高芬芳1 明超2 张鑫3
1.九冶建设有限公司工程设计研究分公司；2.中机国际工程设计研究院有限责任公司西北分院；3.陕西省现代建筑设计研究院
摘要：在高层民用建筑工程中，低压供配电系统是保证建筑使用功能的重要系统，同时，其稳定可靠性也直接影响着使用者的人身安全。鉴于此，本文对高层民用建筑电气设计中低压供配电系统的可靠性进行分析探讨，仅供参考。
关键词：高层民用建筑；低压供配电；设计
一、提升高层建筑低压供配电系统可靠性的重要意义
在我国，建筑高度大于27m的住宅建筑、建筑高度大于24m的多层公共建筑都属于高层民用建筑。在高层民用建筑中会应用到较多的用电设备，低压供配电系统可以保证设备的稳定运行，如果系统设计存在漏洞，轻者会影响设备使用性能，严重的可能会引发用电安全事故。科学合理的设计方案不但可以有效提升低压供配电系统的可靠性，还有助于节省工程建设成本，从而有效提升建筑工程的经济效益。由此可见，保证高层民用建筑低压配电系统的可靠性是实现建筑工程使用性能与经济效益的重要途径，对于建筑业的发展具有重要意义。
二、配置高层民用建筑低压电源
1、配置要求
1)高层民用建筑中的一级负荷供电电源要求（《民用建筑电气设计标准》第3.2.8条）：一级负荷应由双重电源供电，当一个电源发生故障时，另一个电源不应同时受到损坏。在工程实际设计中，为了确保建筑物供配电的可靠性，综合考虑建筑物的负荷性质、经济性、消防电源允许中断供电时间等因素，一级负荷一般会采用两路独立高压电源或一路高压+自备柴油发电机的形式，此时应确保同时供电的双重电源，当一个回路中断供电时，其余线路应能满足全部一、二级负荷的供电要求。以确保整个系统的供电可靠性。2)高层民用建筑中的二级负荷供电电源要求（《民用建筑电气设计标准》第3.2.11条）：中对于二级负荷的供电要求指出：二级负荷一般采用35kV、20kV、10kV的双回路供电；受限时可采用一回35kV、20kV、10kV专用架空线；当建筑物已由双重电源供电且两台变压器低压侧设母联时，非消防二级负荷可由单回路供电。
2、干线配置
1)低压单母线由电源和变压器分割而成。在这种情况下，应设置有效的备用电源。实现非消防和消防负荷的具体需求，对于此方案的应用，更适合于高层住宅建筑。方案中，可以结合标准化设计，实现应急电源的逐步扩容。2)变压器和独立电源分别承担供电任务，凭借低压单母线分段实现应急电源的建立。对于高层建筑和超大负荷的高层建筑来说，应针对性开展干线配置设计。3)结合变压器和电源，将低压母线分成若干段，并根据低压系统侧取电路进行分析，应用在低压母线系统中。
三、高层建筑电气设计中加强低压供配电系统可靠性的措施
1、改进备用电源设计质量
为加强低压配电系统的安全性，在备用电源设计中，应遵照以下几点要求：一是要对额定容量实行科学控制，尽可能将单机运转的额定容量控制在1600kW以内；二是要求自动开启和关闭备用电源。在低压配电系统故障发生后，备用电源要在15秒钟以内快速开启，减少断电带来的影响；在低压配电系统修复完成并恢复供电后，在一分钟内自动关闭备用电源，减少能源损耗及电流过大带来的影响。三是负荷的科学分配。在达到额定转速后，按照由大到小的原则完成负荷划分，促进低压母线的安全运行，降低风险系数。
2、变压器
在进行建筑电气设计中的低压供配电设计时必须要加强对变压器负荷和供电需求的分析，综合考虑变压器类型选择和位置设置。通过对相关文献调查以及大量的实验表明，建筑居民的电能消耗量和电压之间存在反比关系，通常情况下，民用建筑的供电电压为10kV、20kV、35kV，在进行变压器类型选择时，可以将此设置为电压的设计参数，合理规划电压等级。我国民用建筑主要采用的是10kV及以上的节能变压器，而且对变压器材质要求非常高，只有具备良好的变压器材料性能，才能保障变压器在运行过程中实现对能源的节约，降低噪音，提升性能，实现环保。
3、主接线
在高层民用建筑低压配电系统设计中，要完善主接线设计，尽可能以集成设计方式来保障连接质量。此外，为加强主接线的安全性，在设计中可采用树干式或放射式的处理方式，维持电流分布的均衡性，以免电压突然增大造成短路等问题。设计中还应做好细节处理，对于普通照明与一般性负荷，应尽可能采用放射式与树干式结合的供电方式，集中性的负荷供电则选用放射性供电单一模式。下面为树干式供配电形式图样。
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4、加强对设计质量的控制
设计人员想要有效的提升高层民用建筑低压供配电系统的可靠性，就要重视合理的使用供配电设备。在建筑企业资金以及技术允许的条件下合理的选择相匹配设备，或者选择具有良好的供电性能的配电设备，有效的保证配电设备自身的质量，不但可以大大的减少配电设备出现故障的概率。同时，设计人员在设计高层民用建筑低压供配电系统的时候，还要重视考虑低压供配电系统的运行环境以及运行情况。设计人员在设计高层民用建筑低压供配电系统的时候，要合理的将变压器安装到电力系统中，变压器能够有效的对大规模电气设备的用电情况进行控制以及缓解。但是，设计人员要注意为了保证变压器能够正常的发挥作用，设计人员应该尽量选择高质量的变压器。
5、增强接地保护装置
对高层民用建筑的接地保护系统进行优化设计，也是保障低压供配电系统稳定性的重要措施。如果建筑内部的电气系统出现故障，接地保护装置可以对出现故障的电源进行自动切断，从而防止使用者受到电击伤害。在进行接地保护装置设计时，相关设计人员要结合建筑工程的主体结构、电路保护设置、以及具体的电气设备等实际情况。在建筑工程低压配电系统的运行中，需要重点保护整流变压器，保护的内容主要包括：直接接地的部分、电气设备的裸露部分以及容易漏电导电的部分。在整流变压器系统的低压配电环节，主要需对线路中的中性线N与PE线否存在交互情况进行检查。同时，要保证切断PE线后不影响系统的正常运行，从而实现接地保护装置的保护性作用。
结束语
低压供配电系统作为高层建筑电气设计中的重要组成部分，其运行质量直接决定着整个电气系统的运行安全，需从全局角度考虑低压供配电系统的设计内容，避免各类危险的发生，以此促进高层建筑的安全运转，改善人们的生活品质。
参考文献
[1]薛应斌.建筑电气低压供配电系统设计[J].居业,2018(07):72+75.
[2]李育林.高层建筑电气设计中供配电系统设计探究[J].现代物业(中旬刊),2018(07):105.