高层建筑电气设计低压供配电系统的可靠性分析

摘要：随着社会经济以及科学技术的发展，我国城市化水平不断提升，城市中高层建筑数量不断增多，这无疑对建筑的电气设计以及供配电系统的安装设置提出了更高的技术要求。若要保证高层建筑电气设计低压供配电系统的安装质量，就必须加强对其系统安装的可靠性进行深入分析。本文主要探讨探讨高层建筑低压供配电系统的设计要求以及高层建筑低压电源配制，并在深入分析高层建筑低压供配电系统结构的基础上研究在高层建筑电气设计低压供配电系统的可靠性。

关键词：高层建筑；电气设计低压供配电系统；可靠性；研究

中图分类号： TU208 文献标识码： A

目前我国城市中高层建筑逐渐增多，而且建筑高度也逐渐增高，高层建筑电气设计中低压供配电系统的安全型设计关系到建筑用户的经济物资安全以及个人人身安全健康等，因此必须在高层建筑建设过程中做好电气设计低压供配电系统可靠性工作。我国目前大多数高层建筑对电气设计的安全质量要求比较高，不仅要求电气供电体统的安全性与可靠性，还有自动化与智能化方面的需求。因此，为了保证高层建筑电气供电系统的可靠性，就应当加强对高层建筑实际供电需要、特点以及电气设备性质的考察，在此基础上设计科学的供配电系统方案。

1高层建筑低压供配电系统的基本设计要求

高层建筑低压供配电系统的可靠性与安全性设计是一个相对困难的设计项目，高层建筑电力负荷一般为Ⅰ类和Ⅱ类，鉴于高层建筑用电负荷量较大的特点，在建筑电气设计中，必须提高对低压供配电系统的设计质量要求[1]。高层建筑因为楼层高，也就致使电线线路较长，因此也要注重电路的长度设计与维护工作。目前我国对高层建筑中的消防安全设计高度重视，因此也应当加强高层建筑消防用电安全设计，主要的消防用电设计内容包括消火栓传输水泵、排污水泵、应急指示灯、消防电梯以及其他照明设备等。高层建筑低压供配电系统建设必须遵循安全可靠原则才能够确保其运行质量。

2高层建筑低压电源配置

2.1低压电源的配置要求

低压电源在高层建筑中的配置运用主要考虑两方面的注意事项。首先是非消防Ⅰ类和Ⅱ类负荷供配电要求。在供配电系统设计过程中为了确保安全可靠性，可采用双电源供电模式，保证在单线供电出现问题时，仍可进行持续供电。在民用建筑供电系统设计过程中，应做到无论是系统主要电源还是备用电源均应当独立在双电源之外，消防配电系统的位置最好选在配变电处或者建筑电源处[2]。

2.2低压电源的干线配置方式

干线配置方式多种多样，可根据实际设计需求进行选择。可以采用一台变压器和一个电源，对低压单母线进行分段；也可以采用两台变压器和两个电源，在分列运行之后，对低压母线进行分别分段。分别分段的方式在高层建筑尤其是在有大负荷需求的高层建筑中可以更为有效地保证供配电系统的可靠性。另外，还可以在采用一台变压器和一个电源的基础上进行低压母线分段，并经由电源线低压侧引出两个回路电源，此外，为了充分满足消防负荷用电，可以另设应急应用电源。

3高层建筑低压供配电系统分析

3.1低压供配电干线分支模式

比较常用的配电干线分支模式有三种，分别为树干式分支、分区树干式分支和放射式分支。树干式分支方式需要将高层建筑中每一个楼层的主配电箱设置在竖直的电气线路通井之内，行程一个电气线路主干，通过接式封闭母线槽或者电缆穿刺线夹等使电气总线路形成分支。分区树干式分支与树干式分支有较大的差异，分区树干式分支通过对高层建筑楼层的分区来实现各个区域内的供配电工作，这种供配电方式具有较大的灵活性，各个分区内的供配电系统可以根据实际供配电需求进行调整优化，提高供配电效率与可靠性。放射式分支的运用并不普遍，它主要应用在重要的电负荷以及建筑消防设备设计中，放射式分支具有专门的垂直干线回路，它与备用的回路相对独立，可进行灵活转换[3]。

3.2高层建筑配电设计

在预估高层建筑用电负荷时，应该充分考虑建筑所在地的气候特征、经济水平、电费等情况，计算楼层每个单位的用电负荷，在计算出整个建筑的用电负荷再根据经济发展和用电负荷要求的变化，提高配电线路的设计，既要满足实际需要，又要确保可靠性和节约性。干线系统需根据建筑层数、面积等情况进行计算。

4高层建筑电气设计低压供配电系统的可靠性分析

4.1供配电系统主接线可靠性分析

低压供配电系统的主线在电气系统运行过程中具有关键性作用，系统主线的设备比较多，而且在电气系统中的分部也比较广泛，复杂的现场条件使系统本身与设备操作频繁，在运行中出现故障之后往往会对整体系统带来影响。因此，在高层建筑低压供配电系统中应当采取系统集成的方式，尽量减少投资运行的总花费。为了保证系统主接线的安全可靠性可以采取380/220V的交流放射式与树干式相结合方式进行供电系统设计[4]。具体到细部，普通照明以及一般性负荷最好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。

4.2供配电系统备用电源可靠性分析

高层建筑供配电系统中的备用供电系统一般采用发电机组，在使用运行过程中，为了保证其供配电的可靠性，需要满足以下几点原则要求。在使用单台机组时，为了确保负荷安全，额定容量限定在1500kVA；在发电机组达到额定的转速时，进行分批投入负荷，遵循先大后小的原则并且错开投入时间，有效降低母线的启动压降；为了降低经济损失，在高层商业建筑供电系统出现故障之后，应当尽快将应急电源投入使用，时间间隔越小，经济损失就越少。

4.3配单设备的可靠性分析

因为配单设备本身的安全性能可能会对低压供配电系统的可靠性产生直接的影响，所以，在配单设备选用过程中应当注重其设计的先进性与安全性能。技术人员在继电器保护设备以及变压器的选择中要特别注意其性能。配单设备的自动化程度越高，就会使它更加具有错相保护能力，从而提高低压供配电系统的整体运行可靠性[5]。在高层建筑中最好选用具备良好防火性能的箱型干式变压器，这样可以有效预防灾害的生发，或者降低火灾的损失。

5结语

总而言之，高层建筑电气设计低压供配电系统设计是一项复杂系统的工程，影响低压供配电系统设计质量的因素有很多。在高层建筑电气设计低压供配电系统设计工作中，技术人员应当明确建筑低压供配电系统的设计要求，合理配置高层建筑低压电源，并通过对高层建筑低压供配电系统的严格分析，了解系统主接线、备用电源以及配单设备的可靠性，实现建筑低压供配电系统的最优设计。另外，在低压供配电设计中还应当坚持预防为主和安全第一的原则，在提高供配电系统较高的供电效率与供电质量的基础上保证低压供配电系统的安全可靠性。