低压供配电系统在高层建筑电气设计中的可靠性--中国期刊网

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低压供配电系统在高层建筑电气设计中的可靠性

发表时间：2020/1/9 来源：《电力设备》2019年第19期作者：黄有凯

[导读] 摘要：随着我国社会经济的快速发展，城市的可利用土地越来越少，为了能够缓解城市人多地少的情况，必须要充分的对土地资源加以利用。

        (广西鑫源电力勘察设计有限公司灵山分公司广西钦州 535400)
        摘要：随着我国社会经济的快速发展，城市的可利用土地越来越少，为了能够缓解城市人多地少的情况，必须要充分的对土地资源加以利用。低压供配电系统在高层建筑电气设计中发挥着重要的作用，因此设计人员需要高度重视低压供配电系统的可靠性，高层建筑涉及到较多的电气设备，同时具有较多的电气设备，因此需要保障高层建筑电气设备的可靠性，优化设计高层建筑电气。本文论述了低压供配电系统在高层建筑电气设计中的可靠性，提高高层建筑设计质量。
        关键词：低压供配电系统；高层建筑；电气设计；可靠性
        引言
        高层建筑的出现及相关施工技术的成熟为我国城市化进程带来了一定的促进作业。高层建筑意味着可以在有限的城市土地资源中创造更多的生存空间，这显然能够有效解决各大城市土地资源不足的现状。随着高层建筑的数量越来越多、规模越来越大，其建设质量逐渐成为了社会各界广泛关注的较低。电气设计是高层建筑的基础组成部分之一，加强对于低压供配电系统的可靠性研究，对于提高高层建筑电气设计实用性无疑有着一定的现实意义。
        1设计原则探究
        1.1安全性原则
        电力资源的使用给人民群众生活所带来的便捷性是无法估计的，但电力资源的特殊性质决定了其难免会存在一定的风险性。尤其是对于高层建筑而言，高密度的人口分布意味着一旦出现用电安全事故所造成的影响也相对较大，因而电气设计的基本原则即为安全性原则。长期以来，供电线路的设计及调整是高层建筑电气设计的一个重点和难点，且布线控制需要基于建筑物自身的机构特征进行设计，且需要充分考虑到用户及各类建筑电气设备的用电需求。一般情况下，以高层建筑为主的小区所采取的低压配电方式为树干式配电法，而如何正确把控各个供电干线的安全确定值也是设计人员所需要面临的主要问题。
        1.2可靠性原则
        众所周知，配电系统在运行过程中会因为供电速度及持续时间的增加而导致其可靠性下降。且高层建筑中往往会设置多个一级负荷电路，如消防系统所使用的电路即为一级负荷电路。一级负荷电路所连接的电气设备及系统是建筑功能实现及安全性的基本保障，一级负荷电路需要时刻保值稳定的运行状态，否则将会对建筑居民造成严重的负面影响。一般而言，使用以及负荷电路的电气设备及系统会设置应急电源，应急电源会直接与建筑物内置的柴油发动机进行连接。这样一来，即便是在供电线路出现故障问题，一级负荷电路无法正常供电的情况下，特殊的电气设备及系统也可以保持基本的运行状态。需要注意的是，为确保此类电气设备及系统的运行可靠性，其所使用的应急电源不得与一般的电器相连接，以免在发生紧急事件时导致无法正常使用。
        1.3优化原则
        高层建筑电气设计方案确定之后不能直接进行使用，而是依据某些特定的指标对设计方案进行优化、如节能优化是常见的优化原则之一，设计人员可以根据设计方案的基本内容，对某些特定部位的材料进行更换，将能耗较高的线路、设备等替换为低能耗、技能型的产品。需要注意的是，在优化过程中要确保整个配电系统能够预留一定的备用电量，以缓解特殊时期或用电高峰期的供电不足问题。
        2高层建筑低压供配电系统的设计要求
        2.1保障供电的持续性
        高层建筑电源系统具有两个电源，如果一个电源停用，那么就要启动运行另一个电源，保障高层建筑供电的持续性。但是一些高层建筑通过电网提供电能，虽然大部分可以满足负荷标准，但是高层建筑需要较大的负荷，切换两个电源，需要考虑如果独立电源无法提供电源，需要具备应急电源，备用电源通常为柴油发电机组。在设计高层建筑低压供配电系统的过程中，要注意留出时间切换电源，同时也配备电气设备。

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        2.2提高供电电源的可靠性
        提高高层建筑供电电源的可靠性，可以保护建筑居民的安全性。因为高层建筑火灾救援形式比较严峻，高层建筑需要利用供电电源支持消防灭火设施，如果无法保障供电电源的可靠性，发生火灾之后，无法发挥消防灭火设备的作用。
        高层建筑通常都设置了电梯，如果电源可靠性无法得到保障，那么电梯很容易出现故障，为建筑居民带来较大的不便，因此提供供电电源的可靠性，可以维护高层建筑生活和工作的稳定性。
        3提高低压供配电系统在高层建筑电气设计中可靠性的措施
        3.1供电线路
        电力负荷的大小对于供电质量的影响不容忽视，而供电线路的可靠性则是决定电力负荷的关键所在。在开展电气设计时，设计人员应当明确高层建筑所拥有的各项基本功能及各类电气设备的运行特征。同时，设计人员还需要预判施工阶段可能出现的问题及技术难点，实现对于布线环节的优化设计，确保布线的合理性，并尽量减少客观因素对供电线路所造成的负面影响。
        3.2接地设计
        在低压供配系统系统中，一共有三种系统模式，分别是TN-C、TT、IT三种系统，TN-C系统是三相四线制供电，分别引出L1、L2、L3、PEN。PEN为保护接零方式，即设备外壳连接到工作零线上，通常PEN要在用电侧进线处做重复接地。节省线路有色金属，工业供电常用，三相负荷相对平衡运行时，PEN线上的电流一般不太大，民用建筑不用。TN-S系统是三相五线制供电，分别引L1、L2、L3、N、PE、N为工作零线，PE为专用保护接地线，即设备外壳连接到PE上，因为用5线配电，有色金属用量大，多为民用建筑配电选择方式，对于大量单相负荷造成的三相不平衡问题，一般N为专用，平时PE不导电，安全性好。无论什么方式，变压器的中性点一般都是接地的包括外壳，所以对变压器来说，PE、N是连接在一起的。因此，在不同的建筑电气设计中可以选择不同的接地方式。
        3.3供配电设备
        供配电设备是电力供应、配给的直接参与者。为保证供配电设备的质量及运行可靠性，设计人员应当在经济允许的情况下，优先选择高性能、高质量的供配电设备，或者为供配电设备提供诸多的辅助保护装置。例如：智能化电压器继电保护装置的使用可以实现对于电压器的自动化控制，其能够根据不同时间段的供配电需求调整电压器的运行参数，从而起到提高电压器稳定性、延长使用寿命的效果。
        3.4变压器
        变压器是高层建筑低压配电系统中关键的设备，所以在变压器设计时，最主要的就是按照建筑结构的具体功能进行分析，因为民用住宅和商业住宅的不同使用情况都会导致变压器的安装位置发生变化。所以必须要在变压器容量选择的过程中，对建筑的供电系统负荷进行全面的计算，并且以此作为变压器设计的依据，通常要保证变压器的负荷率在80%，并且供电半径为200m左右，在现实生活中如供电需求超过了变压器的负荷率则必须要建立一个配电室负荷中心，简化配电线路，确保高层建筑低压配电系统的运行效果。
        结语
        高层建筑工程在施工过程中，需要保障低压供配电系统的安全性和可靠性，在设计低压供配电系统的时候，需要利用先进的设计理念，科学的设计低压供配电系统，选择电气设备的时候，要保证电气设备的安全性，符合高层建筑规定标准，利用合理措施提高电力系统的安全性，为人们日常生活提供更大的便利，促进我国社会经济持续发展。
        参考文献:
        [1]周浩博.低压供配电系统在高层建筑电气设计中的可靠性探讨[J].中外企业家，2018（29）：123.
        [2]徐国华.现代高层建筑电气设计低压供配电系统的可靠性分析[J].住宅与房地产，2018（19）：131.
        [3]任元会.隔离开关、熔断器性能及在低压配电中的应用[J].建筑电气，2016，35（10）：3-7.