姚发良
青海东亚工程建设管理咨询有限公司 青海 西宁 810001
摘要：随着城市的发展进程，城市中高层建筑物越来越多，供配电系统是高层建筑主要施工项目之一，受到重视。科技社会的发展，让人们对超高建筑有了新的需求。除了良好的建筑质量以外，还要求具有较高的舒适度、良好的智能性等。因此，要求我们在对高层建筑电气工程的建设中把握消费者的使用需求，在满足人们舒服、智能化住宅需求的基础上，发挥好电气工程功能的优势。本文据此展开研究，提出优化供配电系统质量，推动电气工程良好发展，保障使用者满意度的方案。
关键词：高层建筑；电气工程；供配电系统；设计研究
引言
为满足城市化进程不断推进的要求，我国建筑正向着高层化和超高层化的方向发展，虽然高层建筑能够解决城市用电紧张、人口剧增的要求，但也存在着安全、交通、环境、能源消耗等多种难以有效解决的问题，建筑工程高度越大，则安全性、耐久性、舒适性方面存在的问题就越多，尤其是供配电系统，几乎涉及高层建筑每个角落，对设计质量有极高的要求，任何一个环节控制不当，都会影响高层建筑使用性能，甚至引发安全事故。基于此，开展高层建筑供配电系统的设计分析研究尤为必要。
1高层建筑供配电设计特点
高层建筑相较于其他民用建筑，最显著的特点是楼层数多，建筑高度达100m以上，相应的供电距离较远。近年来，高层建筑的高度往往都超过250m，其供配电系统特点更为典型。本文主要围绕高度超过250m的超限高层建筑进行讨论分析。
高层建筑体量规模往往很大，单位面积用电负荷多在80～138VA，通常需要采用多个10～110kV电源供电。同时高层建筑多为商业、酒店、公寓、办公等多种功能的综合体，各业态常规根据机电设备层按区段分开，故供配电系统一般按业态划分。
此外，高层建筑对供配电可靠性要求较高，故除市电外还应设置柴油发电机作为应急或备用电源。柴油发电机的电压等级取决于其供电距离。
2高层建筑电气工程供配电系统设计主要原则
供配电系统是高层建筑机电工程良好开展的基础，其承载了建筑电系系统的电能配用，且其可分为区域变电站、用户变电站这两部分。这其中，高层建筑的供配电系统主要服务于建筑使用者和内部电气设备，故要求保障供电系统的良好稳定性，促进电力系统的整体安全。
通常而言，和高层建筑相关的供电系统多是采取单方向流动的模式，即由电源端至用户端，以保障电源良好分配和迅速地降压处理。以便用户端可以直接使用。由于当前的高层建筑电压在110kV以内，因此，在设计过程中，结合建筑需求进行设计即可。基于对用电量、系统负荷等基数的合理判断，综合各方需求及可能出现的问题，才将有效地满足建筑的使用功能，促进高层建筑供认电系统达到良好的可扩展性。在针对高层建筑电气工程供电系统进行设计时，要求遵循于安全、节能的设计要求。在设计过程中，将节能需求放在首位，以科学合理的方式进行设备判断，规避能源浪费，增强系统成本控制。同时，还应尽可能采用节能性材料，降低对环境带来的污染。
3高层建筑电气工程供配电系统设计研究
3.1变压器布置和选型
在变压器布置设计中，需要根据负荷容量、负荷分布、建筑物功能分区等实际情况，合理确定变压器的布设位置和数量。变压器容量则要按照计算容量合理选择，目前我国变压器的运行负荷率在70%-85%之间。低压线路上的供电半径通常不应超过200m。如果供电容量大于500kW,供电距离也超过200m，就需要在适当的位置布设变配电所，尽量靠近负荷中心，以提升供电系统运行的安全性、稳定性以及节能效果。
在选择变压器时，需要综合考虑各种因素，按照不同楼层的用电需求，合理确定变压器的单机容量和台数。本工程按照空调设备的分组来设置专用的变压器，此种设计方法，能够实现按照空调机组的投切来投切相应的变压器，具有良好的节能效果和经济效益。
3.2电力电缆的选择与敷设
电力电缆一般选用铜芯电缆，根据相关设计规范规定，超高层建筑中，消防设施供电的电缆应选用矿物绝缘电缆；明敷电缆采用低烟、低毒的阻然类电缆；并且在敷设电缆时，如果普通电缆与消防电缆在同一电井进行敷设，其间距应保持0.3m以上；如果实际施工中普通与消防设施电力电缆强电井分开难度比较大，在低压配电设计时，为了保障电缆选择符合规范，提高其安全性、可靠性，基本都会采用矿物绝缘电缆。
比如：在某个高层建筑电气设计中，采用了10kV电源，并设置了两路供电系统，这两路供电系统是独立运行、互不干扰的，并且电路敷设中采用了电缆材质，并选用柴油发动机与两回路共同构成供电电源的方式，更好地满足了高层建筑电气使用需求。高层建筑电气配电系统设计要具体做到如下几个方面：首先要根据超高层供电需求，对供电等级进行科学划分；其次，要科学选择变压器，变压器的选择非常关键，电气设计人员必须要从实际情况出发，选择符合要求的变压器设备。
3.3接地系统和等电位联结系统设计
供电选择了市政公用变压器供电，因此，接地系统要设计成TT接地系统，并设置专用的保护线，以保证接地的可靠性和安全性。高层建筑供配电系统中等电位联结系统是设计的重点，其主要作用是降低接触电压，避免发生触电事故，保证人员安全。在《低压配电设计规范》中明确规定，在高层建筑供配电系统接地故障保护设计中，需要在高层建筑内部设计总等电位联结。如果受到条件的限制，电气装置的接地故障保护难以满足实际需求，需要在局部范围内，设置局部等电位联结，以保证用电的安全性。
3.4其他方面的节能设计要点
①照明系统的节能设计。照明设备是高层建筑中的主要耗电设备之一，在选择照明设备时，应根据国家颁布的针对建筑照明的相关要求，选择节能照明设备，并保证相关设备的选择能满足高层建筑的照明需求。虽然节能照明设备的成本略高于常规照明设备，但是具有较好的长期经济效益。还应搭建智能照明系统，在停车场、走廊等存在明显用电峰值的场所中，适当降低最高照明强度，加强照明调控方案的形成过程，切实推进节能设计的有效落实。②电机拖动系统方面的节能设计。电机拖动系统在高层建筑中覆盖范围较大，其消耗的电能约占整个建筑电能消耗的80%以上，对其进行节能设计对高层建筑的经济运行具有十分重要的作用。在节能设计中，应根据高层建筑的实际情况，对软启动控制方式、电机功率等进行合理地优化，提高电机拖动系统的节能效果，保证电机拖动系统在使用的过程中保持低耗能状态。③科学选用供电系统的供电电线和电缆，调整电线电缆的截面面积，使其能在满足高层建筑用电需求的前提下最大化减少运输允浩，提高供配电系统的节能能力。同时，设计人员还应制定科学性较强的谐波治理方案，科学地选择滤波器应用到供配电系统当中，减低谐波对供电的影响，在提高高层建筑供配电系统节能能力的同时，提高供配电系统中各项设备的使用时限。
结语
高层建筑电气设备繁多，施工环境十分复杂。若不能科学地设置供配电系统，将导致加大电能负荷，引发高层建筑工程供配电系统运转受限，带来经济损失，严重时甚至会发生安全事故。因此，高层建筑电气工程的配电系统设计，要求有效保障电气的安全性，加强建筑用电安全设计，探索低压供配电系统可靠性并给出有效的解决方案，促进电气设备的良好运行。
参考文献
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