高层建筑电气工程供配电系统设计研究

发表时间:2020/8/13   来源:《科学与技术》2020年3月第8期   作者:吴汉童
[导读] 近年来,城市中的高层建筑的数量不断增多,
        摘要:近年来,城市中的高层建筑的数量不断增多,这些高层建筑会对人们的生活,以及城市的发展造成一定程度影响。高层建筑实际使用中涉及到的用电设施十分多,供配电系统的设计对人们日常生活的影响较大,供配电系统设计是高层建筑整体设计的重要环节,设计人员应该高度重视。
        关键词:高层建筑;电气工程;供配电系统;设计
       
        1高层建筑供配电系统设计内容
        高层建筑相关配电系统在运行过程中的服务对象是建筑内部电气设备,以及相应的使用者。可见,供配电系统运行情况与建筑电力系统的整体运行情况相符,才能确保高层建筑工程中整体机电工程在应用过程中的可靠性、安全性。高层建筑在具体运行过程中,相关配电系统采用的为单方向流动模式,即由电源端向用户端流动的模式,通过该方式,可以完成对电能的合理分配,并能做好相应的降压处理,从而使外部电能可以直接转变为用户应用的电能。通常设计人员在高层建筑配电系统设计阶段,应充分结合建筑的具体需求,对高层建筑在实际运行过程中的用电量加以确定,优化设计方案,在确保可以满足建筑在实际运行过程中用电量的前提下,提高系统的可扩展性,从而提高系统的可靠性。

        2现代高层建筑相关供配电系统设计要求
        2.1经济、节能、环保要求
        设计人员在进行供配电系统设计时,应充分考虑到经济、节能、环保要求。一方面科学选定设备型号,尽量避免能源浪费,同时控制系统建设成本。另一方面,优先选用节能、环保的材料,以降低建筑施工污染。
        2.2可靠性要求
        配电系统可靠性是电气设计中的一项重要内容。高层建筑的消防水泵、控制室、自动喷淋系统等设备都为一级负荷,专用变电所供应的送、排风机,以及相应的消防水泵房、消防电梯也都为一级负荷。高层建筑中一级负荷电气设备除了配备两个电源外,还应配备应急电源,通过该方式确保一级负荷电气设备在应用过程中不会出现安全问题。一级负荷设备在运行期间,应急电源起到的主要作用是在遇到特殊情况时,实现低一级负荷电气设备运行的电量供应。从目前我国高层建筑的设计情况来看,EPS应急电源和柴油发电机组是电机设计中最常用的两种应急电源。
       
        3高层建筑的节能设计要点分析
        3.1低压配电系统的设计
        高层建筑电气工程中的一个重要组成部分是低压配电系统。低压配电系统在进行设计施工的过程中,可以针对低压配电系统的常见系统方式进行详细的考察,主要包括低压配电IT系统、低压配电TT系统及低压配电TN系统等。高层建筑中一旦发生电力泄露问题,将会给整个建筑内部人员造成严重危害,因而需要针对高层建筑中的配电系统进行全面的设计工作,包括漏电设施方面。漏电断路器是高层建筑中配电系统用来防止漏电损害的重要措施。对于提高建筑内部的整体使用情况具有良好效果,同时还对于保障电气系统工程的有效运行起到重要作用。
        3.2高压配电系统的设计
        高压配电系统在高层建筑的电气工程建设中占据重要比重,对于电源供电起着良好的作用,通常,高压配电系统采用的是单母线进行分段的方式,线路在正常使用中能够进行自动切换,相互之间还能作为彼此的备用设备进行供电工作,对于保障电力运行效果,保障高层建筑的整体供电工作具有重要作用。母线通常是分段数目的,能够与电源进线回路进行匹配适应。只有当高压配电系统出现一些特殊情况时,才会考虑单母线不分段的界线方式,这种情况通常表现为供电电源一个是主要设备一个是辅助设备。


        3.3供配电系统导线的选择
        电力线路是供配电系统中的基础设施,承担着电能输送的重要职能,这设计这部分内容时,设计人员需结合相关操作规范和系统安全需求,合理选择导线材料,科学优化导线布线路径,节约导线成本的同时,减少能源传输损耗,以满足设计经济、节能、安全等方面的实际要求。
        3.4设计开关及插座
        开关可靠动作是电气系统在实际运行过程中安全的保障。因此在具体设计过程中,设计人员应当结合电器设计的具体要求,以及系统安全要求,选择合理的开关类型及相应的方式,确保建筑的整体安全需求能够满足应用需求。
        3.5设计配电箱
        配电箱需要满足保护电气、测量仪表、开关、其它辅助设备在实际组装过程中的具体需求,最终构成一套完整的低压配电装置。该装置在具体应用过程中应当能够满足手动、自动控制需求,如果系统在运行过程中出现故障,可以利用装置切断电路,该部分在具体设计过程中,需要满足以下内容:高层建筑内的不同区域插座在实际应用过程中,能够实现单独回路供电;结合高层建筑的具体情况,完成空调回路设计;各个插座回路都要设计相应漏电保护开关,挂壁空调插座除外。在回路分配过程中还要符合以下要求:照明系统、卧室、卫生间插座都可以单独回路供电;从空调回路的具体情况来看,应当将其分成单独客厅柜式空调回路,另外两个空调插座要作为一个回路。
        3.6供配电系统照明负荷设计要点
        供配电系统照明负荷主要由配电屏、馈电线、分配电箱等构件组成。照明供电电源通常由配电屏引出,经过馈电线干线进入照明负荷总配电箱,再由照明负荷总配电箱分配至个支路分配电箱,最终与用户端相连完成建筑整体照明负荷供电。
        3.7系统中备用电源的设计
        为了能确保供电的安全,大部分的一级供电负荷高层建筑通常都应该安置两个相对独立的供电电源。这样能够确保在需要十分重要的用电负荷时,能能够确保供电的安全和可靠性,这就要求在设计时应该设计与上面的两个电源相独立的第三个电源作为备用电源进行供电。不论是在国外,还是在国内的高层建筑当中,处于备用负荷以及应急负荷的经济和容量,大部分选用的都是柴油发电机作为自备电源,以确保在特殊用电时可以更好的满足用电的需求。
       
        4结语
        总之,高层建筑当中电气设施繁多,电路复杂,施工难度和技术水平要求也很高,所以对供配电系统的设计优化也必须要深入探究,因为供配电系统影响着整个高层建筑的实际运行状况。一旦供配电系统因为设计不妥当出现故障问题,不但会增大电能负荷,增大电能损耗,而且会导致高层建筑电气工程中止运转,使得建筑物内的工作人员无法正常进行作业,阻碍工作进度,造成巨大的经济损失,甚至发生严重威胁到人们人身安全的电气事故。在高层建筑电气工程供配电系统设计的过程中最主要的就是保证安全可靠的运行,通过加强高层建筑用电安全的关键设计,对电器设计中低压供配电系统可靠性问题进行研究,并且提出相应的解决对策,能够保证电气设备整体的运行效率。

        参考文献
        [1]肖惠文.高层建筑电气设计中低压配电系统安全性探讨[J].中小企业管理与科技(下旬刊),2015.
        [2]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.
        [3]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.

        作者介绍:
        吴汉童(1990.09.15-);男;福建云霄;汉族;硕士研究生;工程师;客户经理;电力传动;国网漳州供电公司。
       
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