摘要：在科学技术水平显著提升的背景下，现代建筑需要配备的标准设施也越来越多，照明系统、暖通系统、电梯系统、消防系统等设备都是智能建筑需要配备的基本设施，这些设备极大地丰富了住户的使用感受，而且建筑的安全性能也因此得到了提高，这些设备的基本能源供给系统是供配电系统，因此供配电系统的性能在极大程度上会影响这些设施的使用，进而影响到整幢建筑的运营。在此背景下，本文对高层建筑的供配电系统的设计做了简要的分析，希望可以为相关人员做出一些参考。
关键词：高层建筑；电气工程；供配电系统
引言
设计讨论近年来，城市中的高层建筑数量有所增加，这些高层建筑将对人们的生活和城市的发展产生一定的影响。因此，在规划高层电气设备时，相关人员需要分析建筑物的电气设计，对其进行深入讨论，并根据建筑物的实际需要对规划进行多处更改。要保证最终设计的合理性。
1研究背景
在经济已经实现全球化的今天，人们的物质追求日益提高，对于住宅的舒适度的要求越来越严苛，建筑行业想要在当今竞争如此激烈的时代潮流中生存下去，就必须不断改进施工工艺，提高施工质量，加强团队的创新精神，提高自身的知识文化素养，来满足人们日益增长的各种需求。我国是世界上的人口最多的国家，越来越多的人从农村转移到了城市，城市的土地资源变得日益紧张，高层建筑成为城市中容纳人口、缓解人口压力的“必需品”。当建筑高度越来越高，后续所产生的问题也越来越多，如楼层较高的位置供水供电难、供水供电成本过高、供水供电损耗能源大等问题迎面而来，如何能妥善解决上述问题，是施工企业创新能力的体现，是新时代竞争力的体现，只有攻坚克难，施工企业才可以站在时代潮流顶端，为国家的基础建设发展与进步做出应有的贡献。
2高层建筑供配电系统的相关设计内容
在现在的高层建筑中的电气工程中最基础的组成部分就是供配电系统，以使用效果为分类标准分类的话，它可以分为区域变电站、用户变电站两部分，主要是控制建筑中电能的分配与使用环节，供配电系统的使用与设计要符合它的使用对象的要求，供配电系统的使用对象主要是用户以及以它为基础的电气工程，因此供配电系统的整体设计要符合用户以及电气工程的要求。这样既可以提高用户的满意度又可以在很大程度上保障电气工程的安全性。电流由电源端逐级流向用户端是高层建筑配电系统主要的应用模式，这种模式成为功率单方向流动。采用这种模式的主要目的是有利于做降压处理、利于电能的分配。10/0.4kV是现在高层建筑普遍设计的供配电电压等级，设计人员在设计供配电系统的时候不能只借助理论进行设计，要根据建筑的具体使用情况，特殊需求科学地确定相关参数范围，综合考虑设计方案，最大限度地优化设计方案。
3高层建筑电气工程供配电系统设计的主要原则
供配电系统作为高层建筑机电工程的重要基础，不仅承载着建筑电力系统电能的配用环节，而且也可以分为区域变电站和用户变电站两种部分。高层建筑的供配电系统主要服务对象就是以建筑使用者以及建筑内部电气设备为主，所以供配电系统的稳定运行，能够对建筑电力系统整体的安全性能具有非常重要的影响。一般来说，高层建筑相关的供电系统主要采用的是单方向流动的模式，由电源端至用户端，这样就能够保证电源分配和降压的快速处理，使得外部电能转化为可供用户端直接使用的电能。由于现阶段高层建筑电压并不超过110kV，所以结合建筑设计的实际需求即可。通过科学合理的判断用电量、系统负荷等基础参数，综合各种可能出现的问题，这样才能满足建筑基础整体的使用功能，也能够保证高层建筑供配电系统的可扩展性。在高层建筑电气工程供配电系统设计时，也必须遵循安全节约、节能环保的设计要求。设计人员在进行供配电系统设计时，必须要充分的考虑到节能环保的需求，只要根据科学的方式判断设备型号，尽量避免出现能源资源浪费的情况加强供配电系统的成本控制。此外还应该选用节能环保的材料，最大程度上减少高层建筑供配电施工，环境污染等问题。
4高层建筑电气工程供配电系统的设计工作
4.1做好高压配电系统的设计工作
如今，高层建筑对电气工程的需求很高，电气工程的相关设计工作可以有效地提高高层建筑的整体运行效果。目前，高层建筑中的电力资源有很多设备。因此，许多高层建筑中使用的电源是两个独立的10kV电源。当这两个电源同时供电时，电气工程可以大大提高应用效果。高压配电系统在高层建筑的电气设计中发挥着重要作用，在电力供应中发挥着重要作用。在正常情况下，高压配电系统采用单母线进行分段，该线路可以正常使用。自动切换也可以作为彼此的备用设备，对确保电力运行和确保高层建筑的整体供电起着重要作用。母线通常是分段的，可以适应电源供电回路。只有在高压配电系统存在特殊情况时，单总线才不分段。这种情况通常表明电源是主要设备之一，另一种是辅助设备。
4.2设计低压配电系统
在民用高层建筑日常使用中，低压配电系主要功能为电源分配，在变压器运行维护和应急供电保障方面也有着重要作用。因此设计低压配电系统中，要满足其负荷下实际用电需求，在发生故障的情况下也可持续供电。特殊情况下，为避免出现安全事故，需要及时解决其存在的问题时，并设置应急电源。一般在民用高层建筑中，会选择柴油发电机组，在供电中断的情况下快速启动，可以在15s内正常带负荷顺利运行，将电力供应及时恢复，此时柴油机组可以尽快退出工作而延时停机。
4.3高层建筑的负荷分级
由于高层建筑层数多、高度较高，因此在使用和各项功能方面有所划分，电力负荷的等级也就有了区分。高层建筑中一般采用一级或二级电力负荷，根据不同的电力负荷需要进行单独设计。在高层建筑使用一级负荷时，消防系统需要采用独立的供电系统来进行供电，如遇到火灾等突发情况，独立的供电系统可以自动的将非消防的负荷电路切断；在高层建筑使用二级负荷时，消防系统就需要采用双回路的电源进行系统保护，若其中一个回路发生异常，可通过另一个回路进行供电，从而实现消防供电的不间断使用。
4.4供配电系统配电箱的设置
根据电气设计的相关要求，供配电系统的配电箱中应该安装各种开关保护装置、测量仪表和多种辅助设施，在完全封闭或半封闭状态的柜体或保护屏实现电气元件进行集合。一般情况下，可以采用自动开关装置或者采用手动的方式对电路进行分断控制，如果供配电线路存在故障，可以对故障区段进行隔离，发出相应的报警信号。在发、配、变电所中，可以安装测量仪表来对配电网运行参数进行采集和显示，还可以调整多种电气运行参数，利用信号装置提示运行参数的偏离情况。高层建筑物中的照明配电箱，供电回路应该满足三个不同方面的要求，保证照明系统、插座有具备单独的供电回路。再者，空调装置的回路可以划分成客厅空调和之外的两个给空调供电的插座。最后，壁挂空不安装漏电保护装置之外，其它的空调插座都应该单独安装保护装置。
4.5配电箱在供配电系统中的实际应用
在对配电箱进行设计时，前端接通电源，后端接入设备，其主要是对开关设备、保护电气、接线要求以及测量仪表等的配置融合。若处于正常运行状态，配电装置中的开关设备可以自行开闭或经手动开闭，实现对电路的接通或分断控制。若处于不正常的运行状态，配电箱可以进行故障预警，也可切断电路。例如高层住宅建筑的照明配电箱进行设计时，要确保每一个回路的插座数量不超过10个，并且实现单独回路供电。而对空调回路进行设计时，还需分空调的安装方式，若为壁挂形式，则不需要安装漏电保护开关，若为落地形式，则要在开关处安装漏电保护开关。
4.6电气设备低压断路器的选择
在现代高层建筑中，由于照明系统、供电系统必须要以低压断路器对主体电器进行控制和保护，所以低压断路器的安全性和可靠性就尤为重要。与传统的保险丝和闸刀相比较来看，低压断路器具有更全面的保护功能，能够对当前变电所以及动力照明系统提供最广泛的保护功能根据电源的种类。电气设备低压断路器可以分为直流和交流等两种电路，根据结构类型又可以分为封闭式和框架式两种低压电路。当空气开关中安有失压保护装置，一旦电压降低到了额定电压的50~60%左右就必须对不重要的用户进行切除，否则很有可能导致电动机烧坏或者是电网电压无法恢复，而这种失压保护会马上启动，使得欠压脱扣线圈在线电压上并联。等到电压恢复正常供电时会吸住衔铁，当电压降至额定电压的50~60%时，吸力没有弹簧的拉力大十衔铁就会撞击锁扣，断开触头，所以低压断路器最主要的目的就是对线路的保护，根据保护对象的不同还可以采取具有针对性的保护措施。例如在变电所所采用的低压断路器中，不仅可以具有低压断路器通用的保护装置，而且还能够具有远程控制的功能，实插座线路上低压断路器的有效安装。
5高层建筑电气工程在进行供配电系统的设计时需要注意的问题
照明负荷设计的配电网高层建筑有很多用于照明设备和空调设备，因此所需的相应负荷也很大，因此高层建筑的电气工程设计工作将能够取得良好的效果，配电系统的设计是一个重要方面。照明负荷分配网络路由由多个部分组成，包括：配电屏，馈线，支线等。在具体设计过程中，首先从配电盘取出相应的电源，然后是主线。应用馈线，从而将电源引入整个照明配电箱，并从整个照明配电箱中分离出多个。分支道路，每个分支与配电箱连接，然后每个分支箱分配多个分支线路，最后与终端用户连接，完成高层建筑中整个照明系统的供电。空调设备是高层建筑中不可或缺的设备。对于这些耗电设备，应注意保护工作，以确保尽可能地分散用电设备。在需要集中管理的区域，计算机控制和受监控系统得到有效管理。在高层建筑的电气系统中，照明设备和通用电力设备基本上不共用干线，这将对电气系统的整体运行产生一定的不利影响。在高层建筑电力工程的设计工作中，必须注意该线路的设计工作。电气设备管道需要采取一定的防火措施，这样可以同时促进高层建筑的漏电问题。对于供电和配电系统的设计，高层建筑应注重高层建筑电气工程的整体建设。从高层建筑的内部条件出发，设计了一套完整合理有效的规划，为施工提供了重要的指导。
结语
高层建筑，甚至是超高层建筑已经是城市化的名片。但高层建筑领域仍然存在着供配电系统设计不合理的现象，从而产生谐波，造成用电负荷的三相不平衡，对设备产生损坏等问题，因而从事设计相关人员仍需要加强对高层建筑供配电系统的设计研究，减少线路上的电能损耗，达到节能效果，确保供配电系统在高层建筑中的可靠稳定运行。
参考文献
[1]刘延鹏，姚雯雯.高层建筑电气设计中低压供配电系统可靠性分析[J].住宅与房地产，2017（35）：96.
[2]贾浚辰.高层建筑电气工程供配电系统设计研究[J].山东工业技术，2018（21）：104.
[3]李二宝,彭梦龙,舒彬.高层建筑电气工程供配电系统设计探讨[J].科技展望,2016,26(10):120.
[4]刘大用.高层建筑电气工程供配电系统设计研究[J].智能城市,2018.4（16）：154~155.
[5]贾浚辰.高层建筑电气工程供配电系统设计研究[J].山东工业技术，2018（21）：104.