淺談高層建筑電氣中供配電設(shè)計(jì)

淺談高層建筑電氣中供配電設(shè)計(jì)摘要：近年來，建筑行業(yè)蓬勃發(fā)展，建筑高度越老越高，城市中高樓林立，高層建筑的電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)成為了高層建筑施工中的重要問題?，F(xiàn)代的高層建筑結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，且需要滿足不同用戶的性能需求，在一棟高層建筑中，既有家庭用電，也有商業(yè)用電，在不同供電需求下，要求電氣中配供電的設(shè)計(jì)能夠具有針對性，而不是傳統(tǒng)的單一供配電方式。與此同時(shí)，還要滿足安全性、穩(wěn)定性、可靠性以及節(jié)能等方面的要求。當(dāng)前，城市供電較為緊張，且出現(xiàn)了多個(gè)高峰時(shí)段，要保持整個(gè)城市供電的穩(wěn)定、安全和持續(xù)性，就必須在不斷時(shí)段，采取不同的供配電方式，這就要求單個(gè)的供配電設(shè)計(jì)要做到科學(xué)合理。高層建筑的電氣系統(tǒng)作為城市供電系統(tǒng)的組成部分，其供配電設(shè)計(jì)尤為重要，它不僅直接影響到業(yè)主的日常生活和建筑的生產(chǎn)工作，同時(shí)也對整個(gè)城市的供電造成影響。在下文當(dāng)中，筆者將對高層建筑電氣中的供配電設(shè)計(jì)進(jìn)行分析，提出設(shè)計(jì)原則，并闡述具體的設(shè)計(jì)辦法，著力提升高層建筑電氣系統(tǒng)供配電設(shè)計(jì)的合理性?，F(xiàn)在大多數(shù)城市在發(fā)展過程中所進(jìn)行的工程建設(shè)工作，高層建筑在城市建設(shè)中所占的比重越來越大，高層建筑有效利用了城市有限的土地資源，提高了單位面積內(nèi)土地資源的利用效率，我城市下一步的發(fā)展打造了一定的資源優(yōu)勢。但同時(shí)，高層建筑也會帶來一些新的問題，如高層建筑的高度、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，更重要的是電源線的配置將變得更加復(fù)雜，對供配電設(shè)計(jì)的專業(yè)要求也更高，高層建筑布線系統(tǒng)一旦出現(xiàn)問題，其檢查和維修工作的開展遠(yuǎn)比一般建筑的電力維修更加困難。因此，在高層建筑的早期階段進(jìn)行配電設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)高度重視，避免出現(xiàn)質(zhì)量問題和安全隱患。具體而言，高層建筑供電設(shè)計(jì)是一個(gè)系統(tǒng)的、專業(yè)性強(qiáng)的工作，它主要是基于對該高層建筑的特點(diǎn)、內(nèi)部結(jié)構(gòu)等建筑的實(shí)際情況，規(guī)劃整個(gè)建筑的線路布局和供電系統(tǒng)，控制他們的電力負(fù)荷水平，將所有的用電設(shè)備、供電設(shè)備、配電設(shè)備等完美的結(jié)合到一起，使之形成一個(gè)穩(wěn)定的電力供應(yīng)系統(tǒng)，有效發(fā)揮各個(gè)系統(tǒng)、設(shè)備和線路的作用，保證配電系統(tǒng)的正常運(yùn)行，而后將所有的線路設(shè)備、電力參數(shù)、設(shè)備的安裝位置和數(shù)量、規(guī)格等展示在圖紙之上，以供實(shí)際安二、供配電設(shè)計(jì)的要求現(xiàn)代的高層建筑多為集多種功能為一體的綜合建筑，比如居住、辦公、娛樂、購物，甚至是生產(chǎn)工作，其供電環(huán)境也非常復(fù)雜，所配合的用電設(shè)備更是五花八門，常見的有空調(diào)系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、消防系統(tǒng)以及家居用電、辦公用電等等。因此，在進(jìn)行供配電設(shè)計(jì)的時(shí)候，必須要保障線路的布局可以滿足不同設(shè)備的用電需求，在電壓等級的分類方面，需要考慮不同樓層可能的使用性質(zhì)，采用專業(yè)的電源線，保證供電穩(wěn)定和用電安全。此外，還需提高整個(gè)建筑的用電效率，盡可能減少電力損失，做到提高效率、節(jié)約能耗。三、供配電設(shè)計(jì)的原則(一)系統(tǒng)優(yōu)化原則在設(shè)計(jì)高層建筑的供配電系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)當(dāng)最大限度的貼合高層建筑的結(jié)構(gòu)等建筑因素，發(fā)揮建筑本身的優(yōu)勢，這樣可以節(jié)約電氣系統(tǒng)的建設(shè)資金，在整個(gè)設(shè)計(jì)過程中，還應(yīng)貫穿節(jié)能理念。首先一點(diǎn)就是，供配電系統(tǒng)的適用性能必須強(qiáng)大。也就是說可更好的滿足用電設(shè)備對于電能質(zhì)量的要求、負(fù)荷容量的要求和安全運(yùn)行設(shè)備的功能得到最大的發(fā)揮。然后是需要考慮供配電系統(tǒng)的安全可靠性。在安全性方面，必須設(shè)計(jì)必要的防雷設(shè)備，高層建筑高度高，容易遭受雷擊，為全面保障電氣系統(tǒng)的安全，必須要進(jìn)行防雷設(shè)計(jì)。此外，根據(jù)建筑的防火的等級設(shè)計(jì)，考慮火災(zāi)情況下的救援需求、潛在的火災(zāi)險(xiǎn)情等因素，區(qū)別普通用電和應(yīng)急用電，保障突發(fā)情況下，能夠保障必要設(shè)備的運(yùn)行和照明需求。(二)高效運(yùn)行原則在設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)當(dāng)盡量減少電力損耗，盡可能的縮短拉線距離，必要位置需使用直徑較大的電線，提高線路的使用壽命，這同時(shí)也是確保供配電安全的需要。其次，應(yīng)盡量保障維修檢修方便、簡單，縮減維修保養(yǎng)費(fèi)用，最大限度發(fā)揮(三)合理調(diào)節(jié)負(fù)荷原則各項(xiàng)供配電參數(shù)的設(shè)計(jì)必要保證科學(xué)合理，理性的調(diào)整負(fù)荷參數(shù)，避免出現(xiàn)低負(fù)荷運(yùn)行或超負(fù)荷運(yùn)行。設(shè)備的使用和技術(shù)的選擇，應(yīng)當(dāng)能夠起到節(jié)約能耗的作用，同時(shí)又要保持整個(gè)電氣系統(tǒng)負(fù)荷均衡。(一)確定負(fù)荷等級和負(fù)荷容量負(fù)荷包括了消防電梯、疏散電梯和地下室的應(yīng)急照明燈等設(shè)備。二級負(fù)荷包括當(dāng)舌泵電力和客戶使用的電梯電力。三級負(fù)荷就是刨開一級負(fù)荷和二級負(fù)荷之外的所有電負(fù)荷。依據(jù)負(fù)荷三種級別不同的適用范圍，可以大致的把電力負(fù)荷劃分為居民用電和商業(yè)用電兩種類型。居民用電主要囊括了生活用電(如電視、用電廚具、熱水器等等)和照明用電等內(nèi)容，這類用電應(yīng)分配給居民變電配置房進(jìn)行供配電管理。商業(yè)用電項(xiàng)目則主要包括的地下室供電、商場供電、售樓中心等內(nèi)容，這些位置的供電則分配給商業(yè)變電房進(jìn)行供配電管理。對于負(fù)荷容量的計(jì)算則通常使用單位容量法與負(fù)荷密度法進(jìn)行。(二)變電設(shè)備所布局設(shè)計(jì)變電設(shè)備所主要用于管理變電設(shè)備的運(yùn)行，容納一些必要的操作和監(jiān)控設(shè)備。變電設(shè)備所位置與數(shù)量的設(shè)計(jì)需要嚴(yán)格按照負(fù)荷容量的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行。高層建筑的變壓器一般采用容量在75%-85%之間設(shè)備，將低壓線路的供電半徑控制在200m的范圍內(nèi)，對于電容量大于500KW的供電情況，則需要將配供電的相對距離控制在200m以上，并且需要增加變電設(shè)備所的數(shù)量。一般來說，高層建筑一層的商用價(jià)值非常高，所以會在負(fù)一層設(shè)置變電配置所，這樣同時(shí)滿足了一層和負(fù)一層的復(fù)雜用電需求。(三)高低電壓的結(jié)線和運(yùn)行方式針對現(xiàn)代高層建筑的建設(shè)特點(diǎn)和結(jié)構(gòu)形式，及其復(fù)雜的供電需求，筆者認(rèn)為，可以按照如下的高低電壓結(jié)線和運(yùn)行方式：高低壓線選擇一路進(jìn)線方法，結(jié)線則采用母線單線運(yùn)行方式；變壓器的低壓側(cè)部分則采取單母線分段結(jié)線運(yùn)行方式，這樣一來，每一臺變壓器都有了一段獨(dú)立的單母線，每個(gè)母線段之間采用母聯(lián)開關(guān)進(jìn)能夠自動開啟，再次回到正常運(yùn)行模式中。而后，需要在變壓器低壓部分側(cè)邊增加一段應(yīng)急母線，母線段的供電則依靠電源用電以及柴油發(fā)動機(jī)電源實(shí)現(xiàn)，這樣可以維持應(yīng)急狀態(tài)下一級負(fù)荷用電的穩(wěn)定性和持續(xù)性，雙向開關(guān)不設(shè)置機(jī)械聯(lián)鎖與電氣設(shè)置，可有效避免發(fā)生反向供電情況，而消防系統(tǒng)的負(fù)荷用電則使用雙回路供電結(jié)束語高層建筑電氣中的供配電設(shè)計(jì)決定了整個(gè)建筑電氣