高层建筑电气中低压配电设计

王彬

（重庆大有建筑设计院 重庆市渝北区 401120）

高层建筑电气中低压配电设计

王彬

（重庆大有建筑设计院 重庆市渝北区 401120）

在高层建筑设计中，低压配电系统具有十分重要的作用，其设计质量直接关联着整体建筑用电情况。针对此，本文首先分析了低压配电系统，其次对高层建筑电气中低压配电设计原则进行了一定的阐述，最后探讨了高层建筑电气中低压配电系统设计，以供参考。

高层建筑；电气；低压配电设计

1 引言

近年来，随着我国建筑行业的迅速发展，高层建筑大量建成并逐步投入使用。在高层建筑中，一般存在较多种类的机电设备，用电负荷较大，这决定了高层建筑电气中的低压配电设计必须在更高的要求下进行。低压配电系统设计质量直接关联着高层建筑中电气系统运行质量，因此，必须对高层建筑电气中的低压配电设计进行不断深入的分析研究，以确保居民用电安全。

2 低压配电系统

在建筑电气工程中，低压配电系统是一种较为常见的系统，其主要由高压配电线路、配电变电所、低压配电线路、低压断路器与配电变压器等装置共同构成。其中，在低压配电系统中，低压断路器具备十分重要的作用，其能够促进电能合理分配目标的实现，并且还具有自动、手动控制开关的功能。通常情况下，低压断路器的开关动作可采用系统欠压、失压或过载方式进行控制。

此外，由于电动机频率较低，不会对电动机造成较大的损害，能够对系统中的电源线路与电动机进行更好的保护，在系统出现故障之后，低压断路器能够自动切断电源，进而保护系统中的其他设备。低压配电系统的稳定运行，能够为建筑电力工程功能的正常发挥提供保障。但在对系统安全进行调试时，应确保操作的规范性。当系统出现故障之后，应当及时进行调试操作与处理，避免其对系统稳定运行造成影响。

3 高层建筑电气中低压配电设计原则

3.1 最优原则

①对设计内容进行严格的、反复的验证，以确保高层建筑低压配电设计计划具有可行性，保证建筑的正常、安全用电。②对于高层建筑的低压配电设施，应确保其能够满足用户的需求用电量，最优、平稳地发挥自身功能。③对于高层建筑电气中的低压配电系统，不仅需确保其能够满足用户的用电需求，还要预留备用电量，以备不时之需。同时，在具体设计过程中，在配电设施的各电路间，要留置出一个安全距离。对于线路，必须使用绝缘材料，以全面消除火灾隐患。此外，在设计高层建筑低压配电设施时，还要配套适当的防雷系统。

3.2 高效原则

通常情况下，高层建筑的低压配电系统较为复杂繁琐，如果没有进行合理的设计，必定会对建筑物整体效能造成严重的影响，因此，在进行高层建筑电气中低压配电设计时，必须坚持高效原则，具体措施如下：①配电系统要分散装置，以便合理地分配电能。因为高层建筑的高度较高，无法实现由一个配电中心发出的电路自上而下地贯穿，这样电线容易缠绕交叉，有造成折断、短路的可能。同时，配电系统的分设置还可以节约材料。②低压配电设施应达到均衡，电量分配的平衡对整个电力系统的良好、稳定运行产生很大的影响。

3.3 节能原则

在高层建筑电气中低压配电设施设计过程中，必须对其进行合理的配置，以比肩线路重叠缠绕现象的发生，最大限度的节约项目材料。高层建筑用电量通常较大，这就要求必须遵循节能原则，并且还要充分的、积极的利用相关节能材料，例如太阳能与地热等。

4 高层建筑电气中低压配电设计

4.1 供配电电压设计

在进行高层建筑电气中供配电电压设计时，为了保证供电系统运行可靠性与稳定性，项目设计人员应当严格依据高层建筑电气系统设计相关要求进行合理的设计。通常情况下，高层建筑工程对电力负荷的要求往往较为严格，普通的一级电力负荷容量一般较小，所以在进行配电电压的选择时，应当在充分结合高层建筑电气系统设计要求与实际电力负荷需求的基础上，尽量选用一路或两路市政电源，或者是发电机组作为整个高层建筑低压配电系统的电源，以更好的满足建筑物居住人员用户需求。通过相关研究结果可以发现，通常采用10kV高压电源与380/220V低压配电电压作为整个高层建筑低压配电系统的电源。

4.2 电源

高层建筑对电源强度的要求通常较高，再加上用电设备中往往存在大量的一级负荷与二级负荷，要想更好的满足用电设备对电力的需求，必须保证电源具备强大的动力。所以，高层建筑一般采用两路电路独立供电的方式，而这两路电路通常来源于不同的变电站或是同一变电站的不同母线段。通过此种方式，即便一条回路出现故障时，另一条回路依旧能够正常运行，从而确保各用电设备正常工作的持续进行。此外，在高层建筑中，还应当设置一定的备用电源或应急电源，柴油发电机就是常用的备用供电设备，但发电机的容量大小，所以应当根据建筑的用电需求来确定。

4.3 配变电所

对于高层建筑的配变电所设计，应确保其满足布局合理、分散布置需求。在选择配变电所位置时，应当尽量避开人口流动量较大的区域以及低洼区域。在配电室中，应当做好防潮、防尘的措施，以确保各项设备的安全运行。对于配电变压器的容量，必须进行合理的选择，通常需要保证其正常工作功率低于其限定功率的60%。此外，还需要设置专门的管理人员对配变电所进行定期的巡视和检查，确保配变电室的正常运行。对于高层建筑的低压配电系统，应当采用模块供电的方式，并留出一定的备用模块，以便在某些线路出现故障时作为应急的更换线路。

4.4 高低电压运行和结线方式

（1）电力系统高压线应当采用单母线运行结线方式与10kV进线。对于变压器低压侧，应当采用分段的、独立的单母线结线运行方式，并每结一段单母线对应一台变压器。对于各段母线的联结与操控，应当采用母联开关方法。在正常运行状态下，电力系统低压配电系统的每一段母线均应独立运行，如果某一台变压器发生了运行故障，相关操作人员可采用手动方式关闭该段母线的母联开关，然后通过同一组的另外一台变压器进行正常供电。在高层建筑电气系统运行过程中，一旦变压器恢复正常运行，低压配电母线中的母联开关就会自动开启，恢复正常运行模式。

（2）对于电力系统变压器低压侧中的应急母线设计，应当采用正常的柴油发电机电源供给与电源用电作为整体低压配电系统的应急母线，以提供充足的电量，保证高层建筑应急情况下低压配电的下一级电力负荷量。对于母线中的双向开关，通常不包括电气设备与机械连锁，可有效预防向市政供电网中反向供电现象的发生，并且还可通过双重电源或是双回路供电方式，满足消防设施负荷用电需求。在变配电系统末端配电箱中，应急设备可相互切换。

4.5 接地保护设计

在进行高层建筑电气系统设计时，为了保证建筑用电安全，避免人身与财产受到电力系统的损害，通常需要在电力系统化中设置自动切断故障电路的设备或接地保护装置，以确保供电系统的正常运行与用电安全。在进行建筑电力设计时，对于接地保护系统的设置，应当依据建筑电力与建筑工程特征进行，具体设置方式的确定应当参照建筑配电系统中电气设备的使用情况、电气回路中的保护线额截面、接地形式。但在此过程中，无论采用何种接地保护方式，均需要进行总等电位联结，以避免建筑电路受到外部危险电压的影响或是威胁。

此外，高层建筑电力设计接地保护模式主要包括Tr、TN、IT三种。其中，Tr系统主要用于外漏设置导电部分的接地故障保护，具备切断故障回路电流、保护电气系统的作用。TN系统主要用于发生故障的电流较大或金属性短路的电气系统保护，因此，在进行电气系统接地保护设置时，可采用电流保护器的方式进行电流短路以及电路负荷的保护设置。

5 结语

总而言之，随着高层建筑工程的不断完善，建筑用电设备也在不断增加，这对高层建筑的低压配电系统的安全性、有效性与自动化功能提出了更高的要求。针对此，在进行高层建筑电气中的低压配电设计时，设计人员应当在充分考虑建筑的功能、结构和用电需求的基础上，制定科学的、合理的设计方案，尽可能的简化电气系统设置，最大限度的减少损耗，提高供电质量，确保用电安全性、稳定性，更好的满足人们在实际生活中对于用电的需求。

[1]王成哲.基于高层建筑电气的低压供配电系统相关问题分析[J].建筑·建材·装饰，2015（02）：182.

[2]叶飞.高层建筑电气设计中低压配电系统安全性论述[J].华东科技：学术版，2015（12）：61.

[3]王成哲.基于高层建筑电气的低压供配电系统相关问题分析[J].建筑·建材·装饰，2015（02）：182.

TU976.1

A

1004-7344（2016）15-0302-02

2016-5-10

王彬（1983-），男，工程师，大学本科，主要从事建筑电气设计工作。