探讨高层建筑电气设计低压供配电系统的可靠性

刘 丽

（山东东瑞规划建筑设计院有限公司，山东 菏泽 274000）

供配电系统能否达到安全、稳定、经济的特点，是当前人们关注的重点，同时也是当前建筑配电系统横梁的重要指标，但是从实际情况分析发现，由于建筑布局、电气设备、人员素质等方面所存在的多方面因素影响，导致配电系统难以达到运行标准。因此，应对高层建筑工程供配电系统设计进行深入研究，掌握当前的问题，总结解决方案，以保证供电质量得以提升。

1 高层建筑低压配电系统的构成分析

高层建筑低压配电系统使用到的设备种类极多，为达到设备之间的合理作用，并满足楼层的配件需求，低压配电系统的设计具有一定的难度，对相关设计人员也提出了较高的要求。低压配电系统主要由低压配电线路、配电变电所、配电变压器、高压配电线路等设备组成，每一种设备在系统中都发挥着不同的电力控制作用，并有明确的使用要求和使用规范，在进行高层建筑低压配电系统设计时，要根据楼房的具体结构和住户需求，选择最合适的配电设备。

2 高层建筑低压供配电系统的设计原则

1）可靠性原则。再开展高层房屋电源数量的设立上，需要全面考虑当地的电网供电情况，并且还要兼顾使用电负荷的重要程度，如此也是保障电源可靠性的一个关键方面。考虑到存在的电源由于停电的情况，要设立别的回路来确保有些重要负荷的供电。一般在进行设计过程中需要为有些高层岗位设立两回路独立的市电供给，能够在设计之中使用存在巡检功能的自启应急发电组以及UPS不间断电源。

2）合理性原则。实现节电的必要前提是合理的供配电系统，而供电方案的合理性取决于企业的用电量预测。当然，对企业的建设而言，配电系统的合理性也是非常关键的。所以，在建筑布局设计过程中，企业必须将配电级数尽可能地减少，进而设计出合理的配送方案。配电级数越多，上下级协调的复杂度就越高，而且还会大幅度增加元件数量，提高故障概率，增大配线电缆。但是，供电质量与电缆长度直接影响配电方式，它们之间的关系密不可分，配电线路缺乏合理性的主要原因是未合理设计配电室的位置。因此，在内部配电系统的设计中，必须注重配电室位置的有效优化，否则节能作用可能无法发挥出来。

3）安全性原则。在设计低压配电系统时需重视供电电源的设置，电气行业根据楼层建筑的电力使用需求，对用电负荷行了明确规定，一类高层建筑中的重要设施用电被定义为一级负荷，特殊办公场所及重要场所用电被定义为二级负荷，二类高层建筑的重要设施用电被定义为三级负荷，设计人员需要结合消防系统对高层建筑制定的用电要求以及施工楼层的具体用电情况，设置相应的应急电源，保证高层建筑居民的用电安全[1]。

4）断路器的选择与整定。选择断路器对整体高层房屋低电压配电系统的安全运转有着重大含义，所以为它可以使上下级有着很强的联动性。设计时需要考虑整体设备的额定电压、额定电流、额定功率和其所在回路的契合性。以此同时，对于低电压配电系统线路的一般问题比如短路、过电压、电源接地问题等，需要使用断路器做好具体的保护方式。对于低电压配电系统内短路问题的多元化，剖析断路器的极限分析预计运行分断能力，谨慎的挑选适当的断路器，能够确保在达到动稳定、热稳定规定的前提下有效切断断路问题，达到电气设备和整体低电压配电系统的最吻合。

3 高层建筑低压配电系统设计策略

1）电气变压器安全设计。为了大幅度增强高层建筑中低压配电系统的使用安全性，首先，人们需要对电气变压器设计进行安全设计。变压器的设计主要涉及了变压器的安装位置、选择以及安装数量等，需要对当地高层建筑的主要功能、负荷以及容量等相关因素综合进行设计分析，以当地各级供电局的设计要求条件为依据来进行高层变压器结构设计。变压器的容量应该通过计算得到具体的容量值，计算得到的数值应该与相关规定的数值相差无几。另外，可以根据有关需要增设配电所。增设配电所的目的是简化配电系统，增强配电系统的安全性，并且减少电气能源的损耗[2]。

2）电力负荷系统设计。根据当前的实际情况，将负荷等级分成三个等级，一级负荷是断电之后会产生严重的经济损失、人员伤亡;二级符合就是造成经济比较大损失、建筑内部运行秩序混乱;三级负荷则是其他两种以外的情况。供配电设计阶段，应根据标准来设置两套独立电源供应系统，即使其中一套出现问题，另外一个系统可以立即启用进行供电，如果两个系统同时发生故障问题要进行检修，就会导致系统无法正常工作，此时应该设置应急备用电源，结合实际的电网运行需要来确定合适的供电时间段。二级负荷的情况下，供配电系统的设计要考虑到多变性特点，配电系统设计方案要保证线路或者变压器出现故障问题后，可以保证其供电可以顺利进行，能够快速恢复供电功能。三级负荷设计人员要保证所有设备能够正常工作，给建筑提供稳定的电力能源供应。

3）重视高层建筑的接地保护系统。在高层建筑施工过程中以及居民日后用电过程中，很容易出现电气设备使用或操作不恰当的情况，导致设备中电压情况不一致，由此发生一系列电力安全事故并造成严重的影响。改善这一情况，高层建筑施工团队必须要重视接地保护系统，这是防止因电气设备操作不当而产生安全隐患的关键举措。在相关人员设计，高层建筑的接地保护系统是要根据建筑楼房的具体特征以及建筑物中用电设备的具体接线情况和使用情况，制定最合理有效的设计方案，在施工团队落实方案时，还要考虑到各种电力设备的接地标准和具体要求，避免产生安全隐患[3]。

4）配电箱、弱电箱位置设计。对建筑户内配电箱、弱电箱方位进行合理确定。各家庭电源或信号的来源是装配式室内配电箱、弱电箱（如住宅、车间等），室内配电箱、弱电箱集中了大量的电气进出口管道，应尽量避免安装在墙面上，降低专业协调的难度和强度。在住宅墙体两侧安装配电箱或弱电箱时，应对结构房屋的结构、隔声、防火进行专业复核。因为内配电箱和弱电箱的重叠板线路大，线路集中，线路交叉，情况复杂多样。尤其是配电箱电线路管径大于40毫米时，厚度为60到80毫米的现浇层，已经对铺设在钢筋网片上的电气管线不能进行保证，而且楼板的结构施工质量也是难以保障。在这种情况下，可以通过减少建筑表面，以及想办法分流该处的管线和增加现浇层厚度对该问题进行解决。如若还是不行，就需要调整结构局部方案，在室内配电箱的区域，以及弱电箱的相对部分，利用陈旧的全现浇楼板，而室内的其他部分仍然利用叠合楼板，对楼板结构应力安全进行保障。

4 结语

综上所述，高层电气设计中，低压配电系统是确保房屋有序运转的关键组成之一，它的安全性不能忽视。设计中需要明确设计规定，结合当前低压配电系统设计问题，对影响系统安全的原因进行分析，并采取有效的设计措施提高低压配电系统的安全性、合理性。