刍议高层建筑供配电设计要点问题

刍议高层建筑供配电设计要点问题
摘要：为保证高层建筑供配电设计的合理性，本文根据供电电压的选择、电力负荷、低压、高压供配电系统等方面，阐述了用建筑供配电系统在设计时的要点，为以后的设计人提供参考。

关键词：高层建筑电压节能
Abstract: To ensure the high-rise building the rationality of the design of power supply, according to the power supply voltage, electric power load, the choice of low voltage, high voltage power supply system, etc, this paper expounds the construction for distribution system with in the design, the main points of the designer for later reference.
Key Words: high-rise building, energy saving, voltage
中图分类号：TU97文献标识码：A文章编号：
随着我国经济的发展，建筑用地不断增多，高层建筑的消防安全问题也引起了人们的重视，而消防供配电是确保消防设施正常运行的关键，高层建筑供配电系统设计主要作用就是要利用恰当的技术手段，在质量上和数量上满足各种用电设备在正常事故状况下的不同用电要求，保证供电的可靠和安全。

1、设计中高层建筑供电电压的选择
高层建筑的供电电压主要取决于用电负荷的大小、供电距离的远近、供电线路的回路数、用电单位的远景规划，当地公共电网现状和它的发展规划以及经济合理等因素考虑决定。

用电设备容量在250 kW 或需用变压器容量在160 kV A以上者应以高压方式供电，一般采用10 kV；用电设备容量在250 kW或需用变压器容量在160 kV A及以下者，应以低压供电，一般采用220 V／380 V。

当线路电流不超过30 A的照明负荷时，可用220 V单项供电，否则应采用380 V ／220 V三相四线制供电。

需要双回电源线路供电时，一般应采用同级电压。

2、设计中高层建筑电力负荷
电力负荷根据供电可靠性及中断供电在政治、经济上所造成的损失或影响程度，分为一级负荷、二级负荷及三级负荷。

①一级负荷。

中断供电将造成人身伤亡、重大政治影响、重大经济损失、
公共场所秩序严重混乱等情况之一的用户或设备。

一级负荷应由两个独立电源供电，保证有一个电源持续供电。

一级负荷中的特别重要负荷，需要考虑一个电源系统在检修或故障的同时，另一电源系统也发生故障的严重情况，所以除上述两个电源外，还必须增设应急电源。

应急电源系统可根据电网的具体条件和负荷本身允许中断供电的时间，采取独立发电机组，电网中的第三路独立电源、蓄电池或其组成的交流不间断电源装置。

②二级负荷。

中断供电将造成较大政治影响、较大经济损失及公共场所秩序混乱的用户或设备。

二级负荷的供电系统应在变压器或线路常见故障时不中断供电或中断供电后能迅速恢复供电。

③三级负荷。

不属于一、二级负荷的。

三级负荷对供电无特殊要求，仅保证其正常情况下的用电。

3、配变电所位置设计
①所址选择。

配变电所的组成一般包括：高压配电室、电容器室、变压器室、低压配电室、控制室、工具材料室、检修场地、夜班休息室等，具体工程中可按需要组合。

在采用不带可燃油的高、低压配电装置和非油浸电力变压器及非可燃性油电容器时，只要具有不低于规范要求的防护外壳，允许将其设在同一房间内，配变电室的组成将更趋简化。

配变电所应靠近负荷中心，进出线方便，为避免配电线路的迂回应尽量靠近电气竖井和建筑接近电源进线的一侧。

高层建筑的配变电所宜设在负荷较集中的地下层或首层，当建筑高度超过100m，也可在高层区的避难层或上技术层设置变电所。

配置时应考虑吊装、运输方便，不设在厕所、浴室或其他经常积水场所的正下方或贴邻。

当设于地下层时，不宜设在最底层。

如地下仅有一层，应适当拾高地面，避免淹没。

②对土建专业的要求。

可燃油浸电力变压器室的耐火等级应为一级。

非燃或难燃介质电力变压器室、高压配电室和高压电容器室的耐火等级不应低于二级。

低压配电室和低压电容器室的耐火等级不应低于三级。

长度大于7m的配电室应设两个出口，并尽量布置在配电室的两端。

若两个出口距离超过60m，还应增设出口。

门的高、宽尺寸应比最大不可拆卸件的高、宽各加大0．3m。

配电室、电容器室和各种辅助房间的内墙表面均应抹灰刷白。

配电室、变压器室、电容器室的顶棚及变压器室的内墙面应刷自。

地面采用高标号水泥抹面压光或用水磨石地面。

变压器室、电容器室、配电室、控制室内不应有与其无关的管道、明敷线路通过。

为其服务的采埒装置，室内管道亦不应有法兰、螺纹接头和阀门，一般采用钢管焊接。

4、高层建筑高低压配电系统的设计
①高压配电系统：一般高压采用单母线分段，自动切换，互为备用。

母
线分段数目，与电源进线回路数相适应。

只有当供电电源为一主一备时。

才考虑采用单母线不分段的结线。

电源进线几乎全部采用电缆进线。

②计费方式：供电局一般采用高供高计。

但在低压侧，仍装设计费电度表，采用将照明与动力分开的两部电价法。

有些地方供电部门又把空调设备的用电，全部划入照明计价系统，一般做法是安装总表及动力表，由总表减去动力表以后，全部为照明电费。

③为减少变压器台数，单台变压器的容量选择一般都大于1000kV A。

为限制低压侧的短路电流，正常时变压器解列运行，中间设联络开关。

照明和动力分开设变压器，当动力用电容量太小时，动力变压器可不分开装设，而在低压侧应对动力负荷分类计费。

④高压系统及低压干线的配电方式基本上都采用放射式系统。

楼层配电则多为混合式系统。

配电设备中的主要部分是干线。

现代高层建筑的竖井多采用插接式母线槽。

水平干线因走线困难，多采用全塑电缆与竖井母干线联接。

每层楼竖井设层间配电小间，配电小间一般在2—4m2。

层间配电箱经插接自动空气开关从竖井母干线取得电源。

当层数较多负荷数较大时，一般按层数分区供电，或将变压器分散设在地下层、中间层或最顶层。

⑤低压配电系统各级开关均采用自动空气开关(断路器)，设置瞬时、短延时、长延时三级过流保护装置。

各级自动空气开关的保护整定，应注意选择性配合，防止越级跳闸。

⑥所有电梯均要求采用两路不同变压器引出的专用电缆进线。

在电梯机房的末端配电箱，设两路电源的自动切换装置，互为备用。

⑦功率因数按规定应补偿到0.9—0.95。

无功补偿都采用集中补偿方式。

为降低变压器容量，多集中装设在低压侧，与配电屏放在一起，但必须采用干式移相电容器。

5、防雷与接地的设计
现代高层建筑的防雷设计，除采用避雷针和避雷带的传统做法外，近年还出现有消雷器和放射性避雷针。

这两种防雷技术虽然在工程上得到不少实际应用，但在理论上一直是有争议的。

广州花园酒店、南京金陵饭店都装设了放射性避雷针。

但是个人认为，从国外引进的这种放射性避雷针，维护复杂，价格又不便宜，还是采用传统的避雷方法简单可靠，更加经济合算。

只要保证各层楼面钢筋、金属管道与该层用作引下线的柱筋有可靠的连接，形成等电位层。

现代建筑都是采用钢筋混凝土剪力墙，与楼板的连接是十分可靠的。

关键是做好金属管线的接地。

现代建筑的防雷接地、电气设备的保护接地和工作接地，都是合在一起的，组成混合接地系统。

接地电阻按最小的要求而定，通常是在4Q 以下。

利用建筑物的钢筋混凝土基础作接地板。

尽管基础钢筋等自然接地体已能满足接地电阻的要求，仍需要装设水平的人工接地体，将主要的建筑物基础连接成接地网，
这对均衡电位，提高安全性都有好处，实际在利用结构桩、底板钢筋作为接地极，只要设计施工合理，接地电阻常在1 Q 以下。

6、节能的设计
节省能源是我国经济建设中的一项重大政策，节约用电又是节省能源工作中的一个重要方面，它直接关系到企业的经济效益和人们的日常生活。

在高层建筑的电气设计中，要把电能消耗指标作为全面技术经济分析的重要组成部分。

节电的设计方案，应根据技术先进、安全适用、经济合理、节约能源和保护环境的原则确定。

采用合理的配电方式，采用高效率变压器、电动机和照明光源、无功功率补偿装置和设备监控电脑系统等措施，减少电能损耗，节约用电。

采用壁灯时需将容量提高一级或增加盏数。

7、结束语
总之，设计师在设计中应结合电气专业的要求，从电源配置、配电等方面对高层建筑供配电的可靠性进行分析，提出相应的解决设计方案，保证高层建筑的消防安全。

参考文献：
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[2] 黄正茂. 建筑供配电自动化系统设计与实现[J]. 科技资讯；
[3] 纪艳生. 现代高层智能建筑供配电系统的设计[J]. 安徽冶金。