摘要：伴随着科学技术的发展，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
随着人们对建筑行业的使用要求不断提高，而高层建筑的不断兴起也给建筑的电气化设备提出了更高的要求。为了满足使用者的需求，电气工程的设计人员要首先从基础开始，优化供配电系统，适应越来越复杂的电气化工程，提高用户对建筑使用的满意度。
1概述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。
2在设计高层建筑供配电系统时所需要遵守的原则
不同的建筑物的性质、环境以及使用需求对供配电系统的要求是不一样的。因此设计人员要根据建筑物的具体情况对线路进行设计。低压电力系统接线方式一般采用放射式、树干式等，放射式的特点，配电线路故障互不影响，供电可靠性较高，配电设备集中，检修比较方便，但系统灵活性较差，有色金属消耗较多，一般在下列情况下采用：（1）容量大、负荷集中或重要的用电设备；（2）需要集中连锁起动、停车的设备；（3）有腐蚀性介质或爆炸危险等环境，不宜将用电及保护起动设备放在现场者。树干式的特点，配电设备及有色金属消耗较少，系统灵活性好，但干线故障时影响范围大。一般用于用电设备的布置比较均匀、容量不大，又无特殊要求的场合。
2.1保证供配电系统的可靠性
安全可靠是高层建筑供配电系统的整个设计过程中需要遵循的原则。在所有的电气负荷中，一级负荷才是最重要的。平时最常见的一级负荷主要是与消防有关的消防系统，另外还有电梯、生活水泵、弱电机房等，这些都是与建筑用户生活方面密切相关的。所以为了保证它们的正常使用，一般高层建筑采用两路电源供电，当建筑物一路电源出现故障停电时，另一路电源能保障这些一级负荷正常使用。
2.2供配电系统的设计要合理
供配电系统的合理设计不但可以节约电能，而且还可以帮助企业合理预估用电量。对企业建筑来说，合理的供配电系统设计可以为企业节约成本，提高经济效益。在满足住户使用的基础上将上下级之间的连接减少到最少，根据用电设备的具体分配合理设计配电路径。如果配电系统之间的上下级连接数量过多的话不但会增加用电元件的数量还会增加电缆的用量，增加了供配电系统的风险。配电间设计不合理是导致配电路径不科学设计的最大原因，因此，高层建筑供配电系统设计人员在设计之初就要合理优化配电间的位置。变电所位置设置尽量靠近负荷中心，比如再靠近冷冻机房的位置设置为其供电的变电所。
2.3供配电系统要尽可能做到节能
在供配电系统中，变压器作为主要的耗能设备，在进行选择的时候要根据用电量和投资数目综合考虑。企业大多都是以经济效益作为最终目的，因此，企业要通过变压器的回报年限选择最合理的变压器。一般来说，变压器的选择与建筑的实际用电需求和最佳负荷进行选择，但是通常情况下，变压器的负荷要稍大于实际负荷，一般变压器的负载率不超过85%，这样才能保证安全。
3提升低压供配电系统可靠性的措施
3.1对供电电源进行优化设计
如果向低压交流配电室内部输送10kV的市政电源，且配电系统中应用的为单母线时，想要提升系统的稳定性，设计人员可以采用设置两台容量相近的变压器的方式实现。同时，这种设计方式还可以实现同时供电，当一条线路供电出现故障时，另一条线路也可以保证正常供电。高层建筑的配电系统中母线的线路十分复杂且线路类型较多。所以，在进行线路布设前，要对线路的种类和数量进行充分了解，避免为后续施工带来影响。
3.2提高供电线路的安全性
高层建筑低压供配电系统的线路敷设，必须以高层建筑的结构特点为布设依据，避免线路布设不合理的问题出现。线路的布设过程中，要确保与热源的安全距离，同时要做好线路的防腐、防震处理，全面提升线路的安全性，以防线路在后期的使用过程中出现故障问题。在线路布设环节，要始终保持消防线路的独立性，消防线路需接入专用的消防专用电源，这样可以有效保障在火灾发生时，各类消防设备可以实现正常运转。此外，末级配电箱必须要设置自动切换装置。在地下车库区域，要设置独立的应急照明电箱，以保证供配电系统出现故障时，地下车库的照明系统可以正常使用。
3.3保障消防用电的可靠性
高层建筑的消防系统对于保障居住者生命财产安全发挥着巨大作用，所以，提升消防用电系统的可靠性具有重要意义。设计人员要选择科学合理的配电方案，在高层建筑中，变压器的数量通常为两台或两台以上，同时也会设置柴油发电机组。在电力供应过程中，变压器会始终保持消防用电的稳定性，当出现故障问题时，可以自动对非消防用电负荷进行切除，如果两条线路均出现故障，可以启动备用电源。对于柴油发电机，要将其发动时间控制在10秒钟以内，并保证其能承载消防系统的全部用负荷供电。
3.4提高供配电设备的可靠性
在供配电系统中，相关设备的运行情况也会对系统的可靠性造成一定影响，所以，相关工作人员要对相关设备进行科学选择。例如，在对变压器继电保护设备进行选择时，要确保设备具备错相保护自动分合闸。对于低压供配电系统的变压器进行选择时，可以选用箱型干式变压器，此类变压器所采用的绝缘材料具有阻燃特性，如果系统遭遇雷击或火灾等情况，可以起到一定的防御作用。同时，此类变压器的防潮性较好，能够在相对恶劣的环境中保持较为稳定的性能，可以有效提高供配电系统的可靠性。
结语
总而言之，电气工程中的供配电系统要跟上如今我国高层建筑的发展速度。在设计的时候根据实际情况对供配电系统进行合理设计，对其中的负荷容量计算、供电电源选择等都要力求最佳，还要根据供配电系统中出现的一些问题做出合理的解决措施，不断革新，不断进步。这样才能保证供配电系统的安全运行。
参考文献：
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