姚俊琴
北京金隅地产开发集团有限公司 100124
摘要：研究超高层建筑供配电系统设计主要目的是以最经济、安全、可靠的方式向超高层建筑提供电能，确保超高层建筑正常运转，且在发生灾害意外时保障其内部人身、财产安全。高层建筑的电气设计应本着安全合理、可靠经济的原则，合理地设计高层建筑电气结构和计
算各项设备的性能，本文关于高层建筑供配电系统设计的进行一系列的探讨，以供同行参考。
关键词：高层的建筑；供配电系统；设计研究；探讨
引言
在当前社会中，高层建筑越来越普遍，供配电系统在高层建筑住户工作和生活用电问题上成为一个值得深思的问题。为了可以让用户安全可靠用电，高层建筑的供配电系统必须精心构建与设计。供电系统的全面设计主要包括计算负荷、选择设备与供配电方式3个方面，还应该考虑为安全可靠而采用的各项辅助措施。该系统的设计必须牢牢秉持安全合理、可靠经济的硬性原则，根据我国现行的经济政策、技术政策、资源使用情况以及使用与设计等各方面要求，分析设计高层建筑的供电结构，还要充分计算各项设备的性能数据与具体参数，因地制宜地选择合适的设备。因为需求和制造在各流程中考虑的问题不同，所以导致对设备性能参数的具体要求不同。
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.关于高层建筑供电系统设计方面的探讨
2.1关于电力负荷的确定
在高层建筑的供配电系统的设计商，最好是要依据高层建筑的性质和高层建筑的规模来看，相应地来明确建筑的相关电力负荷的等级，并且我们在实际工程中最好要结合当地的供电网的实际情况，进而再来确定高层建筑的电力负荷等级和容量。对于国内高层建筑来说，它们的电源一般主要是采用l0KV的电源，对于超大型的高层建筑(群)也有些是采取35KV的电源，有时候甚至会采用110KV的电源。对于电源回路数而言，我们应该要尽量根据电力的负荷等级要求来进行相关的选取。比如说一级负荷的要求，是要由两路独立的电源对其进行供电；而对于二级负荷的要求，则是由两个回路的电源来进行供电，但是不一定要求是相互独立的。在实际工程中，对于高层建筑的供配电系统来说，它不仅包括了高压供配电系统，而且还包括着低压供配电系统。而对于一个好的高层建筑的供配电系统设计，我们不仅仅要考虑到技术方面的因素，一般是规范要求；而且还要考虑到工程投资这个方面，还有怎样对其运行管理等等多个因素综合进行考虑。
2.2关于供电电源及电压的相关确定
在高层建筑的供配电系统的设计之中，为了使得供电系统达到更加合理的状态，应该尽量要根据负荷的等级来采取相应的措施，对于各级负荷的供电电源来说，要使得它们达到设计规范的规定。用电单位要根据用电的容量、用电设备的特性、供电的距离等等因素来进行考虑。
2.3变配电所的布置
对于高层建筑的用电设备来说，它们的负荷是比较大的，一般来说很大的一部分是一、二级负荷，所以常常变电所的规模一般来说会比较的大。总配电所最好是设置在地下层内，因为变配电所应该要靠近用电负荷。对于高层建筑的总变配电所来说，管线进出的程度会比较多，有高压也有低压的电缆。
2.4对于高低压供电系统结线形式的采用确定
对于高层建筑来说，高压系统采用10kv的高压来进线，结线型式运用单母线来运行，变压器低压侧采取的是单母线分段结线，变压器的低压侧要设置应急母线段，用来保证在应
急的情况下能够使得一级负荷进行供电。
2.5关于电压选择和电能质量
要正确选取变压器的变压比和电压分接头，最好采用补偿无功功率的措施，要尽量减少电压偏差，要降低系统的阻抗，最好使得三相负荷比较平衡。
2.6关于应急电源设备的选取
自投装置的动作时间，如果是能够满足允许中断供电时间的，则可以选取带有自动投入
装置的专用线路，而使得其是出于独立于正常电源的装置。在允许的范围之内，可以选取那
些蓄电池静止型的供电装置，来进行不断供电。
2.7对于功率因数的方法的确定
提高自然功率因数，就是提高变压器和电动机的负载率到75~80％，以及选择本身功率因数较高的设备。对于非线性负载电路（在通信企业中主要为整流器），则通过功率因数校正电路将畸变电流波形校正为正弦波，同时迫使它跟踪输入正弦电压相位的变化，使高频开关整流器输入电路呈现电阻性，提高总功率因数。
3.高层建筑供电系统设计
3.1供电电源及电压
建筑物很少存在特别重要的负荷，因为一级负荷容量所占的比重不大。因此，大多情况下会采用双市政电源供电方法，或是一路市政电源加上配套的应急发电机组进行供电。这两种方法均可满足正常的供电要求，而一路电源的方法在建筑工程中更普遍。类似这种的供电电源采用10kV一段进线，由变配电站总枢纽引出，引至所用建筑的开关房内。低压配电所采用的是380V/220V，须同时装配好柴油发电机组设备，以保证正常供给消防设备用电。如果投资方有一些对负荷的特殊要求，安置好柴油发电机组也能为系统提供有力保障。
3.2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。
3.3供电系统的结线型式和运行方式
对高层建筑来说，采用的运行方式一般做如下设计。在高压系统内，10kV进线当做一段，单母线双电源桥式连接方法为新的运行方式，在变压器的低压侧采用单母线分段的型式，每台变压器还要对应相连一段母线，彼此的母线段之间也要采用母联联络。正常情况下，各段母线保持分列且单独运行。母联开关打开，当其中一台变压器出现故障而停止运行时，母联开关必须要手动分闸，使同组的另一台变压器能保证重要负荷的正常供电。当故障的变压器检修完成恢复后，母联从分到合回到正常的工作方式。此外，母联开关和进线开关要进行联锁，以防止电源倒送损坏电压回路。
结语
随着现代经济建设的不断高速发展，现代化高层建筑鳞次栉比，它们正在不断地改变着城市的面貌。在这些新建的高楼大厦之中，它们都装备着各种的机电设施。但是，我们也知道，目前高层建筑火灾隐患相对来说比较的多，而火灾事故死亡人员大部分是因为烟雾窒息而死亡，因此，高层建筑的供配电设计是一个极其重要的环节。对高层建筑的供配电系统进行设计的时候，要注意准确计算负荷的容量，不能够求快而出现计算错误。供电电源的选择也很重要，另外变配电所的布置是否合理也要妥善进行处理，供配电系统的设计是否能够安全稳定的运行，都关系到以后的最终工程结果，高层建筑的供配电设计是一个极其重要的环节，所以我们对高层建筑的供配电系统在进行设计的时候，要引起高度的重视。
参考文献：
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[2]唐志平.供配电技术[M].北京：电子工业出版社，2018.6.
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