浅析高层建筑电气供配电系统设计
摘要：随着现代社会的发展，建筑物的规模不断扩大，其内各种电气设备的使用日趋增多，尤其是计算机网络信息技术的普及，建筑物越来越多采用各种信息化的电气设备。
以下结合相关规范及工程实际情况，对目前高层建筑供配电系统设计进行了分析，并提出了自己的一些见解。
关键词：高层建筑；供配电系统；设计
引言：一般高层建筑的供配电系统设计的目的，就是要采用一切可能的技术手段，在数量上和质量上满足各种用电设备在正常工作状况下的不同用电要求，保证供电的安全和可靠。
仪器也在不断进步，其中高、精、尖仪器比例不断增加，这类仪器对电能质量要求较高，如何才能满足不同电器的用电要求呢，供配电线路的设计相当重要。
1.供配电系统的重要性
供配电系统的安全可靠性在电气设计时是至关重要的一环。
电力负荷根据对供电可靠性的要求及中断供电的损失和影响程度分为一级负荷、二级负荷、三级负荷。
一类高层建筑的消防控制室、消防水泵、消防电梯、火灾自动报警、自动灭火系统、应急照明等消防设备为一级负荷，还有柴油发电机房送风机、专用变电所所用的送、排风机及消防水泵房、消防电梯所用的污水泵等设备应与消防设备等级一致。
一级负荷中特别重要负荷，除有两个电源外，还必须增设应急电源和不间断电源。
为保证对特别重要负荷的供电，严禁将其他负荷接入应急供电系统。
2.高层建筑供配电设计应遵循的基本原则
由于高层建筑的特殊性，因此，在对高层建筑的供配电系统进行设计的过程中，必须严格遵
循一定的原则。
具体来说，主要包括以下内容：
（一）可靠性原则。
在民用高层建筑中，由于使用人员密集，涉及面广，因此，供配电系统设计必须坚持安全性与可靠性。
在规划设计的过程中，应当首先科学分析实际用电负荷等级，在此基础上保证供配电系统能够在任何运行方式下都可以持续性提供电力保障，从而确保电力供应的安全可靠。
（二）简洁性原则。
由于高层建筑电气设备较多，因此在日常使用以及维护的过程中，供配电系统的线路设计要追求简单、清晰，尽量避免过多的电气设备。
同时，电气设备及线路的设计要方便使用、易于操作。
只有这样，才能充分保障供配电系统的安全运行，并且也有助于对各种故障进行及时处理。
（三）保障安全性原则。
在民用高层建筑中，由于电气设备以及功能需求较多，因此，在日常工作过程中，应当充分保证操作人员在日常工作以及在检修维修过程中的安全性。
3.供配电系统的设计
供配电系统是建筑电气的基本系统，它对电能起着接受、变换和分配的作用，向各种用电设备提供电能。
3.1 电力负荷分级及其供电可靠性要求
电力网上用电设备所消耗的功率，称为用户的“用电负荷”或“电力负荷”。
用户供电的可靠性程度，是由用电负荷的性质来决定的。
划分负荷等级，需要看建筑物的类别和用电负荷的性质。
按《民用建筑电气设计规范》规定，对用电负荷等级划分为三类：
3.1.1 一级负荷
中断供电将造成人员伤亡者；中断供电将造成重大政治影响者；中断供电将造成重大经济损失者；中断供电将造成公共场所秩序严重混乱者。
3.1.2 二级负荷
中断供电将造成较大政治影响者；中断供电将造成较大经济损失者；中断供电将造成公共场所秩序混乱者。
3.1.3 三级负荷
凡不属一级和二级负荷者。
对各类电力负荷的供电方式要求不同，一级负荷要求采用两个独立电源供电，当其中任一电源发生故障或因检修而停电时，不会影响另一个电源继续供电，以保证供电的可靠性和连续性；二级负荷一般采用双回路供电，若有困难，则采用6kV 以上专用架空线路；三级负荷对供电无特殊要求。
3.2 供电电源电压及主结线
高层建筑由于用电负荷较大，它一般采用高压来供电，供电电压国内多为10KV（香港地区11KV，日本22KV，美国13.8KV）。
高压供电系统主结线一般多采用单母线制。
单母线制主要特点是结构简单，需用的设备少，投资省，经济性好，因而一般高层建筑及工矿企业采用较多。
3.3 供配电设备
供配电设备主要有变压器、高压配电装置
3.3.1变压器的选择
现在高层建筑中使用大容量变压器（单机容量超过1600KVA）已非少见，相对而言，大容量变压器效率较高，但投入时涉及的负荷面一也宽，因此，科学地综合各种因素，再根据各相关专业的用电要求，适当的确定变压器单机容量及其台数是很有必要的。
进行高层楼宇配电变压器优化选型设计过程中，首先应详细准确统计楼宇电气系统负荷，并根据用电总量合理选择配电变压器的供电电压、供电容量、变配电所基址等。
3.3.2高压配电装置的选择
高压配电装置是用于安放高压电器设备的柜式成套装置，起着接受电能、分配电能的作用，
柜内安装有高压开关设备、测量仪表、保护设备及一些操作辅助设备。
按其结构可分为固定式和手车式两种。
固定式开关柜将各种设备固定安装在柜体内；手车式开关柜将主要开关设备安装在手车上，可以拿出柜体外。
一般将高压开关柜集中安装于专门的高压配电室内，但当高压开关柜台数少于5 台时，也可和低压配电装置共处一室。
高压开关柜在布置时，需要考虑足够的维修和操作通道。
固定式高压开关柜一般靠墙安装，单侧布置时柜前操作通道宽度不小于1.5m，一般宜为2m 以上3 双列布置时，柜间间距应不小于2m，一般为2.5m 以上。
手车式高压开关柜离墙安装，柜后通道不小于0.8m，单侧布置时柜前通道不小于手车长加0.9m，双列式柜间间距为双车长加0.6m。
3.3.3低压配电装置
低压配电装置是用于安放低压电器设备的成套柜式装置，可分为固定式和抽屉式。
抽屉式低压配电柜将主要开关设备安装在类似抽屉的结构上。
为维修方便，低压配电柜一般离墙安装，间距0.8—1m；为了进出线和安装维修方便，高低压配电柜底部和后侧均做电缆沟，一般沟深0.8—lm。
4.建筑电气的供配电系统的效益分析
在建筑电气的供配电系统构建过程中，要加强降低供配电系统配电损失方法的分析和研究。
建筑电气的供配电系统构建，不仅要保证其经济效益，还要提高其社会效益，避免我国能源紧张的不断加剧。
通常情况下，主要是通过减少无功功率，提高电能的利用率，从而来降低供配电系统的线损及配电损失，在实践中，可以通过以下方面来实现：
（1）降低和减少线路损耗；
（2）加强对变压器的合理选择，既要满足运行要求，也要满足节电要求；
（3）提高功率因素以及平衡三相负荷等等。
5.降低供配电系统配电损失的方法
由于国民经济的迅猛发展以及国际加工产业新格局的形成，一些高能耗低效益的加工业逐步转向国内，无疑加剧了我国能源紧张的矛盾。
降低供配电系统的线损及配电损失，最大限度地减少无功功率，提高电能的利用率，是当前建筑电气节电的重要课题之一。
为了实现这个目标，我国采取了如下措施：
（1）选择及合理使用节电干式变压器；
（2）减少线路损耗；
（3）提高功率因数；
（4）平衡三相负荷。
6.结语：
在满足相应设计规范，实现预定功能的前提下，电气设计师对同一或同类建筑可能做出多种配电方案，各方案的特点会有所不同。
在很多具体工程中，因受到多方面因素的限制，配电方案的合理性、灵活性、实用性等优点不可能同时兼备，但我们可以在设计工作中认真总结，广泛交流，统筹兼顾，扬长避短，力求做到最优。
参考文献：
[1]刘权. 浅谈供配电设计节能技术和措施[J]. 黑龙江科技信息，2013，18：54.
[2]杨尹青. 探讨城镇居民住宅的供配电设计[J]. 电源技术应用，2013，07：193.
感谢您的阅读！。
