高层建筑电气工程供配电系统设计分析李刚--中国期刊网

字体：大中小

首页> 原创作品> 正文

高层建筑电气工程供配电系统设计分析李刚

发表时间：2021/5/7 来源：《基层建设》2021年第1期作者：李刚

[导读] 摘要：近年来，随着社会的进步，经济的飞速发展，逐渐涌现出各种现代电器，用电需求不断增加，给供电系统带来了巨大的压力。

        中国汽车工业工程有限公司天津市 300113
        摘要：近年来，随着社会的进步，经济的飞速发展，逐渐涌现出各种现代电器，用电需求不断增加，给供电系统带来了巨大的压力。假设配电系统存在安全隐患，则造成的损失难以预料。所以，配电系统的安全性、可靠性、合理性和节能性显得至关重要。其中，高层建筑供配电系统设计专业性、复杂性极高，所涉及的专业知识也非常多，因此必须在电力系统实情的基础上，融合多种专业知识进行供配电系统设计，从而实现优化设计之目的。
        关键词：高层建筑；电气工程；供配电系统；设计分析
        引言
        建筑电气工程供配电系统设计需要了解建筑内业主用电的实际需求量，同时，还需要从专业角度出发，明确小区内配电设备线路的设计要点，重视运行维护工作，合理设置线路装置，确定线路装置安装位置，并灵活根据建筑内部结构，完善设计内容。另外，供配电系统设计需要平衡技术与经济两方面要素，根据供配电系统设计在电气工程中起到的作用，明确供配电系统设计要点，掌握电力负荷、供电电源、变配电所、供电电压、插座、开关、低压断路器等设计内容，明确设计要点，提升系统设计的合理性与科学性。
        1高层建筑电气工程供配电系统设计的主要原则
        在一个高层建筑的机电工程中供配电系统显得非常的关键，它由区域、用户两大变电站组成，整个建筑的电力系统电能的相关配用工作都由它来负责。位于高层建筑中的供配电系统主要为建筑中的人员或是内部电气设备提供服务。因此供配电系统的是否稳定运作直接关乎到建筑的整个电力系统的安全性能。通常而言，当下高层建筑的供电系统多是采取单向电流流动的方式，即从电源端流动至用户端，如此做法可以在第一时间处理电源的降压和分配工作，使得电能可以让用户端直接用。在满足国家规范的基础上，运用科学的判断方法计算出整个系统用电负荷和系统所能承载的用电负荷等参数，并且全面考虑有可能会出现的一系列问题，以此来满足整个建筑的基本使用功能以及将来系统的改扩建等因素。设计师在设计高层建筑电气工程的供配电系统时，应具有安全、节能环保的理念。具体而言，即结合设计原始依据，通过科学计算的方法来选择所有电气设备的型号，尽可能地降低在系统运行过程中的资源浪费，把控好成本。另外还要选取环保节能的材料用于设计建造，尽可能避免高层建筑供配电施工以及环境污染等。
        2高层建筑电气工程供配电系统设计分析
        2.1接地安全保护设计
        高层建筑电气设计应综合考虑多种因素，其中人身安全是首要的。这里所说的人身安全，不仅是指建筑物内工作、生活人员的人身安全，也是指电气设计、安装过程中工作人员的人身安全。由于高层建筑楼层相对较高，人员多，一旦发生危险，疏散时间较长。所以，考虑到这一点，通常的高层建筑在电气设备设计时，都要确保具备相应的能够自动中断故障点的装置设备，这就是我们经常提到的接地保护装置。作为高层建筑用电安全的重要保障，接地保护装置显得至关重要，它能够在建筑出现危险的情况下对故障点用电进行及时中断，在很大程度上保护了人们的生命、财产安全。所以在设计及安装接地保护装置时，需要对建筑的多方面因素如地形、电气设备以及电路保护装置等进行综合性考量，唯有这样才能有效防止由于外部不利因素造成的电路运行的危险。
        2.2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。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆

        2.3供电电压
        供电电压应该根据建筑所属类型，确定供电线路中的回路数以及供电距离，采用远景规划的方式，明确经济因素，考虑到变压器容量不同造成的影响，所以应该采用不同的用电方式，如对于电路电流小于30A的照明负荷，应使用单项供电。另外，民用住宅设计建筑配电系统，需要从电荷以及变压器节能这两方面考虑，同时，还应该权衡众多因素，如变压器年耗量等因素，匹配变压器参数、投资回收以及变压器使用年限都会影响到变压器型号的选择，应该选择节能型变压器，并参考民用建筑电负荷要求，保证实际的负荷量略高于变压器最佳负荷。在变压器选型过程中，还应该明确空载损耗与负载损耗这两方面参数，权衡这些因素后，从经济、环保的角度出发，合理选择变压器的型号。
        2.4供电线路安全设计
        在具体供配电线路布置时，宜根据实际情况，尽可能的满足一些特殊位置对用电线路的需求，而且供配电线路布置与设计还要与规定要求相符。为了保证供电线路的安全，设计时要根据实际建筑布局来采取有效的电力线路保护措施，可以借助于建筑管井来布设供配电线路，布设过程中要采取措施避免结构内锋利物体或是拐角与线路之间发生接触。在实际布设供电线路时，还需要避免线路接触到腐蚀和潮湿的环境，保证线路的绝缘性能。供电线路安全设计时，还应选择自动控制或是自动切换装置，一旦供电线路出现故障，则会自动切断电源，保证整个供电系统的安全。另外，在实际供配电线路设计时，一般情况下会采用10kv的高压线路，并采用单母线运行方式。这样在实际系统运行时，一旦某一条单母线发生故障，则可以能冠军其他单母线来取代，以此来保证供电线路的稳定运行。而低压供配电线路设计时，宜根据要求设置一段应急母线，这样可以避免正常母线故障无法运行情况发生，有效的提高供配电系统运行的效率。
        2.5变配电所的布置
        进行变配电所的设计必须立足于实际系统的负荷容量、分布及具体楼内的功能分配，再结合专业，以确定最终变配电需要的数量和安装位置。变压器的容量要根据实际的参数进行计算。低压线路上要求很多，主要体现在对供电半径的要求，要求半径必须在200m以内。如果安装条件能够满足，变配电所要尽可能靠近主要负荷的中心，以从整体上优化配电系统，还能为供电系统的安全性与稳定性提供更多保障，同时大幅减少系统的线缆量和电能损耗。
        2.6电力负荷计算
        电力负荷通常情况下包括空调、动力及电气照明等，这其中空调负荷较大，而且多设置在首层或是下部，这就需要根据供电变压器的供电范围来确定电房的位置。在具体计算电力负荷时，一般会采用单位容量法和负荷密度法来计算负荷容量，这样可以有效的保证计算结果的准确性，确保供配电设计能够有效的满足电力用户的用电荷载需求。
        2.7插座、开关
        插座、开关应用期间，需要明确其在电气系统中的排布方式，虽然开关与插座体积极小，但是作为电气工程中的重要元件，却直接影响到建筑内部用电安全问题。为此，应该确保开关在开通、闭合的状态下，都可以在设备接通电源的情况下，明确不同设备以及照明灯具在操作开关方面的情况，这是电气供配电系统设计需要关注的重要内容。合理选择开关类型，可以最大限度地提高住宅用电的安全性，从而还可以防止建筑发生火灾等事故。
        结语
        一般高层建筑所包含的电气设备都是系统且综合的，且施工的过程也是极为繁杂，要是没有较为科学的供配电系统，一方面会使得用电负荷增大，另一方面一旦供配电系统不能稳定正常地运作，如此将会给人们的经济利益造成损失，严重时还会引起安全问题，进而影响人们正常的生活甚至生命。安全性和可靠性是高层建筑电气工程供配电系统设计的重要原则，故分析研究高层建筑中供配电系统的用电可靠性，针对可能出现的问题提出一些有效的解决方案来保证电气设备安全高效地运行是十分必要的。
        参考文献：
        [1]刘洁雅.高层建筑电气工程供配电系统设计研究[J].通讯世界，2018（11）：97-98.
        [2]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（21）：104.
        [3]刘大用.高层建筑电气工程供配电系统设计研究[J].智能城市，2018，4（16）：154-155.