低压供配电系统在高层建筑电气设计中的可靠性探讨

丁磊 江凯文

摘要：高层建筑的出现及相关施工技术的成熟为我国城市化进程带来了一定的促进作业。高层建筑意味着可以在有限的城市土地资源中创造更多的生存空间，这显然能够有效解决各大城市土地资源不足的现状。随着高层建筑的数量越来越多、规模越来越大，其建设质量逐渐成为了社会各界广泛关注的较低。电气设计是高层建筑的基础组成部分之一，加强对于低压供配电系统的可靠性研究，对于提高高层建筑电气设计实用性无疑有着一定的现实意义。

关键词：低压供配电系统;高层建筑;电气设计;可靠性

中图分类号：TU976

文献标识码：A

引言

随着社会经济的快速发展，为各行各业的发展都提供了相应的契机，尤其是随着各个城市在不断地提升自身经济收益的时候，高层建筑行业更是雨后春笋一般快速的发展起来。建筑行业在中国已经存在很多年，并且，经过建筑行业的经过数千年的发展已经越来越先进，并且建筑的形态也是形状各异。所以，设计人员在对高层建筑进行设计的时候，必须将电气系统在实际生活中运行的安全性以及可靠性重视起来。

1影响低压供配电系统可靠性的主要原因

1.1过载和短路

過载是指流经电流超过线路所能承受的额定功率;短路则是电流流动过程中超出局部或全部负荷产生的故障问题。两者之间最大的区别为：过载中电流是逐渐增大的，随着时间的推移逐渐对供电系统带来影响，而短路故障中的电流是瞬间增大的，会在瞬时发生系统故障，严重时会直接烧损设备或线路。所以在低压供配电系统设置中，需要针对这两种情况设置合理的保护措施，有效控制电流流通。另外，在出现短路故障时，工作人员应及时切断电源，避免短路问题扩大，威胁整个系统的安全运行。

1.2接地影响

建筑电气设计中，低压供配电系统往往会面临地形及管理等方面因素的影响，进而出现混乱的局面。尤其是在接地设计中，由于设计人员重视度不足，未能完全按照规定要求开展作业，导致低压供配电系统的接地保护存在诸多问题，阻碍系统的正常运转。

1.3漏电保护影响

漏电保护的主要作用是避免接地事故的发生，加强电流传输的安全性、稳定性。漏电保护可在低压供配电系统出现问题时，及时予以断电处理，降低危险系数。但就当前情况来看，在选择或是应用漏电保护器时，仍存在诸多问题，并致使漏电保护器不能将自身价值充分发挥出来。

1.4保护装置影响

结合现今实际情况来看，保护装置在设置过程中还存在诸多不足，无法在故障产生的第一时间对线路实行检测和控制，进而增加了危险事故发生率，威胁了人们的生命财产安全。

2低压供配电系统在高层建筑电气设计中的可靠性分析

2.1供电线路

电力负荷的大小对于供电质量的影响不容忽视，而供电线路的可靠性则是决定电力负荷的关键所在。在开展电气设计时，设计人员应当明确高层建筑所拥有的各项基本功能及各类电气设备的运行特征。同时，设计人员还需要预判施工阶段可能出现的问题及技术难点，实现对于布线环节的优化设计，确保布线的合理性，并尽量减少客观因素对供电线路所造成的负面影响。需要注意的是，供电线路的布置应当设置在干燥、独立的环境当中，要尽量远离存在腐蚀性特征的物质。此外，高层建筑中的特殊电气设备需要使用特定的供电线路，且不得与一般的供电线路进行连接，如消防系统、电梯设备等。

2.2供配电设备

供配电设备是电力供应、配给的直接参与者。为保证供配电设备的质量及运行可靠性，设计人员应当在经济允许的情况下，优先选择高性能、高质量的供配电设备，或者为供配电设备提供诸多的辅助保护装置。例如：智能化电压器继电保护装置的使用可以实现对于电压器的自动化控制，其能够根据不同时间段的供配电需求调整电压器的运行参数，从而起到提高电压器稳定性、延长使用寿命的效果。此外，供配电设备的规格及参数选择需要充分考虑到低压供配电系统的实际使用需求，确保二者能够有效吻合。

2.3接地设计

低压供配电系统接地设计中主要是通过TN-C系统、TT系统及IT系统的合理应用来加强接地保护效果的。其中的TT系统在应用过程中，其各设备只需利用自身接地极即可实现接地，不需要与保护线连接，而是与保护线隔绝，及时将故障问题阻隔在外。IT系统在应用中主要是通过直接接地方式，将低压供配电设备的金属外壳实施接地处理，以加强系统的安全性和可靠性。此外，采用电阻接地方式能够强化接地保护效果，提高系统运行效率。在利用电阻接地方式时，接地电阻值可控制在1000欧左右，并将低压供配电系统设备的金属外壳直接实行电阻接地设置，以此促进低压供配电系统的可靠运行，减少问题的产生。在本项目中主要利用了TN-S系统，强弱电电缆采用共用接地方式，接地电阻值控制在1Ω以下。

2.4提高供配电系统主接线的可靠性

高层建筑的电气设计环节，通常包含对电力负荷的计算，高低压配电系统的设计，电气照明系统设计等方面的内容。高层建筑低压配电系统的控制终端较多且设备分布情况比较分散，同时，低压配电系统还会受到谐波干扰，导致故障问题的出现，所以，强化系统主接线的可靠性设计是十分必要的。在对高层低压配电系统的设计和改造中，可以利用系统集成的方式，这样既可以降低工程建设成本，也利于系统后期维护工作的开展。高层建筑的低压配电系统主要采用的是380V或220V的交流电，对于系统主接线可采用树干式和放射式布局形式，从而减少外界干扰，达到提升系统稳定性的目的。

2.5保障消防用电的可靠性

高层建筑的消防系统对于保障居住者生命财产安全发挥着巨大作用，所以，提升消防用电系统的可靠性具有重要意义。设计人员要选择科学合理的配电方案，在高层建筑中，变压器的数量通常为两台或两台以上，同时也会设置柴油发电机组。在电力供应过程中，变压器会始终保持消防用电的稳定性，当出现故障问题时，可以自动对非消防用电负荷进行切除，如果两条线路均出现故障，可以启动备用电源。对于柴油发电机，要将其发动时间控制在10秒钟以内，并保证其能承载消防系统的全部用负荷供电。

2.6做好负荷计算

如将10kV市政电源安装到高低压变配电室中，10kV配电系统通常会使单母线运行，但若可以对两台容量相近的变压器进行科学的设计，不但能够保证电力系统的稳定运行，而且对实现同时供电的目标有着重要的意义。但是设计人员要注意同时供电的两回及以上供配电线路中，当有一回路中断供电时，其余线路应能满足全部一级负荷及二级负荷。通过这样对两台容量相近的变压器进行科学的设计，一旦其中一个线路出现问题的时候，另一个线路的电源能够代替故障的线路，为电力系统的可靠运行提供相应的保证，这就有效的避免因为其中一个电源出现损坏而对人们日常生活造成影响，设计人员以这种方式进行设计，就有效提升了高层建筑低压供配电系统的可靠性。

结束语

综上所述，设计人员在实际设计工作中重视提升低压供配电系统在高层建筑电气设计中的可靠性方面的内容具有十分重要的意义，这不但关系可以有效提升高层建筑的施工安全、使用安全，而且对对保证人们的生命财产安全有着十分重要的意义。在高层建筑中，低压供配电系统一直占据着十分重要的地位，保证其安全性以及可靠性是最基本的原则，而要实现这一目标，就需要设计人员从各个方面进行质量控制。

参考文献

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