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)接地,在這點(diǎn)外不得再在其他處接地,不然中性線電流將通過不正規(guī)的并聯(lián)通路而返回電源。這部分中性線電流被稱作雜散電流,會(huì)可能引起電氣災(zāi)害。

2.2調(diào)整電網(wǎng)結(jié)構(gòu),優(yōu)化無功補(bǔ)償

電網(wǎng)中的電動(dòng)機(jī)和配電變壓器數(shù)量龐大,不可能大批量更換和實(shí)時(shí)調(diào)整,通過在變電所不同出線加裝智能真空斷路器,建設(shè)聯(lián)絡(luò)線等方式調(diào)整電網(wǎng)結(jié)構(gòu),隨著高層建筑電機(jī)等感性負(fù)載增多,使得感性無功功率增大,降低了電源的供電能力,通過三級(jí)無功補(bǔ)償?shù)姆绞郊醋冸娝a(bǔ)償一部分、在負(fù)荷集中處的高壓線路上設(shè)置補(bǔ)償裝置、在變臺(tái)上設(shè)置分散補(bǔ)償,通過優(yōu)化補(bǔ)償?shù)娜萘亢臀恢?,降低線路功率損耗,同時(shí)提高設(shè)備運(yùn)行參數(shù),平均功率因數(shù)達(dá)到0.90以上,每年節(jié)約大量電能。

2.3供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)要點(diǎn)

①負(fù)荷等級(jí)設(shè)計(jì)。案例工程供電負(fù)荷比較大,為保證供電的穩(wěn)定性,在供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)之前,需要對(duì)用電負(fù)荷進(jìn)行限制分級(jí),做到該保的必須保,該停的必須停,遵循“區(qū)別對(duì)待”的設(shè)計(jì)原則,既要保證供電的合理性,又要避免電力資源無故浪費(fèi)。高層建筑供電系統(tǒng)負(fù)荷等級(jí)包括:一類高層建筑中的消防用電需要按照一級(jí)負(fù)荷要求進(jìn)行供電;二類消防用電則需要按照二級(jí)符合要求進(jìn)行供電。如果高層建筑中有一級(jí)負(fù)荷特別重要時(shí),影響供電系統(tǒng)運(yùn)行的空調(diào)用電需要按照一級(jí)負(fù)荷進(jìn)行供電。而如果主體建筑中有很多一級(jí)負(fù)荷時(shí),影響供電系統(tǒng)運(yùn)行的空調(diào)用電要設(shè)計(jì)成二級(jí)負(fù)荷。②計(jì)算供電負(fù)荷。在建筑供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)中,為更好地確定供電等級(jí)、供電方式、供電設(shè)備等,需要做好供電負(fù)荷計(jì)算工作。我國不同地區(qū),溫差比較大,建筑形式及結(jié)構(gòu)也存在一定的差別,不能按照統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)來計(jì)算供電負(fù)荷。有的高層建筑不同樓層的使用功能存在較大區(qū)別,在供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)中,按照樓層高低和建筑面積的不同,合理制定衡量標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算負(fù)荷,會(huì)取得良好效果。

2.4供配電系統(tǒng)配電箱的設(shè)置

在高層住宅建筑中,電表箱總開關(guān)應(yīng)具備過電流和漏電保護(hù)功能,漏電電流宜選300至500mA以提高防火災(zāi)性能。戶內(nèi)配電箱不應(yīng)設(shè)置在臨水房間隔墻上或煙道隔墻上,防止安全隱患。照明配電箱的回路必須滿足照明系統(tǒng)的需求,客廳臥室、廚房、衛(wèi)生間的插座,都要有單獨(dú)回路供電。在空調(diào)回路設(shè)置的過程中要設(shè)置成獨(dú)立式的空調(diào)回路,除了壁掛空調(diào)插座之外,其他的插座回路都應(yīng)該安裝漏電保護(hù)裝置。

2.5電位聯(lián)結(jié)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

高層建筑供配電系統(tǒng)中等電位聯(lián)結(jié)系統(tǒng)是設(shè)計(jì)的重點(diǎn),其主要作用是降低接觸電壓,避免發(fā)生觸電事故,保證人員安全。在高層建筑供配電系統(tǒng)接地故障保護(hù)設(shè)計(jì)中,需要在高層建筑內(nèi)部設(shè)計(jì)總等電位聯(lián)結(jié)。如果受到條件的限制,電氣裝置的接地故障保護(hù)難以滿足實(shí)際需求,需要在局部范圍內(nèi),設(shè)置局部等電位聯(lián)結(jié),以保證用電的安全性。

2.6變壓器設(shè)計(jì)

變壓器的設(shè)計(jì)原則因素較多,從配電系統(tǒng)安全性的角度來看,主要集中在變壓器的選用類型、變壓器的容量和變壓器的負(fù)載率幾個(gè)方面。變壓器按冷卻方式可分為干式變壓器和油浸式變壓器。油浸式變壓器性能優(yōu)良、價(jià)格低廉,但油浸式變壓器用硅油絕緣,其燃點(diǎn)為180℃,高燃點(diǎn)為360℃,發(fā)生匝間短路或過負(fù)荷可導(dǎo)致變壓器內(nèi)產(chǎn)生瓦斯氣體,易發(fā)生火災(zāi)和爆炸。所以,目前高層民用建筑中已不再采用油浸式變壓器。干式變壓器無可燃油,也不會(huì)產(chǎn)生瓦斯爆炸,在民用建筑中,人員密集,使用干式變壓器降低了火災(zāi)危險(xiǎn),安全性更好。另外,使用干式變壓器的變電所占用面積小,防火要求也比油浸式變壓器低,整體造價(jià)有優(yōu)勢(shì)。高層建筑的規(guī)模較于一般建筑更大,用電設(shè)備更多,如果選用大容量的變壓器容量,其供電范圍和供電半徑可能偏大,對(duì)配電系統(tǒng)的繼電保護(hù)和低壓斷路器等設(shè)備要求更高,當(dāng)保護(hù)設(shè)備達(dá)不到要求或者故障時(shí),更容易出現(xiàn)安全性風(fēng)險(xiǎn),故結(jié)合實(shí)際需求,高層建筑中不建議選用大于1250kVA的單臺(tái)變壓器。

結(jié)語

電氣工程供配電系統(tǒng)要與高速發(fā)展時(shí)代下的高層建筑發(fā)展速度相符合、相一致,在

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