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高层建筑电气工程供配电系统设计研究与分析黄冰

发表时间：2021/6/15 来源：《基层建设》2021年第6期作者：黄冰

[导读] 摘要：建筑配电设备的设计工作越来越重要，作为设计人员，在进行建筑配电设备设计工作时，必须认真考虑整个建筑用电的稳定性及安全性，把控设计工作的重点，提高设计的水平，从而促进建筑配电设备设计符合建筑及业主的用电需求，并做到节能减排，从而实现经济效益的最大化。

        襄阳市汉江工程设计有限公司武汉分公司湖北省武汉市 430056
        摘要：建筑配电设备的设计工作越来越重要，作为设计人员，在进行建筑配电设备设计工作时，必须认真考虑整个建筑用电的稳定性及安全性，把控设计工作的重点，提高设计的水平，从而促进建筑配电设备设计符合建筑及业主的用电需求，并做到节能减排，从而实现经济效益的最大化。基于此，本文主要分析了高层建筑电气工程供配电系统设计。
        关键词：高层建筑；电气工程；供配电
        引言
        在建筑供配电系统中，从电源进户起到用电设备的输人端止的整个电路中，需要完成在建筑内接受电能、变换电压、分配电能、输送电能等任务，这些任务的完成需要一定数量的配电设备，对其功率及位置的设计工作十分重要，因为供配电系统直接面向用电设备及其使用者，因此供、用电的安全性十分重要。
        1电气供配电系统
        低压电气供配电系统是电力系统的重要组成部分，同时也是电力资源合理应用的保障，在其具体的工作中，主要完成用电用户端的电力输送，从而保证用电用户端电力使用安全。在具体的低压电气供配电系统建设中，其主要包括以下几个重要系统设备：（1）变电设备。变电设备是低压电气供配电系统工作运行过程中的重要装置，对于系统运行而言起到了非常重要的作用。在其系统发挥电力作用时主要应用有变电装置开关、导线线路、电缆线路、接地设备、电容器装置、变压器装置等，实现电力电压控制。（2）配电设备。配电设备也是低压电气供配电系统中应用的重要装置系统，其系统运行中主要包括的装置有配电柜装置、支架线路装置、接地线路等。其主要完成电力输送分配等功能。（3）备用电源和发电设备。备用电源和发电设备也是当前低压电力系统运行过程中的重要组成部分，对于低压电力系统运行而言也起到了重要的作用，保证系统运行更有效果。其运行过程中，运行装置组件主要包括配电箱设备、电源装置设备、消防电源、开关设备等组成[1]。
        2配电系统的安全性分析
        2.1供电线路安全性分析
        供电线路设计阶段，必须全面掌握建筑相关信息，譬如所选材质、外界环境、电气设备等，防止发生线路腐蚀等问题。民用高层建筑方面，消防用电设备必须拥有专门电气线路，同时拥有自动切换装置。电路设置过程中，选材与线路布置都要满足国家规定，禁止随意更改，地下车库照明灯配电设备必须采用安全、稳定方案，并设置专门配电间，如此一来，即便配电箱出现火灾事故，其他区域配电箱也能正常使用。
        2.2配电方案安全性分析
        通常而言，高层建筑变压器往往不止2台，还会配置1台柴油发电机组以满足相应启动条件，如果各条进电线路均断电，那么10s内可以启动运行，这种情况下，才可以发挥备用电源价值。另外，为避免消防用电受到影响，一旦发生火灾事故，必须优先得到保证，断开其他非消防用电，故而电气设计阶段，必须全面讨论配电方案是否安全，才能保障配电系统安全运行，意义非常重大[2]。
        3高层建筑电气工程供配电系统的具体设计
        3.1严格进行施工图纸的会审
        在进行图纸会审工作时，业主、监理单位和施工企业必须派遣电气专业人员认真进行图纸的会审，及时发现设计工作中存在的瑕疵，以彻底消除后续施工过程中可能发生的隐患问题，避免出现不必要的经济损失。

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在图纸会审工作中，参与会审的人员首先要审核建筑配电设备工程的施工图是否齐全，然后纵观整套施工图，将其与图纸目录进行对比，并细心检验图纸中不同施工环节详细的施工技术要点，特别是建筑照明、通讯、电力及其他需要预埋套管的位置和标高设计是否合理；其次，会审人员还要系统检验电气施工各种系统图、平视图、细节图以及通用图等，并细心核验引用图集的标准图是否统一、动力配电和控制设计是否符合建筑的标准和要求；最后，会审人员还必须认真审核建筑结构图中的墙、梁、柱的位置是否合理，电气器具的布置是否对称，以及光照度是否合理等，从确保工程施工的顺利进行。
        3.2高压配电系统设置
        由于高层建筑上对电气工程有着极高的需求。故要求我们全面增强设计方面的工作，以保障建筑的良好运行。由于高层建筑涉及到众多的居住群体，使用的电力设备数量和类型都较多，因此，为满足需求通常高层建筑会采用两路独立电源，以保障用电安全，满足用电需求。高压配电系统是高层建筑的重要环节，对于稳定供电发挥着重要作用。因此，通常而言，要求高压配电系统采取单母线分段式设计，保障线路的良好运行。由于母线采用的是分段数目方式，因此，其能和电源线回路之间良好匹配[3]。
        3.3电气设备低压断路器的选择
        随着电力系统日益成熟，实际运行阶段，因为电气设备作用不断增强，承载电力负荷逐渐增加。所以系统安全性与稳定性有了更高标准。对于系统整体而言，漏电断路器的存在有着必要性，通过合理设置能进一步预防火灾事故，搭配接地保护情况下，将尽可能增强低压配电系统安全性与稳定性。再者，如何正确选用同样意义重大，必须充分掌握其漏电电流规范标准，借此选定型号种类，才能给电力系统稳定运行提供更大保障。
        3.4变压器的设计
        在设计工作中运用到的配电变压器，因为生产厂家在制造材料、工艺等方面存在着一定的差异，导致其生产的设备在性能方面也存在着一定的差异，市场价格也存在着一定的差异。作为设计人员，必须遵循“满足使用功能、节能降耗减排和保证经济效益”的原则，科学、合理地设计并选择合适的配电变压器。在具体的设计工作中，为了更加便于操作，设计人员可以不用考虑资金占用情况以及设备的使用年限等问题，只需要分析不同型号的设备在费用支出方面的价格差，以及各设备年耗电的电费差即可，然后根据《关于节约能源基本建设项目可行性研究的暂行规定》中对于建筑配电变压器计算投资回收年限的相关规定和要求进行设计。此外，设计人员在设计工作中选择该设备的型号时，首先应选用在空载及负载时，电能损耗都相对较小的节能型设备。设计人员设计并选用节能型配电变压器，具有极好的节能降耗效果，而且，在某些高层建筑配电设备设计工作中，因其供配电系统过于复杂，能耗过高，如果选用节能型配电变压器，能极大降低能耗，并满足建筑的使用需求，同时实现经济效益的最大化[4]。
        3.5减少线路损耗
        在电力传输过程中，由于各种各样的因素的存在，导致线路损耗无法避免，但是可以通过恰当的设计来减少线损。当电流从线路中流通时，由于不同的线路材质以及负荷会造成一定的功率损耗，所以必须要保证电网的功率因数得到全面提升，选择更好的材质，尽可能减少线路中的电阻，避免电网无功功率。
        结束语
        高层建筑的电气工程配电系统主要包括：暖通空调系统，消防系统，电梯系统，智能泊车系统，这些系统共同保障了现代高层建筑的良好使用性能，电气供配电系统运行过程中，其安全性问题是主要的问题之一，对于系统整体运行而言也起到了观念的作用。而在当前工业企业生产过程中，由于供配电系统的使用频率逐渐增加，并且其使用荷载也有所增加，导致在实际的系统使用过程中，容易造成一定的系统安全问题，影响到系统的整体运行，因此，供电系统的可靠性十分关键。基于高层建筑本身复杂的构造，因此，电气工程配电设计有着较高的要求。
        参考文献：
        [1]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（35）：96.
        [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.
        [4]王宏伟.高层建筑电气设计中低压配电系统安全性探讨[J].科技创新与应用，2019，22：222.