摘要：高层建筑是为了适应社会发展的需求而产生的比较普遍的一种建筑风格。由于使用人数众多，高层建筑配电系统的负荷较大，这对低压配电设施提出了更高的要求。若低压配电系统设计不合理，就会存在很大的隐患。
关键词：高层建筑；建筑电气系统；低压配电；智能计算
引言
高层建筑一般除了比较高大以外，往往还具有建筑面积大、用电设备多、结构功能复杂和智能化程度高等特点。另外高层建筑的对质量和安全有更高的要求，加之其用电设备多、设备复杂、耗电量大等，对电气供电可靠性提出了更高的要求。
1高层建筑电气低压配电设计原则
1.1高效原则
高效性是指在低压配电系统的设计中保证配电系统各线路、各系统配置合理，以保证电能的合理分配和各线路的通顺，避免发生实际使用中出现电压不稳或者线路短路、开路的情况。高层建筑中用电设备比较多样，它们的额定电压差距比较大，所以，在电力的分配中，出现的电能损耗比较大，所以，必须通过对低压配电系统的合理设计尽量降低电能的损耗。可以根据所需电能的大小把整个建筑分为几个区域，并根据这几个区域的实际电量负荷需求设置配电中心，以达到节省点电能的目的，而且这种方式还能提高供电电压的稳定。另外，要尽量保证配电系统的各分区所分到的用电负荷的均衡，以免出现因电力分配不均出现的实际电压不稳的现象。
1.2优化原则
优化原则是指在安全性能的得到保证的情况下，最大限度的经济性、合理性、协调性、可行性等方面的最优化，在低压配电系统的设计过程中应充分考虑资金问题和节能问题。首先，应根据建筑物的建构特性合理布置配电系统的位置和结构，在电源负荷的设置中，应适当比建筑物所需最大负荷高一点，以便于日后建筑物投入使用有特殊要求时再进行扩容，还要配置备用电源以应对电源发生意外的情况。
2高层建筑电气设备的特点
2.1供电可靠性要求高
高层建筑其用户也必定较多，因此其对用电可靠性要求也相对较高。其中存在着大量的一级负荷和二级负荷。一级负荷一般用电为2套独立的供电系统，保证一套供电系统出现故障时另一套供电系统能够可靠供电，除此之外往往还需增加一定的应急电源如柴油发电机等供电设备，以保证供电可靠性。
2.2用电设备种类多
高层建筑对功能的要求更多也更完善，如给水排水系统、制冷与采暖设施、火灾报警与消防联动系统、监控系统、智能安防与电子巡更系统、电梯系统、通风系统、建筑智能化和网络系统等。正是由于其功能要求越来越多，所以其用电设备也变得越来越复杂。
3负荷计算
3.1保护开关的选择
按照GB50054-2011《低压配电设计规范》第3章“电器和导体的选择”及第6.3节“过负荷保护”进行保护开关的选择。并按GB50054-2011中公式（6.3.3-1）、（6.3.3-2）考虑保护开关的整定值和电线电缆的载流量。
3.2变电所低压配电系统馈线配出柜计算
在变电所计算时由于配出回路较多，因此计算馈线配出柜是按变电所低压配出第1柜至第4柜分别计算界面。由于变电所低压计算各配出柜数据量大，本程序采用多窗体数据交换方式解决单窗体文本框数量不足问题。
每个馈线配出柜按最多9个回路计算，1个回路按15个数据表达（回路号、供电设备组名称、设备安装功率、计算有功功率、计算无功功率、视在功率、计算电流、电流表量程、保护开关整定值、互感器变比、需要系数、功率因数、电缆截面、低压配电柜抽屉高度、回路是否为备用电源的选择）。如上述计算数据不考虑其它变压器、电容器等数据，就需要540个文本框，VisualB6.0目前支持一个窗体最多200~250个，满足不了所有数据在一个窗体内，笔者考虑既要保留所有数据，又要减少文本框数量，因此每个馈线配出柜为一个窗体，这样每个窗体考虑9个回路的15个数据再加上每个配出给总的安装功率、计算有功功率、计算无功功率后共138个数据，单窗体是可以满足显示的，计算结果又可以独立保存，圆满解决了单个窗体文本框不够的问题。每个配出回路在开关等设备选择确定后会提供配电抽屉或分隔高度的参考值，为配电柜的设计提供帮助。另外在配出回路设计时会有常用回路和备用回路的情况，因此设置了备用回路选择的选项，选项中不输入任何数据时视作常用回路，假如选项中输入“0”，此时计算用电设备的安装功率考虑在内，而计算功率等不进行计算。但回路开关的整定值、电流表量程、电流互感器变比、电线电缆的截面及保护管等数据会提供。
3.3变电所低压配电系统总的计算
变电所总的负荷计算与4个配出柜交换每个回路选5个主要数据（回路号、设备安装功率、计算电流、保护开关整定值、电缆截面），这样变电所总的计算窗体包括4个配出柜及变压器等主要数据200个。变电所总的计算窗体可单独保存。
对于变电所的设计不仅可以计算配出回路的上述多种数据，还可以根据无功功率自动选择补偿容量，确定电容器柜的数量。根据计算的数据智能选择变压器的容量，给出运行的变压器负载率和高压侧的功率因数。这样，大量的计算数据和计算规格选择就高效、准确地智能生成了，不会出现由于工作量大而造成的人为疏忽错误。计算完成的数据及选型数据还可以保存成文件在工程图纸目录里，一方面可供审核作为计算书，另一方面是由于项目的供电设备在不断变化，有了保存文件后可以轻松进行修改，方便得到新的结果，大大提高了修改速度。本程序可以大量节约设计人员的计算时间，让设计人员有更多时间用于研究供电方案及提高绘图质量等方面工作。
4短路电流计算
在进行短路电流计算前必须将变电所的负荷计算完成，此时变电所的变压器容量及母线电缆的规格都已经有了。这样在图1选择计算窗口里，选择第6个选项变电所短路电流计算，进入短路电流计算界面，在此界面输入浅蓝颜色的文本框的数据，即电力系统短路容量、变压器阻抗电压百分比、各段母线的长度。然后点击“计算”按钮，短路电流计算后，在浅橙色文本框内就会显示高低压短路点、推荐高低压断路器、推荐建议短路容量的数据。验算断路器的接通能力与分断能力要大于预期的短路电流。想要了解短路电流计算的详细内容，可点击“详细内容”按钮。
短路电流计算依据是《工业与民用供配电设计手册》（第四版）第4.6节实用短路电流计算法。高压系统短路电流计算为第4.6.3小节（2）远端短路的单电源馈电的三相短路电流标幺值计算。低压网络短路电流计算为第4.6.4小节的要求，按有名值计算方法计算。并按《全国民用建筑工程技术措施电气》（2009）5.3.2条第3）款的公式（5.3.2-3）~（5.3.2-5）计算。
结语
总而言之，在建筑电气工程计算绘图时可与AutoCAD软件同时运行，边绘图边计算。计算软件虽然不能代替设计人员的工作，却可以减轻设计人员的劳动强度，提高设计工作的准确度和效率。
参考文献
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