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摘要：城市高层建筑近年来随着城市经济的快速发展不断的增加，高层建筑的不断增加在很多方面也对城市居民的生活和工作造成了影响。为了更好的为高层居民提供好的工作生活环境，必须对高层建筑电气工程供配电系统进行优化设计，确保高层建筑电气工程供配电系统能够为人们提供更加方便快捷的用电服务。
关键词：高层建筑；供配电系统；设计
1供配电系统内容概述
高层建筑中有多种电气设施，如电气照明设施、给排水设施、厨房设施、送电设施以及消防设施等等，其中电气照明设施如室内照明、安全通道照明等；货运电梯、客梯等设施；给排水设施如生活、消防水泵等；厨房设施如排气设施、冰箱；送电设施如空调送风、风机管盘等；消防设施如正压、排烟风机等。
另外，高层建筑的使用功能存在差异，因此所需功率也存在差异，但一般来说，所需功率很大，此外，高层建筑的消防、应急等用电都应有各自独立的电源，所以供配电系统的运行应符合建筑电力系统的总体要求，以确保建筑机电工程整体使用的安全性和可行性。在高层建筑供配电系统中，一般使用功率单方向流动的模式，也就是说从供电端到用户端的流动方式，以利于电能的分配和降压，然后将外部电能转换成用户端可以直接使用的电能。通常情况下，高层建筑的电压一般不会＞110kV。在供配电系统设计期间，设计人员需要与建筑物的具体需要相结合，然后再对用电量参数范围、系统负荷参数范围等进行科学地明确，对优化设计方案进行综合考虑，在符合建筑基础使用需求的前提下，尽可能将系统的可扩展性增强。然而，在电力负荷计算过程中，设计人员应使用需要系数法或者负荷密度法来进行计算，以保障所得数据的真实性，为高层电气设计打下坚实的基础。
2供配电系统设计原则分析
2.1合理性原则
实现节电的必要前提是合理的供配电系统，而供电方案的合理性取决于设计的用电量预测。当然，对高层的建设而言，配电系统的合理性也是非常关键的。所以，在建筑布局设计过程中，必须将配电级数尽可能地减少，进而设计出合理的配送方案。配电级数越多，上下级协调的复杂度就越高，而且还会大幅度增加元件数量，提高故障概率，增大配线电缆。但是，供电质量与电缆长度直接影响配电方式，它们之间的关系密不可分，配电线路缺乏合理性的主要原因是未合理设计配电室的位置。因此，在内部配电系统的设计中，必须注重配电室位置的有效优化，否则节能作用可能无法发挥出来。
2.2安全性与可行性原则
供配电系统的安全性与可行性在电气设计中非常关键。在高层建筑中，最关键的负荷为电气一、二级负荷，消防设备就属于一、二级负荷，消防设备主要包括消防电梯、消防控制室、应急照明、排烟、送风风机、污水泵等。一级负荷用电设备设2路电源，并设置应急电源，应急电源的功能在于：能够保证特殊情况下用电设备一级负荷的供电，有效防止应急电源进入其他用电负荷。在建筑电气设计中最常用的两种应急电源是EPS应急电源和柴油发电机。
2.3节能性原则
科学、合理选择变压器。首先，所选择的变压器应具有一定的节能类型，如高工作效率和强抗冲击性等；其次，要对现有设备进行充分掌握和了解，之后有效利用现有设备，以协助变压器的运行效率和性能利用率的提升，从而有效提高变压器的管理效率。除此之外，实现变压器功能损耗最小化。应注意利用减少电线长度，以及由小损耗电线为起点的方法来进行设计建筑电气，以避免发生线路重叠交叉现象。
3高层建筑供配电系统的设计
3.1高压配电系统设计
一个高层建筑对于电力资源是高层建筑的必不可少的，需要用到电力的设备很多，同时介于高层建筑兼有一级、二级、三级用电负荷，当下的高层建筑绝大部分是使用两路独立的电源供电且每一电源能承受该高层建筑全部负荷用电需要，采用分段单母线方式接线，正常情况下两路电源分列运行供电，当一电源发生故障时另一电源不应同时受到损坏，如此一来可以大幅提升高层建筑的用电水平。高压配电系统在高层建筑中占据着极为重要的地位，其高压配电系统使用的分段单母线接线方案，可以让线路在使用的过程中灵活操作，而且能够自动切换，运行过程中可以互相作为对方的备用设备，保证电力的运行过程安全顺畅。
3.2低压终端配电箱的设计
低压终端配电箱的设计需要把开关设备电气测量仪表和相应的辅助控制设备一同都组装到半封闭或封闭的金属柜中，以此来达到电气接线的多方面要求，形成低压配电系统装置，并且运用自动或手动的开关方法来通断电路。在变电所中，采用仪表测量的方法可以保证每类运行参数得到显现，还可以对一些电气参数做有效调节工作，让它们可以发挥出警告提醒的作用。除此之外，高层住宅建筑照明配电箱的回路设计要满足照明系统的基本要求，且在室内每个房间中插座回路需为独立式的插座回路，对于空调回路要采用独立式的空调回路方式。除掉壁挂式空调插座外，其余所有的插座要装上漏电保护的装置。
3.3电气设备低压断路器的选择
高层建筑的供电以及照明系统需要通过使用低压断路器来对电气设备做保护控制工作，因此低压断路器是否可靠安全就变的尤为重要。相对于曾经被广泛使用的闸刀和保险丝等保险设备，低压断路器的保护能力更加安全和全面，可以为如今变电所和动力照明系统以更全面化的保护。具体来说，按电源性质区分，低压断路器主要有交流断路器和直流断路器两类，按结构类型区分则有框架以及封闭型两种。在空气断路器上装设失压保护装置时，当电压降到额定电压的50%到60%时，就需要切断不重要的用电负荷，同时失压保护随即启动，待电压恢复正常后吸住衔铁，避免用电设备被烧坏。低压断路器的一个关键作用就是保护线路，按保护对象类型的不同采取各自最有效地保护方式，比如变电所中装上智能型低压断路器，一方面可以用低压断路器通用保护装置实现线路的正常投切，另一方面还可以利用智能断路器上的辅助控制功能实现对配电线路的远程控制。
3.4变压器的设计
为了满足高层建筑整体供配电系统的用电需求，需要尽可能的提升变压器的可靠性以及安全性，因此需要全面地了解变压器运行的所需条件，把系统使用过程中的电能损耗以及用电成本尽可能地降到最低水平。现如今在选择变压器时，要尽可能的选取低损耗材质组成的配电变压器，让其负荷率保持在百分之六十到七十左右。一旦变压器的负荷率和容量稳定之后，减少若干变压器的投入运行，并提升使用中的变压器用电负荷率，如此便可以达到节能环保的目的，增大能源的使用效率。由于变压器存在季节性负荷的情况，使其电能的质量受到一定程度的不良影响，因此可以用专用变压器来解决季节性变化引起的麻烦，保证其灵活性、稳定性以及经济性。
结束语：在现代建筑工程施工中，高层建筑的供配电系统设计是否合理是保证施工过程中各个工序能否安全实施的关键因素。高层建筑的供配电系统在设计上的优劣对建筑工程的质量和安全都起着决定性作用。合理的供配电系统设计既能保证工程正常按期完工，还能在后期得到物业与住户的好评，提升企业的经济效益和社会效益。
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