高层建筑电气工程供配电系统设计探讨张雷

发表时间:2020/7/8   来源:《建筑实践》2019年第38卷13期   作者:张雷
[导读] 随着我国市场经济的飞速运转,我国的城市化进程也不断推进
        摘要:随着我国市场经济的飞速运转,我国的城市化进程也不断推进,也因此提高了建筑行业的发展速度,尤其是高层建筑工程。高层建筑工程施工难度较大,在高层建筑电气设计过程中,需要结合供配电标准,重视供配电系统在高层建筑电气设计中的可靠性,根据时代发展需求设计供配电系统,提高高层建筑电气设计水平。
        关键词:高层;建筑;电气工程;供配电系统;设计;探讨
        引言
        社会的快速发展对能源的需求会不断增长。现代建筑规模不断扩大,意味着各种建筑在建造和运行过程中能源的大量消耗。一味地开发能源会对社会产生环境污染的加重。保护环境,有利于构建绿色、和谐的社会。于是节约能源减少排放成为了人类社会追求健康发展的共识。中国更加需要利用科学技术来开发、使用能源,减少能源不必要的输出是因为中国还是一个发展中国家,能源资源并不富庶。但这并不意味着需降低人们进入未来工作、生活环境的舒适度。当能源的供给能力与能源需求不平衡时,对于一个有持续发展要求的国家来说确是一个制约因素。有资料表明我国建筑物单位能耗,与发达国家相比,在同样气候条件下要大得多。作为建筑行业中的一员,肩负节能减排使命,任重而道远。现代建筑是社会科学、技术、信息的载体,也是我们创造未来幸福生活不可或缺的一个重要组成部分。节约能源、提高能源利用率和减少环境污染、降低成本是我们奋斗的目标,创建绿色、和谐的社会环境是我们共同的责任。
        1高层建筑供配电系统的特点
        对比传统建筑物,高层建筑物的空间跨度比较大,需要配备电梯和空调等设备,这些设备需要电力,这也突出了供配电系统建设的重要性,高层建筑施工过程中,需要注重安装和维护高层建筑的电气设备。高层建筑的结构比较复杂,功能要求具有多样化特征,这也加大了供配电系统的设计难度,现如今社会经济高速发展,人们的生活质量不断提高,日常生活和工作当中会利用较多的电力设备,耗电量比较大,高层建筑的供配电系统需要提高质量,优化相关技术。
        2供配电系统在建筑电气设计中的意义
        供配电系统在建筑电气设计中的意义主要体现在;电与人们的生活息息相关,故做好供配电系统在建筑电气设计中十分重要。正是层出不穷的用电设备与人们的生活联系紧密,才让供配电系统在建筑电气设计这一方面都有着相当重大的意义。因而只有将电器电压的等级相互协调才可以构建更为完善的建筑电气设计,而且建筑电气系统设计的交直流电源分系统还能有效地提高供电可靠性,保证人们生产生活的安全,故值得大面积推广。
        3高层建筑的基本配电方式
        高层建筑的基本配电方式主要表现为两个方面,首先是负荷特征。高层建筑和普通的建筑主要区别就在于建筑楼层和建筑物的高度不同,一般规定10层或者10层以上的住宅建筑和高度超过24m的其他建筑属于高层建筑。因此,在防火规范上,公安部门又把高层建筑分为几个类别,一类是在19层以上和建筑高度50m以上的高层建筑成为一类高层,还要一类是10~18层或者建筑高度在24~50m的高层建筑建筑为二类高层。而高层建筑和普通建筑相比都有以下的特征,在高层建筑增加了一些特殊的电力设备,比如生活的生活电梯、空调机组等等。在照明方面有事故照明灯和疏散标志灯。消防方面有电梯、火灾报警系统等。其次是高层建筑的低压配电方式。确定高层建筑低压配电系统,应该满足安全性、可靠性、易管理性等的要求。一般要将电力和照明分为两个系统,将事故照明火灾报警自成系统。而对于高层建筑中容量比较大的负电荷或者重要电荷,一般采用放射性供电的方式,由变压器低压向用电设备进行供电。对于消防用电设备应该采取的供电回路,它的配电设备应该有相应的标志,按照水平方向和垂直方向两个方向防火。

而消防设备中应该有两个电源,分别为主电源和备用电源,其应该可以在最末电箱出进行自动切换,自动发电设备应该没有自启动装置。而高层建筑中的事故照明灯也应该自成系统,事故照明灯和工作照明灯分开来是极其重要的,在装有两台及以上的变压器时,事故照明灯和工作照明灯应该选取不同的变压器。当仅有一台变压器时,要将其电路进行分开,二者的配电线路和控制开关应该分开来设计。事故照明灯的用途有很多种,应该根据不同的通途选择不一样的配电方式。
        4提高建筑电气设计供配电系统可靠性的办法
        4.1接地设计
        在供配系统中,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,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。
        4.2对配电系统线路能耗的控制
        首先应根据建筑功能进行系统分类配电。变配电装置应根据低压供电半经及设备用电容量综合因素来计算调整。考虑低压配电线路压降,选择更适配的高压配电系统更节省能耗。变配电所的设计尽可能深入负荷中心。一般超高层建筑需根据建筑高度将系统中的变配电所拆成若干个,然后根据需求将变配电所分设在恰当的设备层或避难层中适当部位。因避难层中相当部分面积用来安置空调室外机、中间水箱水泵房等设备,此处的用电量相对集中,这时由塔楼的变配电所低压供电,线路缩短,压降相对较小,能耗相对也小,楼层空间的紧张局面也将得到缓解,建设方投资变少了,对塔楼标准层平面的影响也不大,配电系统线路能耗的控制优势相当明显。节能目的是提升技术标准,达到使用效果。只有真正降低了总能耗,同时维持或改善了人的体验,才可称之为节能。
        4.3上位机组态设计
        智能楼宇系统供配电系统上位机控制设计采用力控软件制作。在上位机上可以时时监测3相的相电压、电流、有功功率及无功功率等参数。在上位机上还可以实现远程启停控制,并且可以通过上位机的指示灯观测出3路供电系统的运行状态。监控画面可以监控两路供电系统中变压器的温度状态,当温度过高发出报警信号时运用韩光双电源自动切换开关实现两个变压器间的两路电源的不断电输出切换。当系统运行中出现报警指示时可以点击监控画面右下角的“报警画面”按钮进入报警信息查询界面,有助于及时了解报警设备状况,了解报警故障原因。
        结语
        总而言之,在对超高层建筑电气进行设计时,需要考虑多种需求,保证科学实现节能减排的目的。希望通过本文,能够让电气设计人员设计出更好的超高层建筑电气作品。
        参考文献
        [1]苏清评.浅析超高层建筑电气设计策略[J].安徽建筑,2018,24(5):312-313.
        [2]许小兰.浅析超高层建筑电气设计[J].中国新技术新产品,2014(7):57-58.
        [3]黄小凡.超高层建筑电气设计关键技术解析[J].科技风,2017(3):194.
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