高层建筑供配电设计（精选12篇）
高层建筑供配电设计 篇1
0 引言
随着我国建筑业不断发展, 城市发展水平不断提高, 超高层建筑正成为一个城市发展水平的体现, 甚至是一个城市的标志性建筑。然而, 超高层建筑就像一条竖立起来的街道, 存在着安全、交通、环境及能源消耗等多种难以妥善解决的问题, 越是向高处发展, 安全性、耐久性及适用舒适等问题就愈多, 对各个专业的要求就越高。本文通过工程实例对超高层建筑的供配电系统进行简要的介绍。
1 工程概况
该项目地上32 层, 地下1 层, 建筑高度124. 2m, 分为S1、 S2 双塔, 地上总建筑面积131 260. 26m2, 地下总建筑面积24 885. 58m2。建筑地下1 层为车库, 地上1 ~ 4 层为大型商业裙房, 5层及19 层为人员避难层, 其余层为办公用房。
2 负荷分级及供电电源
本工程内的火灾自动报警系统、消防泵、喷淋泵、消防电梯、防排烟设备、火灾应急照明及航空障碍灯等消防负荷按一级负荷要求供电; 商场内营业厅备用照明、弱电机房、生活水泵、客梯电力、排污泵、安防系统及主要通道照明等设备按一级负荷要求供电; 商场经营管理用计算机系统用电为一级负荷中特别重要负荷, 商场的营业厅照明及空调为二级负荷, 其他为三级负荷。
经计算, 本工程总用电容量为8 986k VA, 共设6 台1 250k VA及4 台1 000k VA变压器, 从城市高压电网引入2 路10k V电源 ( 双重电源) , 当一路电源发生故障时, 另一路电源不应同时受到损坏, 2 路电源互为备用, 均可以负载全部的一、二级负荷。
本工程中的商场经营管理用计算机系统用电为一级负荷中特别重要负荷, 此类负荷对供电连续性要求较高, 容量较小, 因此采用UPS不间断电源作为应急电源。
3 高压配电
据当地供电部门提供的资料显示, 该项目所在区域的10k V城市电网采用两个不同区域变电站 ( 110k V区域变电站) 出线形成的双环网, 经与供电部门及当地行业内专家论证后, 最终确定从10k V双环网中的两个环网柜 ( 分别位于两不同环网中) 分别引入1 路10k V电源。该工程地下10k V开闭所内高压侧选用单母线分段中间设置联络开关的接线方式, 两路电源互为备用, 当一路电源故障时, 分段断路器自动投入, 高压主进开关与联络开关之间设电气联锁, 任何情况下只能闭合其中的两个开关。
4 变配电所及竖井选址
变配电所是整栋建筑电力系统的心脏, 其位置是否合理关乎整个配电系统的合理性及可靠性, 其位置应深入负荷中心, 以缩短低压供电半径, 降低电能损耗, 节约有色金属, 减少电压损失, 提高供电质量; 低压线路的供电半径应根据具体供电条件, 干线一般不超过200m, 否则应考虑增设变配电所[1,3]。
本工程总建筑高度为124. 2m, 高度远未达到200m, 考虑到设备的运输、装卸及搬运, 宜在地下层设置高压变配电室。本工程变压器台数较多, 若将变压器集中设在一处, 则变配电所的位置需设在两栋塔楼中间 ( 图1) , 此种方案中高压变配电室内的设备太多, 发热量及噪声较大, 桥架管线太集中, 供电半径较大, 存在诸多不合理之处。
为此, 在地下一层设置2 处高压变配电室 ( 图2) , 每处变配电室内设5 台变压器, 变配电室分别设置于S1、S2 塔楼下, 有效地缩短了供电半径, 同时便于管线敷设。
竖井宜按防火分区布置并深入负荷中心, 该工程S1、S2 塔楼分别在核心筒区域设置竖井, 商业裙房按防火分区及供电半径设置竖井, 各竖井的配电半径不超过50m。
5 低压供配电系统
低压配电系统应满足较高的供电可靠性和供电质量, 系统接线应简单、操作安全、方便维修并具有一定的灵活性。
1) 为了确保供电可靠性及灵活性, 保证当供电系统内部设备发生故障检修时, 影响范围不致过大, 重要的负荷不受到影响, 本工程中低压侧采用单母线分段中间设联络开关的运行方式。
2) 考虑空调负荷为季节性负荷, 将其单独设置变压器; 同时考虑该工程中1 ~ 4 层为商业用房, 其他为办公用房, 为将来物业管理的方便性, 商业用电与办公用电分别单独设置变压器。
3) 普通照明、应急照明、普通电力、空调电力、消防电力分别自成配电系统; 供电干线按防火分区、功能分区、竖向或水平分区划分供电区域。对于单台容量较大和较重要的用电负荷 ( 如电梯、水泵等) 从低压柜放射式配电; 对于照明及空调负荷采用树干式配电。
4) 对于办公层照明及空调负荷, 由于采用树干式配电且层数较多、容量较大, 因此采用密集型母线槽配电; 此种配电方式可以减少电缆的使用量, 但事故时影响范围较大, 为减少事故范围同时方便施工, 母线槽容量不易过大, 本工程中采用奇偶层交错的方式配电, 每根母线槽配电层数控制在10 层左右, 容量控制在1 600A以下。
5) 一级消防负荷及一级非消防负荷采用双电源末端自动切换供电; 二级负荷采用专线配电, 备用电源由母联开关提供。
6 避难层
超高层建筑中的避难层是为人员暂时躲避火灾及其烟气危害所设的楼层。在发生火灾时, 要保证避难层内的用电设备可靠地工作且不受其他层用电设备影响, 因此避难层内的应急照明、消防风机等设备应从低压柜采用单独的专线配电, 如图3 所示。
7 消防与非消防负荷的设计
建筑的低压配电系统主接线方案应遵循安全、可靠、合理的原则, 以保证当切断生产、生活电源时, 消防电源不受影响。
目前国内主要有两种设计方案: 不分组方案和分组方案。对于不分组方案, 常见消防负荷采用专用母线段, 消防负荷与非消防负荷共用同一进线断路器或消防负荷与非消防负荷共用同一进线断路器和同一低压母线段。对于分组设计方案, 消防供电电源是从建筑的变电站低压侧封闭母线处将消防电源分出, 形成各自独立的系统。
对于消防负荷与非消防负荷是否需要分组, 国内外标准均未做具体规定, 从国际电工委员会标准 ( IEC 60364-5-56 中560. 6. 5 条) 可知, 消防设备的供电也可以采用不分组设计方案: 560. 6. 5.Separate, independent feeders from a supply network shall not serve as electrical sources for safety services unless assurance can be obtained that the two supplies are unlikely to fail concurrently[6]。
2011 ~ 2012 年笔者参与设计了毛里求斯西乌萨格拉姆国际机场 ( Sir Seewoosagur Ramgoolam International Airport) 项目, 该项目采用英国标准设计, 其中消防设备的供电即采用不分组的设计方案, 见图4。
近年来多起火灾案例中 ( 尤其是老旧建筑) 曾发生消防灭火设备在火灾初期可启动灭火, 但在灭火过程中发生主电源跳闸, 消防灭火设备不能正常工作, 耽误了最佳灭火时间。经事故分析得知, 在发生火灾时, 非消防负荷没有被可靠地切除, 在救援过程中, 消防水四溢导致配电线路发生接地故障或短路, 造成越级跳闸使主进线断路器无法接通电源。如果消防负荷与非消防负荷不共用同一母线段, 在发生火灾时, 可以在变配电室中直接手动操作总开关将非消防母线段切掉, 避免在灭火过程中消防电源受非消防电源的影响。
经与当地消防部门及行业内专家协商后, 本项目采用负荷分组设计方案, 最终方案如图5 所示。
8 节能
电能是社会可持续发展的重要因素, 加强建筑电气供配电系统的节能设计有着长远的意义。建筑电气供配电系统中会产生电能损耗的主要因素有供配电线路、变压器、照明设备及用能管理不科学等, 若不采取行之有效的节能措施, 会造成极大的电能浪费。针对以上几种产生电能损耗的因素, 本工程采取以下节能措施。
1) 采用10k V电压等级供电, 合理选择变配电所位置, 使其靠近负荷中心, 同时选择合理的配电路径, 使线路尽可能缩短, 降低线路损耗。
2) 变压器的负载率在50% ~ 60% 时, 其有功功率损耗最低[4], 但负载率太低会造成变压器的初装台数增多, 初始投资增大, 短时间内难以通过节能来收回投资费用。本项目中使用低损耗节能型干式变压器, 有效降低变压器的空载损耗, 同时在设计时将变压器的负载率控制在70% ~85% , 使其接近经济运行方式, 不仅节能且降低初始投资。
3) 本工程中空调负荷为季节性负荷, 且容量较大, 因此单独设置空调专用变压器, 在春、秋季空调不需运行时可以停用, 以利于节能。
4) 在变压器低压侧采用静止无功发生器进行自动无功功率补偿, 提高配电系统的功率因数, 降低线路损耗, 减少变压器的铜损及电压损失, 提高发配电设备的供电能力。
5) 电机采取节能控制方式, 如生活水泵采用变频控制、电梯采用智能控制、排污泵采用液位传感器控制、排风机采用定时及温度控制。
6) 设置能耗监测系统, 实时记录建筑物用能状况, 自动进行能耗数据处理, 完成建筑能耗结构、建筑用能效率以及建筑节能潜力数据分析, 及时发现、纠正用能浪费现象。
除以上节能措施外, 本工程还采用效率高、能耗低、性能先进、耐用可靠、由绿色环保材料制成的电气装置。
9 谐波治理
1) 谐波源
用户向公用电网注入谐波电流的电气设备或在公用电网中产生谐波电压的电气设备, 统称谐波源[5]。民用建筑中常见的谐波源主要有换流设备 ( 整流器、逆变器、变频装置) 、铁芯设备、照明设备及空调等非线性电气设备。
2) 谐波危害
电网中的谐波会降低电动机的效率, 增加发热量, 缩短其使用寿命; 过大的谐波电流会使变压器产生附加损耗, 从而引起过热, 使绝缘介质老化加速; 电网中的谐波电流还会引起并联电容器过载发热甚至导致谐波、谐振等, 高次谐波含量较高的电流能降低断路器的开断能力, 除此之外, 谐波还对电子设备、继电保护、通信线路产生不同程度的影响。
3) 抑制谐波技术措施
减小谐波影响的措施有很多, 本工程中采取抑制谐波的主要措施有: ( 1) 采用接线组别为D, yn11 的变压器, 有效抑制配电系统中的3n次谐波电流。 ( 2) 在变压器低压侧设置有源电力滤波器, 可以有效滤除电网中的谐波, 同时实现节能、降耗。 ( 3) 采用静止无功发生器, 提高功率因数, 克服三相不平衡、消除电压闪变和电压波动, 抑制谐波污染。 ( 4) 设计时对各个配电箱进行整体负荷分配, 以保持三相负荷平衡, 可有效地减少3 次谐波的产生, 有利于设备的正常用电, 减小损耗。
10 结束语
本文结合具体的工程实例, 详细地介绍了超高层建筑供配电系统的设计以及项目中采取的一些节能及谐波治理措施, 并通过国内外标准及工程实例对比, 详细阐述了消防负荷与非消防负荷是否分组的现状及各自的利弊。超高层建筑电气设计的内容较多, 如照明设备、电缆的选择等, 限于篇幅, 本文不再论述。
参考文献
[1]住房和城乡建设部工程质量安全监管司, 中国建筑标准设计研究院编.全国民用建筑工程设计技术措施:电气[M].北京:中国计划出版社, 2009.
[2]中华人民共和国住房和城乡建设部, 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局.建筑设计防火规范 (GB 50016-2014) [S].北京:中国计划出版社, 2015.
[3]中华人民共和国住房和城乡建设部, 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局.20k V及以下变电所设计规范 (GB 50053-2013) [S].北京:中国计划出版社, 2014.
[4]钢铁企业电力设计手册编写组编.钢铁企业电力设计手册 (上册) [M].北京:冶金工业出版社, 2014.
[5]中国航空工业规划设计研究院等编.工业与民用配电设计手册 (第3版) [S].北京:中国电力出版社, 2005.
[6]IEC 60364-5-56, Low-voltage electrical installations-Part 5-56:Section and erection of electrical equipment-Safety services, Edition 2.0[S].2009-07.
高层建筑供配电设计 篇2
摘要：随着低碳、环保理念影响范围的扩大，节能建筑越来越受到社会普遍的关注。在此形势影响下，建筑施工中电气供配电线路设计能否达到工程实际的要求，关系着建筑行业未来战略目标的实现及战略部署的有效开展。电气供配电线路结构比较复杂，实际应用中可能会受到相关因素的影响。因此，设计人员在开展这些方面的具体工作时，应该采取拓宽设计思路，优化设计方案，为节能建筑安全性能的提高提供必要地保障。文章将对节能建筑电气供配电线路设计思路进行一定的探讨。
关键词：节能建筑；电气供配电线路；设计思路；战略部署；安全性能
经济社会的不断发展，对于建筑工程施工技术的要求越来越高，为建筑企业生产目标的实现产生了积极的影响。节能建筑的出现和推广，完善了建筑物的服务功能，增强了内部结构的安全可靠性。这类建筑在具体设计的过程中，需要相关的技术人员明确施工中的供配电线路的设计思路，及时地处理设计中存在的细节问题，增强设计方案的适用性。
1节能建筑电气供配电线路设计中变配电室、开闭站设计的相关内容
1.1变配电室的设计内容
在对节能建筑方案设计的过程中，设计人员首先应该明确供电方案的设计思路，细化具体的设计内容，为后续用电规划、设计方案的有效开展奠定坚实的基础。低压供电方案设计的过程中，设计人员应该结合工程整体规模的大小选择合适的变压器容量、数量等。变配电室设计中所有的技术指标都应该符合国家行业规范条例的具体要求，充分考虑施工区域的环境特点，实现施工成本效益最大化和工程生态效益持续增加的战略目标，扩大节能建筑的影响范围。变配电室变压器类型的选择中，设计人员需要对不同变压器的防火性能进行全面地评估，从它的使用寿命、成本价格、环境适应性等方面入手。同时，选择防护外壳较好的变压器，降低设备运行中短路停电问题发生的概率。
低压配电回路的设计中，设计者应该结合建筑物的结构特点确定最佳的配电线路布置方式，并对线路导线的绝缘性能及导线截面的尺寸规格进行合理地设计。建筑室外导线铺设时可以使用成本价格优惠、绝缘性能良好的塑料绝缘线，为了避免出现导线高温氧化的现象，橡胶绝缘线不宜应用在建筑室外，可以应用于建筑室内。架空导线时的截面尺寸应该大于它自身规定范围内的截面，并将电压损耗控制在合理的范围内。低压配电设备选择中需要满足短路故障状态下的具体要求。设备运行时安全性能及后期的维护应该达到一定的.工作要求。保护设备设计时应该具备迅速切断故障的性能，可采用低压自动空气开关。
1.2开闭站的设计内容
开闭站在实际的应用中对于节能建筑供配电线路的正常使用起着重要的保障作用。在确定开闭站具体位置的过程中，设计人员首先应该考虑这些设备的占地面积，尽可能地与其它建筑物一起建设，提高不同资源的配置效率。在具体的建设过程中，应该做好基本的协调工作，制定出可靠的防水系统，增强防火措施的适用性，完善开闭站的服务功能。结合目前节能建筑的发展现状，可知在供配电线路设计中涉及到的开闭站主要采用了双电源进线的方式，对于系统运行效率的提高带来了可靠的保障作用。
1.3供配电室主要的节能措施
为了缓解我国的能源危机，降低建筑施工中的能源消耗，设计人员需要结合节能建筑的结构特性和施工现场的整体概况，采取有效的措施增强建筑物的节能效果，为工程生态效益的增加提供必要地保障。供配电室主要的节能措施包括：
（1）根据高压变配电室和低压变配电室的数量确定变压器的数量；
（2）选择最佳的变配电所位置；
（3）根据节能建筑用电的需求量大小，选择最新的节能变压器；
（4）优化变压器的运行方式，采取有效的措施降低变压器的负荷率，保证它的功率因数处于适当的范围内。
2节能建筑电气供配电线路设计中的电力电缆设计的相关内容
2.1电力电缆设计时的原则
在节能建筑电气供配电线路设计的过程中，技术人员需要对其中的电力电缆设计有着清晰的认识，保证电力电缆的设计在实际的应用中可以发挥出最大的功效。节能建筑电力电缆设计时的主要原则包括：
（1）确定线路中的电压等级，选用线损率较低的电缆材料：
（2）电力电缆工作时的温度应该小于在极限状态下的设定值，周围环境温度敷设时应该与系统正常运行时的具体要求相一致；
（3）埋藏在土壤里的电缆，需要对其中的电缆接头和相关的保护盒进行针对性的处理，减少环境因素的影响；
（4）在接地方式的选择中，电力电缆的接地方式应该与节能建筑的整体结构相适应，充分地利用周围现有的遍地条件，增强供配电线路的接地效果。
2.2供配电线路中电力管线的设计
为了使供配电线路在实际的应用中可以发挥出更多的保障作用，设计人员应该对节能建筑的整体结构进行必要地分析，优化电力管线的设计方案，保证各项技术指标可以满足电力部门的具体管理要求。在铺设电缆时，直埋电缆的深度应该控制在0.7m以上，并确定施工区域的冻土深度，增强醒目的标示牌。电力管线设计时，设计人员首先应对不同管材的质量进行综合地评估，选择出质量可靠、经济实惠的管材材料，为电力管线使用寿命的延长提供必要地保障。
2.3电力电缆中可靠节能措施的选择
节能建筑对于不同施工技术和管线布局的要求非常高，尤其是在供配电线路中的电力电缆选择过程中。一般情况下，这些电缆上都有一定量的电阻，容易产生压降和电能损耗的现象。因此，为了提高供配电线路传输电能的工作效率，降低线路损耗率，需要在电力电缆使用中采用可靠的节能措施。这些节能措施主要包括：
（1）选用新型的低电阻的电力电缆材料，提高电能资源的利用效率；
（2）优化电力电缆路由的设计方案，合理控制电缆的长度；
（3）在保证供配电线路工作状态不受影响的前提下，增强电力电缆截面积的同时降低电阻率；
（4）将配电室尽量设置在用电相对集中的区域；
（5）合理设置电气竖井，最好处于中心位置区域；
（6）确定供配电系统运行时具体的负荷容量，选择可靠的线缆铺设方式，及时地解决供配电线缆设计中存在的问题，增强设计方案的适用性。
3结语
节能建筑应用范围的扩大，对于其中的供配电线路设计方案提出了更高的要求。相对而言，供配电线路设计中涉及的内容非常多，依赖于可靠的设计方法和设计思路，为工程后期施工计划的顺利实施奠定坚实的基础。在设计方案制定和实施的过程中，为了提高系统的运行效率，减少供配电线路的运行成本，需要采取有效的措施优化设计方案。
参考文献
[1]刘昌明.建筑供配电线路的节能设计[J].四川建筑科学研究，，37（01）.
[2]王轶喆，石玉博.建筑供配电线路的节能设计[J].企业文化（下半月），（04）.
[3]罗文辉.节能建筑电气供配电线路设计的分析[J].建筑工程技术与设计，（27）.
高层商业建筑供配电设计分析 篇3
摘要：在对建筑供配电设计时，其负荷容量计算是否准确，供电电源选择及变配电所布置是否合理，运行是否安全等方面，将决定其成果的优劣。本文对高层商业建筑供配电设计进行分析，以供参考。
关键词：高层商业建筑；供配电设计
一、工程概况
该工程总建筑面积为65528.72m2，属于一类高层综合楼建筑。结构类型为钢筋硅框架一剪力墙结构，抗震设防烈度为六度，抗震类别为丙类；设计使用年限50年。
负荷分级
该建筑为一类高层建筑，根据JGJ 16-2008《民用建筑电气设计规范》附录A，可确定该商业建筑的负荷分级，如表1所示。
表1 主要用电负荷分级
建筑物业态分类一类高层建筑
一级负荷二级负荷
超市、餐饮和各类卖场消防设备用电；安防系统用电：经营管理用计算机系统用电：弱电系统电源：应急照明：营业厅、门厅备用照明：主要设备用房备用照明：客梯用电经营用冷冻、冷藏系统电力、自动扶梯及客、货两用电梯电力
影院消防设备用电；应急照明；弱电系统电源；各影厅备用照明
地下车库、设备房消防设备用电；生活泵、排污泵及行车道照明和应急照明、主要设备用房备用照明；弱电总机房用电
写字楼消防设备用电；公共区域应急照明、弱电系统电源；障碍照明；客梯电力
二、用电指标
在初步设计阶段，需要对变压器总容量进行估算。在此，以《全国民用建筑工程设计技术措施节能专篇（2007）电气》表2.2.2-1用电指标作为依据，具体如表2所示。
据此可估算该项目的变压器总容量值，这个值虽然并不准确，但可以作为后期设计的一个参考。
表2 负荷密度指标
建筑类别用电指标 /（W/ m2）变压器装置指标/（V·A/ m2）估算取值/（V·A/ m2）
商业（大中型）60～12090～180120
办公30～7050～10080
汽车库8～1512～3425
在设计阶段，除去其他专业的设备用房的用电量外，商业部分各类型的商业形式的用电量的预留也需要一个相对准确的用电指标值，这也是笔者在设计中遇到的一个难题。一方面业主为了招商引资，对具体的业态形式在不断调整，另一方面己有合作意向的商家，其提出的用电指标值很高。针对这些问题，首先与业主进行了沟通，确定了商业部分各层业态基本形式和对应面积，另外调查了同一城市己投入运营的同类型商业体用电的实际运行数据，通过与甲方商议最终确定以下指标，如表3所示。
表3 各类型常用用电指标
功能场所设计取值/（W/ m2）
普通商铺100
餐饮150
娱乐、电玩80
商业公共区40
电影院80
办公用房60
停车场20
注：上述数据均为除去空调负荷外的用电指标。
上述指标值可能会根据不同城市、不同区域消费群体的差异而不同。这就要求设计者参考当地的实际情况对上述取值进行调整。
三、负荷计算
采用需要系数法进行负荷计算，具体的计算方法相关电气手册中均有详述，在此不重复。值得注意的是关于需要系数Kx的取值问题，笔者认为，虽然在设计时一需要考虑未来发展，计算时应留有余量，但是随着现代建筑智能化水平的不断提高，特别是节能、自控产品的选用，建筑的实际用电量并没有预想的大幅度上升，所以实际设计中要充分考虑用电负荷的开启率、同时性等因素，Kx的取值可取其取值范围的中间值或下限值。
通过计算，本工程商业及办公写字楼部分设备安装容量为4 288 kW，计算有功功率3436kW；超市部分安装容量为1056 kW，计算有功功率884 kW；空调部分1929kW；计算有功功率1738 kW。
四、配电系统
根据负荷计算结果，并与甲方及供电部门沟通，确定如下配电方案，本工程拟由附近开闭所引入三路独立的10 kV电源，其中从商业体所在医院内部开闭所引来两路独立的10 kV电源，主供商业及写字楼平时用电，两路电源同时工作、互为备用，平时分列运行，当其中一路电源故障时，另一路能满足本项目全部的一级、二级负荷用电的需要；由其他开闭所引来第三路10 kV电源满足超市、空调部分用电的需要。按照甲方要求，不再另设柴油发电机房作为备用电源，通信、安防、消防和计算机房均需配备一定容量的UPS不间断电源作为备用电源，以保证主机的正常运行和数据的安全。具体变压器容量如表4所示。
表4 变压器分配表
变压器编号容量/V·A台数供电对象
T1、T220002商业及办公写字楼
T312501超市
T410002空调机组
五、变配电房
变配电房位置的选择要综合考虑各方面因素，特别是要求深入或接近负荷中心，进出线方便，接近电源侧，设备吊装运输方便，不设在有剧烈震动或有爆炸危险介质的场所，不宜设在最底层，不在经常积水场所的正下方及贴临。
在设计中，基本上述考虑，本设计将变配电房设置在地下一层，靠近外墙处，其正下方为地下二层空调机房和水泵房，这使得到地下二层动力负荷中心的距离非常短，并且电缆出线可在地下一层车库通过桥架的方式引至各防火分区电井内。
六、配电干线
商业部分的配电，单层建筑面积较大，负荷分散，所以在设计时一要设置良好的垂直和水平供电路径。本设计中按照防火分区设置了三个强电竖井作为配电的竖向通道，以电井为中心，将不同层同一区域性质类似的负荷或同层几个区域性质类似的负荷划为一组，由低压配电柜一个回路以树干式配出，特别大的负荷以放射式供电方式。这样做可以减小低压柜的出线回路，便十运行管理。在计算配电干线容量时一，其需要系数Kx、可取1一0.8，在投资允许的情况下，干线电缆的设置应适当留有余量。
冷冻机房、水泵房等动力中心采用放射式供电方式，由变配电室低压柜经桥架直接送至用电点。
参考文献：
[1]中国建筑东北设计研究院.JGJ 16-2008民用建筑电气设计规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2008
[2]公安部四川消防科学研究所.GB 50045-1995（2005）高层民用建筑设计防火规范[S].北京：中国计劃出版社，2005
[3]孙岩，蒋成竹.商业广场供配电设计[J].现代建筑电气，2010（5）：49 52
超高层医院建筑供配电设计探讨 篇4
一、供电系统设计
超高层医院建筑高度一般在100m以上, 其供电系统安全性和经济性尤为重要, 需根据工程的规模及特点、安装负荷的性质、用电量及经济条件, 考虑其需求。
供电电源的原则为:减少配电级数、简化接线、减少电压损失、提高电能质量和经济合理。
通常按医院性质和超高层建筑特点, 城市电网需提供10k V两路电源或者20k V电源+柴油发电机作为供电电源。
低压配电线路的供电半径一般控制在150m以内, 因此超过此范围高度的建筑, 通常应在避难层设置变电所。柴油发电机分为两个配置, 一个供给低区作为一路备用电源, 一个供给高区作为另一路备用电源。
后备电源选用快速自启动发电机组, 供电时间15s~30s。UPS不间断电源, 满足医疗设备的供电时间要求;EPS应急电源, 供应急照明系统。
两路市电与柴油发电机切换方案原则是:第一, 考虑变压器运输问题, 装于避难层的变压器容量建议不大于800k VA;第二, 供给高区的电源可适当调高柴油发电机出口电压, 缓解输电距离长对电压的损失。
二、线缆的选择和敷设
配电线缆选择和敷设主要考虑以下问题:
首先, 消防线缆的选择应符合《建筑设计防火规范》GB50016-2014第10章的要求, 消火栓泵、消防电梯、喷淋泵、加压风机、排烟风机、加压泵和消防控制室等的干线应采用矿物绝缘电缆, 且须采用梯架敷设, 不建议采用槽盒式桥架 (降低载流量, 一味追求外观整齐) 。
其次, 消防配电线缆穿越相邻防火区, 应采取有建筑构件耐火极限的不燃烧材料进行填充和封堵。
消防回路与非消防回路应分开供电, 避免切非时对消防负荷的影响;低压柜消防负荷与非消防负荷低压柜应分开设置, 便于管理。
三、结束语
综上所述, 经过对超高层医院建筑的供电方案比较, 笔者认为150m左右的建筑避难层不需要设置分变电所, 小于250m的建筑可选择方案一, 超过250m的建筑建议选用方案二, 以满足超高层建筑对供电安全、可靠性、前瞻性的要求。
摘要：文章介绍了超高层医院建筑的特点, 探讨了高区变配电站的系统设计要点、设备运输和降噪问题以及配电线缆选择和敷设等问题, 提出了两种不同的设计方案, 以供同行参考。
关键词：超高层医院建筑,变配电系统,设计
参考文献
[1]刘建.医院建设项目供配电系统设计方案探讨[J].中国医院建筑与装备, 2015 (11) .
[2]住房城乡建设部.GB50016-2014建筑设计防火规范[S].北京:中国计划出版社, 2015.
[3]中华人民共和国建设部.JGJ16-2008民用建筑电气设计规范[S].北京:中国建筑工业出版社, 2008.
采区供配电设计规范 篇5
采区供配电设计
6.1.1 采区严禁选用带油电气设备，设备选型应按现行《煤矿安全规程》 的有关规定执行。
6.1.2 采区变电所的位置选择，应符合下列规定：1.采区变电所宜设在采区上(下)山的运输斜巷与回风斜巷之间的联络巷内，或在甩车场附近的巷道内；2.在多煤层的采区中，各分层是否分别设置或集中设置变电所，应经过技术经济比较后择优选择；3.当采用集中设置变电所时，应将变电所设置在稳定的岩(煤)层中。6.1.3 当附近变电所不能满足大巷掘进供电要求时，可利用大巷的联络 巷设置掘进变电所。当大巷为单巷且无联络巷利用时，可采用移动变电站供电。6.1.4 采区变电所硐室的长度大于6m时，应在硐室的两端各设一个出口，并必须有独立的通风系统。
6.1.5 采区变电所硐室，应符合下列规定： 1.硐室尺寸应按设备数量及布置方式确定，一般不预留设备的备用位置；2.硐室必须用不燃性材料支护；3.硐室通道必须装设向外开的防火铁门，铁门上应装设便于关严的通风 孔；4.硐室内不宜设电缆沟，高低压电缆宜吊挂在墙壁上；5.变压器宜与高低压电器设备布置于同一硐室内，不应设专用变压器室；6.硐室门的两侧及顶端应预埋穿电缆的钢管，钢管内径不应小于电缆外径的1.5 倍；7.硐室内应设置固定照明及灭火器。6.I.6 单电源进线的采区变电所，当变压器不超过2台且无高压出线时，可不设置电源进线开关。当变压器超过2 台或有高压出线时，应设置进线开关。6.1.7 双电源进线的采区变电所，应设置电源进线开关。当其正常为一回路供电、另一回路备用时，母线可不分段；当两回路电源同时供电时，母线应分段并设联络开关，正常情况下应分列运行。
6.1.8 由井下主(中央)变电所向采区供电的单回电缆供电线路上串接的采区变电所数不应超过3个。6.2 移动变电站
6.2.1 下列情况宜采用移动变电站供电：1.综采、连采及综掘工作面的供电；2.由采区固定变电所供电困难或不经济时；3.独头大巷掘进、附近无变电所可利用时。
6.2.2 向回采工作面供电的移动变电站及设备列车宜布置在进风巷内，且距工作面的距离宜为100~150m。6.2.3 由采区变电所向移动变电站供电的单回电缆供电线路上，串接的移动变电站数不宜超过3个。不同工作面的移动变电站不应共用电源电缆。6.3 采区低压网络设计
6.3.1 采区低压电缆选型，应符合下列规定：1.1140V设备使用的电缆，应采用带有煤矿矿用产品安全标志的分相屏蔽橡胶绝缘软电缆；2.660V 或380V设备有条件时应使用带有煤矿矿用产品安全标志的分相屏蔽的橡胶绝缘软电缆。固定敷设时可采用铠装聚氯乙烯绝缘铜芯电缆或矿用橡套电缆； 3.移动式和手持式电器设备，应使用专用的矿用橡套电缆；4.采区低压电缆严禁采用铝芯。6.3.2 采区电缆长度计算，应符合下列规定：1.铠装电缆应按所经路径长度的1.05倍计算；2.橡套电缆应按所经路径长度的1.10 倍计算；3.半固定设备的电动机至就地控制开关的电缆长度，宜取5～10m；4.移动设备的电缆除应符合本条第2款的规定外，尚应增加机头部分活动长度3～5m；5.掘进工作面配电点的电源电缆长度，应按设计矿井投产时的标准再加 lOOm 配备，也可按掘进巷道总长的一半计算。电缆截面应满足掘进至终点(或更换电源前)的电压损失要求；6.掘进工作面配电点至掘进设备的电缆长度，应按配电点移动距离考虑，但不宜超过lOOm。
高层建筑供配电设计 篇6
关键词：高层建筑；高压供配电系统；电气设计
高压供配电系统的电气设计是高层建筑的主要内容，而且电气设计关系到整体高层建筑用电的安全，有利于提高用电可靠性。针对高压供配电系统，实行科学的电气设计，优化供配电系统的实际运行，符合高层建筑对高压供电的标准需求，提高供配电系统的安全水平。通过提高电气设计的能力，保障高压供配电的稳定运行，为高层建筑提供高质量的电力供应。
一、高层建筑高压供配电系统的电气设计的原则
高层建筑与普通建筑不同，其在高压供配电系统电气设计方面，需要遵循相关原则，保持高压供配电的稳定状态，发挥电气设计的优质性。
1、安全原则
安全是电气设计的首要原则，同时也是高压供配电系统的运行环境。高压供配电系统本身具备复杂、多样的特点，保障供配电系统科学运行最基础的方式即是为其提供安全环境，强化电气设备的安全性能，提升电气设计的安全性能，还可确保工作人员操作的安全性。
2、简洁特性
高层建筑在电气设计方面，涉及线路、设备比较多，增加使用负担，促使高压供配电系统遵循简洁原则，尽量避开多余线路，保持供配电系统的额定状态，防止系统内出现电气运行过度[1]。除此以外，电气设计还需考虑操作内容，简化操作空间，便于执行各项电气任务，即使供配电系统出现故障，也可清晰发现，避免故障扩大，表现为不可控制。
3、可靠性
高层建筑面临大规模的用户群体，不论是民用还是办公，都需体现可靠价值，在高压供配电系统的电气设计中，需要严格按照电压等级分配，分析实质的电荷分布，保障供配电系统对电能的持续供应，支持高层建筑的高压配电，避免出现供电不足或电压不稳的现象。
二、简述高层建筑高压供配电系统和电气设计之间的相关性
高层建筑建设的过程中，电气是主要的设计内容，而高压供配电系统是电气设计的一部分，通过高效、稳定的电气设计，满足高层建筑对高压供配电系统的具体需求，分析电气设计中高压供配电的主要内容，如下：
1、满足各项设备需求
高压供配电系统电气设计内，设备多种多样，由于多项设备的共同参与和运行，为系统埋下安全隐患，为防止电气设备出现异常运行，系统运行必须满足各项设备的需求。例如：高压环境内，各项设备承载的电荷比较大，特殊性明显，为满足建筑高压供电，利用电气设计，为高压线路的独立电源，提供单独供电，配备高压发电机，同时针对特殊的高压设备，设置应急开关，保障系统安全[2]。高压供配电内的高压设备，在容量上需要达到可观性，特别是独立电源的容量，需要兼容任意线路的容量，保障设备持续供电，避免由于设备容量本身的影响，干扰整体系统运行。
2、确保电气设备的质量
高层建筑高压供配电系统的线路规模，明显较大，受线路线损的影响，干扰电气设备的运行质量，降低高压供应的额定值。因此，在电气设计时，需要综合考虑电气设备的质量问题，提高高压供配电的安全度，例如：在选择高压电缆时，结合高层建筑的高压供配电系统的实际需求，重点评价电缆规格、性能等，符合系统要求，保障线路的高效性，避免线路输送高压时，出现损耗，而且在线路工艺施工时，也要保障接头处的协调性，提高电压通畅度。
3、严格遵循简化原则
简化是高压供配电系统电气设计的一项原则，其在整个相关性设计中，发挥极大作用。第一，为高压供配电系统提供电气设计的依据，约束系统性能，完善系统设计，确保高压设备的正常运行，体现高压独立配电的设计思路；第二，提高高压配电开关的灵活性，供配电系统的设计简化，不会对整体系统造成冗余影响，开关感应灵敏，快速感知系统故障，一旦供配电系统发生运行故障，开关会在极端的时间内完成切换，提高系统安全度；第三，合理规划高压配电系统内的消防设计，消防在电气设计中，占据较大的比重，保持供配电系统的严谨性。
4、设计符合高层建筑的实质
高层建筑处于大规模高压消耗的状态，根据高压的实质需求，电气设计主要分为两个层面。第一，高压配电室的设计，一般位于地下，合理管控高压设备的运行安全，基于设计实质的角度出发，地下设计，既可以满足高压设备的通风散热，还可以稳定高压设备的运行安全，为其提供科学的通道设计；第二，高层建筑楼层内的高压配电室，设置在竖井内，旁边安放高压电缆和配电设备[3]。就目前来说，高压供配电系统的电气设计，趋向于网络状态，更加符合高层建筑的需要，促使供配电系统呈现混合状态，根据楼层高压的需求度，合理分配电压载荷，优化结构电缆。
三、分析高层建筑高压供配电系统的电气设计
根据高层建筑的高压供配电系统的实质，分析电气设计，重点在电气设计的数据、参数方面，实行科学分配。
首先以某办公类高层建筑高压供配电系统的电气设计为例，高层办公建筑基本分为地上和地下两部分，同时配备车库，该办公楼对高压供配电的需求量非常大，高压范围涉及到消防、电梯、照明等系统，基本采用高压电气设计。例如：电路采用高压进线，采用高性能的成套高压配电柜，同时还包括诸多高压动力设备，支持办公楼的正常运行，该办公楼运用四台变压器，规格均为1250kV·A，电气设计为双路常供，地下室内的高压电缆，全部采用密封式结构，或者利用内敷设的方式，一方面保障高压电缆安全，另一方面提高办公楼安全保护的能力。
第二该办公楼利用高计量的设计方式，支持高压供配电，为电气设备提供可靠的高压环境。主要的电气设计为：配电柜设计、高压断路器的安装设计等，此办公楼对电气设计的要求较高，例如：明确区分部分高压设备的安装方式，高压开关、户内箱等设备，基本采用暗装方式，如果为剪力墙方面的高压设备，则可利用明装的方式，因为该办公楼对高压配电系统应用广泛，所以诸多电气设备的安装，充分考虑安全性，合理规划电气设备的安全安装，避免公共电气设备在运用时，可能出现的安全事故。
第三办公楼在高压供配电系统的电气设计方面，系统性表现明显，特别是在高压设备的参数选择上，严格按照电气设计的规范性实施[4]。例如：高压动力设备的线路基本控制在2.54平方毫米，采用暗装方式，规划到墙体或楼板内部；消防管采用SC管，根数<4，保持直径在为20；人防区内高压电缆的电气设计，全部实行密闭处理，人防区域内，人流量大，安全系数低，必须实行硬性安全保护，才可体现电气设计的优质性，发挥电气设计在高压供配电系统内的作用。
结束语：
基于高层建筑建设规模的扩大，社会也会更加重视高压供配电的电气设计，确保供电与配电稳定。实际电气设计中，包含大量数据信息，根据供配电系统的实际运行环境，优化电气设计，控制建筑用电，提出合理的设计方案，改善高层建筑供配电的系统设计，确保高压供配电系统的电气设计的安全性和可靠性，推进高层建设的建设与发展。
参考文献：
[1] 陈志民.探讨高层建筑电气节能设计[J].广东科技，2011，（18）：102
[2] 张宇.高层民用建筑的电气设计[J].黑龙江科技信息，2012，（11）：34-36
[3] 韩锋.浅议高层建筑电气的节能设计[J].科技促进发展，2012，（12）：45-47
高层建筑供配电设计 篇7
1 供配电系统设计概述
作为电力系统中十分重要的构成部分, 供配电系统主要由两个部分构成, 分别是用户变电站与区域变电站, 主要涉及的是电力系统中对电能进行发、输、配、用中的配和用两个环节。在运行的要求以及特点上, 都要与电力系统保持一致。因为高层建筑中的供配电系统, 所要面对的直接就是使用者以及用电设备, 所以其是否具有较好的安全性能就十分的关键。在电气工程的供配电系统里, 功率在流动的方向上一般来说是单向的, 也就是从电源端向用户端流动, 主要的为了把电力系统里的电能利用一定的分配手段以及降压, 而转换成用户所使用的用电设备可以运转的电能。从当前高层建筑的供配电系统来看, 其电压一般是在110KV及之下。所以在设计其供配电系统时, 应该根据其所具有的用电量多少、负荷的性质、, 还有周围区域供电的状况而制定出一个合理科学的设计方案。同时, 还要保证所制定的设计方案不但能够使当前供配电系统的需求得以满足, 还能够从更为长久的方面考虑, 让其在未来具有发展的可能。
2 高层建筑电气工程供配电系统设计应满足的要求
要确保高层建筑供配电系统设计的科学、合理、可行, 就要使其能够满足一定的要求安全。首先, 要确保其具有安全性, 这是供配电系统最为首要的要求。在对供配电系统进行设计时, 必须严格的按照相关的要求和规范, 力争把设备以及人身发生的事故的几率限制在最小。其次, 要确保供配电系统具有可靠性。具有可靠性是高层建筑电气工程供配电系统设计中应该注意的重要要求, 由于供电中断就可以造成生活出现混乱的状态, 造成生产出现停滞, 严重的还会造成设备以及人身安全受到威胁, 导致出现非常严重的政治与经济损失, 因此, 在对供配电系统进行设计, 以及在其运行的过程中都一定要确保其具有供电可靠性的特征。再次, 要确保其电能的质量具有良好的性能。电能质量好与坏主要取决于频率与电压两个指标。我国在电气工程供配电的额定电压和额定频率上都有相应的规定, 尽管允许出现频率或是电压偏差, 但是这样对设备的安全运行和寿命都具有一定的影响, 严重的还会导致产品报废或是减产。因此, 要确保供配电系统不论在任何运行方式下都可以提供很好的电能质量, 而满足用户的需求。第四, 供配电系统的设计应该具有方便和灵活的特征。在对供配电系统进行接线时应该尽量的做到简单, 同时还可以使其可以满足负荷的变化, 可以迅速、快捷的从一种运行状态直接转换至另一种运行状态, 并在转换的过程中不会轻易的出现错误的操作, 可以确保能够正常、方便的进行检修与维护。第五, 供配电系统设计要具有经济性, 使其可以在技术要求得以满足的条件下, 在基建的投资上较少, 同时运行的年费用较低。最后, 设计的方案应具有扩建与发展的可能, 这样可以更好的适应未来建设事业对电压的等级、设备容量以及安装场地要求, 而具有发展的空间。
3 照明负荷的配电网络设计
照明负荷的配电网络主要由配电屏、总配电销、馈电线、分配电箱、分支线等部分构成。首先, 配电屏引出供电电源, 再利用馈电线的干线把电源带入到总照明配电箱, 之后再由总照明配电箱分出若干个支路, 连接到每个分配电箱, 再从每个分配电箱引出若干分支线, 与终端用户的配电箱相连, 进而实现对照明系统的供电, 具体见图1。
4 高层建筑电气工程供配电系统导线的选择
在高层建筑的电气系统当中, 电力线路在其中具有十分重要的作用。其可以传输与分配电能, 成为电能进行分配与传输的载体, 具有的重要作用毋庸置疑。所以, 能否正确的选择导线对于整个建筑的电气系统是否具有安全性来说具有直接的影响。所以, 在对导线进行选择时, 电气设计人员应该严格的遵守相应的规范, 以及导线选择的原则, 在确保安全的条件下最大程度的节省使用的导线。
5 电气设备低压断路器的选择
通常在民用建筑以及企业建筑当中, 处于对照明系统以及供电系统进行保护的目的, 都要应用低压断路器, 进而对主体电器进行控制和保护。和传统的保险丝以及闸刀相比, 低压断路器具有更为健全的功能, 它是当前变电所以及动力照明系统当中应用最为广泛的保护装置。通常状况下, 根据电源的种类能够将其分成直流和交流两种低压断路器;依照其结构能够将其分成封闭和框架式两种低压断路器。另外, 空气开关中安有失压保护, 一旦电网电压降到超过了额定电压的50-60%, 为了不会由于电压过低而造成电动机烧坏等问题的出现, 或是为更好的使电网电压恢复, 不得不对不重要的用户进行切除时, 这时失压保护就会马上启动, 使欠压脱扣器线圈在线电压上并联。而一旦电压恢复正常状态时, 吸住衔铁, 电压降至额定电压的50-60% 时, 以内吸力没有弹簧拉力大, 衔铁撞击就会锁扣, 让触头断开。从上面能够看出, 低压断路器其目的就是实现对线路的保护。然而结合保护对象的不同, 还需要采取一些具有针对性的保护措施。例如, 在变电所使用的低压断路器, 不但应该使其具有低压断路器通用的保护作用, 还还有具有远程进行控制的作用;同时安装在插座线路上的低压断路器还应该具有漏电保护的作用。
6 供配电系统设计中配电箱的设置
根据电气接线的要求, 配电箱应该把开关设备、保护电器、测量仪表以及辅助设备组装到封闭或是半封闭的屏幅或是金属柜上, 进而形成低压配电装置。在正常运行的状况下, 能够通过自动开关或者是手动开关将电路接通或是分断。而当出现不正常运行, 或者是发生故障时, 则可利用其对电路进行切断, 或是进行报警。在各个发、配、变电所中, 通过测量仪表能够使运行中的各种参数得以显示出来, 还能够调整某些电气的参数, 提示或是发出信号以警示其与正常的工作状态相偏离。在高层住宅建筑的照明配电箱中, 其回路的分配应该符合三个方面的要求。首先, 要确保照明系统、客厅、卧室以及厨房、卫生间的插座都能够单独回路供电。其次, 从空调回路上来看, 要将其分成单独的客厅柜式空调回路, 以及另外每两个空调插座作为一个回路。第三, 除了壁挂空调的插座意外, 其他的插座回路都要安置漏电保护开关。
7 供配电系统中选择的插座和开关
作为电气系统的终端, 插座与开关同样时安全用电中不能忽视的构成部分。小小的开关和插座, 对于用户家中的电器设备以及照明灯具等闭合和开启具有掌控作用, 同时也确保家用电器可以在稳定安全的电源中进行连接。一般来看, 一旦开关闭合, 电器设备就应该与电源接通;一旦开关断开, 电器设备就切断供电, 所以, 作为一种具有较高效率的设备, 是否选择合适的开关, 对于火宅的预防具有直接的影响。因此, 选择, 正确的开关能够确保人们的生活、生产安全。
8 电气系统中备用电源的设计
为了能够确保供电的安全, 大部分的一级供电负荷高层建筑通常都应该安置两个相对独立的供电电源。这样能够确保在需要十分重要的用电负荷时, 能能够确保供电的安全和可靠性, 这就要求在设计时应该设计与上面的两个电源相独立的第三个电源作为备用电源进行供电。不论是在国外, 还是在国内的高层建筑当中, 处于备用负荷以及应急负荷的经济和容量, 大部分选用的都是柴油发电机作为自备电源, 以确保在特殊用电时可以更好的满足用电的需求。
参考文献
[1]王宗青.刍议建筑对供配电系统设计的优化设计[J].科技博览, 2015 (25) .
[2]高桂根.高层建筑电气工程供配电系统设计分析[J].价值工程, 2014 (36) .
[3]黄保全.同层建筑供配电系统设计探讨[J].大科技, 2013 (08) .
[4]陈力生, 付辉.高层建筑智能供配电系统设计研究[J].山东工艺技术, 2014 (12) :154-154.
[5]冯家欣.浅谈高层建筑供配电系统存在的问题及对策[J].中国电子商务, 2010 (03) .
高层建筑供配电设计 篇8
城市在不断发展过程中出现了速度越来越快的情况, 而且, 在施工项目数量方面也出现了越来越多的情况, 这样就使得城市在发展过程中出现了很多的高层建筑, 这些建筑的出现对城市发展有一定的影响, 因此, 在进行高层建筑电气设计工作的时候一定要非常认真, 对设计方案要进行反复的推敲, 这样在功效方面能够得到保证, 同时也满足了社会发展对高层建筑的各项需求, 从而更好地促进社会的发展。
和高层建筑物电气相关的用电设施种类很多。室内、楼梯以及安全通道的照明都是电器照明设施;运货电梯以及载客电梯等设施;生活以及消防水泵等排水设施;冷却塔风机与水机组制冷设施;引风设施以及鼓风等锅炉设施;排风设施、冰箱等厨房设施;空调中的送风、回风、风机管盘等送电设施;正压、排烟风机等消防设施。除此之外, 高层建筑的使用功能不一样所需的电量也不一样, 但是总的来讲需要的电量都很大, 还有高层建筑中的消防、客梯、应急等用电都要有自己单独的电源。
高层建筑电气进行设计, 首先需要考虑的就是电力负荷, 如果不对其进行科学而又客观的计算和估计, 那么其精确程度将严重影响到超高层建筑中设备的使用安全。而在进行电力负荷计算的时候, 需要采用负荷密度法或是需要系数法对其进行计算, 这样得到的数据更加真实, 从而为超高层的电气设计奠定良好的基础。此外, 在电气设计时, 为了保障建筑供电的可靠性以及安全性, 必须提供两个或是两个以上的供电电源, 这样才能保证供电的需求。供电电源需要当地的供电部门提供一些必要的支持, 这样才能保证供电能力。在进行供电时, 需要保证两个供电电源同时供电, 将彼此都作为备用电源。
2 高层建筑电气设计中应注意的几个问题
(1) 高层建筑由于需要负荷很多的照明和空调, 再加上运输设备和排水设备非常多, 所以对电的需求量很大, 并且对供电的可靠性要求很高。
(2) 在高层建筑中, 照明与动力基本上不共用干线。动力负荷多采用放射式供电, 照明负荷则多采用母线槽配电, 与动力分开。
(3) 由于在结构上多数采用大柱距, 形成大空间, 使墙面安装的设备增多, 必然使地面管道增多。
(4) 由于建筑构件的预制装配化及干法施工;缩短了施工周期, 而且顶棚一般采用标准化、系统化的吊顶。
(5) 电气设备的管线应采取防火措施。
(6) 空调设备等主要用电设备分散, 多数要求集中管理, 即要求采用电脑管理和监控系统。
(7) 采取防震措施。如配电屏、灯具等电气设备的防震;管线的层间贯通和建筑伸缩缝与沉降缝的耐震处理等。
(8) 消防要求高。由于高层建筑具有高度高, 体量大, 人员密集, 设备多等特点, 具有很多的火灾隐患, 因此对消防要求是很高的。
(9) 电能与企业的经济效益及人们的日常生活息息相关, 因此节约用电是很有必要的, 尤其是在高层建筑中。高层建筑的节电设计方案, 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。
(10) 照明要求。
1) 混合照明:该照明方式是由一般照明和局部照明组成的。通常来讲, 混合照明中一般照明的照度应高于混合照明总照度的5-10%, 同时要求其最低照度高于20lx。如果没有达到这个标准, 很可能因为亮度分布不适当而出现眩光。
2) 事故照明:出现故障全部工作照明都被熄灭后, 供暂时继续工作或供人员疏散用的照明称为事故照明。
3 高低压配电系统的设计
(1) 高压配电系统:一般来说, 现代高层建筑都是采用两路独立的10k V电源同时供电。通常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, 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1000k VA。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。每层楼竖井设层问配电小问。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。
4 高层建筑的节能设计要点
4.1 高层建筑的配电变压器的节能选型设计
在实际工作中, 为了实现变压器的节能目的, 需要对投资与年耗电量等诸多因素进行综合性考虑。通过实践我们知道, 经济合理的配电变压器, 在选型和设计时要根据配电变压器的投资回收年限来最终确定具体型号。一般采用变压器投资费用价差和年耗电的电费价差来获取。
对于配电变压器节能优化选型, 需要依据高层建筑所需的实际电负荷要求, 通常要稍高于变压器最佳负荷来选择型号。达到变压器负荷率保持在70%左右具有最高的经济性。选择相应型号时, 需要首选空载损耗与负载损耗等方面较小的节能型变压器。例如:在选择315k VA的l0k V配电变压器时, 一般选择S13节能型配电变压器, 这种变压器与传统变压器对比可以大大降低负责损耗与空载损耗。对于配电变压器的优化选型设计, 通常首选三角形的立体卷铁芯高效节能经济型配电变压器, 这种变压器已开始逐步取代常规插片式高能耗的配电变压器。该变压器可以很好地提高建筑供配电系统的电能转换效率, 还可以有效降低配电变压器运行能耗。此外, 还能够延长配电变压器的使用寿命。
4.2 高层建筑照明系统的优化节能设计
在荧光灯与高强度气体放电灯进行优化与选型设计中需要满足GB50034-2004《建筑照明设计标准》中的相关技术规定。同时, 需严格控制照明系统的相关节能指标。通常在高层建筑照明系统中采用智能化自动控制系统。一旦将智能化控制系统和高层建筑照明性能有效结合, 就可大幅提高系统的照明质量, 有效的提高照明的人性化服务水平。同时, 智能照明系统能有效根据具体环境中的温湿度与自然光照情况, 通过科学分析后制定出节能效果明显的控制方案。从而使照明系统的控制更为准确、更加精细。并且能够很好地提高建筑照明系统电能转换效率最终实现节能设计目标。
4.3 高层建筑中电机拖动系统的节能设计
通常, 电机拖动系统产生的能耗占所有电器能耗90%以上。并且多数拖动系统电能转换利用效率很低。实现节能降耗可以在电机拖动系统中多做文章。一般对于200k W以下选择低压电机可以大大降低投资。而355k W或者以上功率的电机必须选择高压电。而在200~355k W范围之间的, 需要综合考虑技术、投资与运行节能的经济性等诸多因素。最终确定更为节能的电机实际功率。这就需要结合建筑电机拖动系统具体情况, 选用适用的变频调速与软启动等先进控制方案。做到对电机拖动系统控制模式的科学优化设计, 最终实现该系统运行的高效与节能。
5 结束语
随着城市现代化进程的推进速度越来越快, 高层建筑在我国各城市特别是大城市得到迅速发展, 在进行高层建筑电气设计工作的时候一定要非常认真, 对设计方案要进行反复的推敲, 其负荷容量计算是否准确, 供电电源选择及变配电所布置是否合理, 供配电系统是否经济, 运行是否能保持稳定、安全等方面, 将决定其最终成果的优劣。这样才能在功效方面能够得到保证, 同时也满足了社会发展对高层建筑的各项需求。
参考文献
[1]曾德慧.高层建筑低压配电系统漏电的火灾危险性及其防范措施研究[J].科技信息, 2010 (29) .
[2]秦红梅.高层建筑电气设计中有关消防设备的设置与控制等问题的探讨[J].中华民居 (下旬刊) , 2013 (11) .
[3]王宏伟.高层建筑电气设计中低压配电系统安全性探讨[J].科技创新与应用, 2012 (22) .
[4]曹剑锋.火力发电厂电气设计中低压配电系统安全性探讨[J].科技创新与应用, 2014 (14) .
试论建筑物供配电接地设计 篇9
随着相关单位加大了对建筑物安全意识的防范, 建筑物供配电接地系统也就变得越来越重要了。因为建筑物供配电接地是一项系统性、综合性的问题, 需要根据建筑物的结构、用电设备、电网结构以及供电系统的可靠性等选择出一套合理的供配电接地方式, 这样才能更好的确保人类和建筑物的安全、可靠。不管待建建筑物用于何处, 其建筑物供配电接地一直是设计师和建筑者们亟待考虑和解决的问题, 随着建筑物功能的多样化、结构的多样化, 也就促进了配电接地方式的多样化。尤其是最近几年, 相关部门对建筑物供配电的接地系统提出了更高的要求。在出台了一系列的规章制度用于规范建筑物的配电设备和配电接地的同时, 也尽最大可能地为用户营造了一个良好的居住环境。下面, 我们将会对建筑物供配电的接地原理、接地方式和潜在的主要问题进行介绍, 以更好的为后人提供借鉴。
一、建筑物供配电接地的基本原理
建筑物供配电接地不仅事关建筑物和居民的安全问题, 同时也是一种非常重要的经济和技术问题。建筑物供配电接地的基本原理是采取一些措施, 用于防止建筑物的配电装置、线杆塔线以及电气设备的技术外套等带电对人造成的潜在威胁。高层建筑物中不合理的接地现象时常发生, 究其原因主要是建筑物设计人员、施工人员以及业主本人缺乏一定的防电、防灾、减灾意识。除此之外, 就是建筑物供配电接地设计图纸过于简单化、施工过程中并未委派专门的监督人员进行监管、竣工之后未对其进行严格的验收等。由于建筑物建设过程中不合理的配电接地导致雷击、起火、触电事故频发, 严重危及着广大人民的生命财产安全。很多事故的发生都是由于对建筑物接地问题缺乏一定的重视, 直接造成了巨大的经济损失。如果从这些损失中拿出5%~10%的资金用于建筑物供配电接地问题, 将有效避免很多事故的发生, 可以为国家和业主节省更好的灾难支付。因此, 相关部门要对其给予高度的重视, 以更好的维护国家和业主的利益。
二、常见的几类接地系统
1. TN-C接地系统
TN-C接地系统又被业内人士称之为三相四线系统, 该系统中保护接地线PE和中性线N合而为一, 即所谓的PEN线。TN-C接地系统虽然具有线路设计简单、对故障的灵敏度比较高、防雷效果比较理想, 但是其一般只能应用于三相负荷相对比较平衡的场所。如今的高楼大厦内部单相负荷的使用范围比较广泛, 因此很难达到三相符合平衡的现象。PEN线中存在的非平衡电流, 再加上由于荧光灯、电子设备等引起的高次谐波电流, 会导致它们在中性线N上进行叠加, 引起中性线产生波动电压。并且相应的电流也会波荡起伏, 缺乏一定的稳定性。这种现象不仅会导致仪器设备的外套带上一定的电流, 威胁人类的生命安全, 而且也很难得到一个比较理想的电位基准点, 影响一些精密设备的正常运行。因此, TN-C接地方式不能很好的作为建筑大楼的供配电接地系统。
2. TN-S接地系统
TN-S接地系统属于一种三相四线外加PE线的配电接地系统, 该接地系统一般适用于建筑物内部设有自身的变配电所时。TN-S接地系统只在保护接地线PE、中性线N之间具有电气连接, 其余地方不会存在共同接地现象, 该系统有效的提高了业主居住的安全性。一般建筑物中的保护接地线是不带电的, 而中性线带有一定的电流。该系统拥有安全、可靠的基准电位, 该类接地系统一般适用于没有特殊规范和要求的计算机等类型的电子设备之中。
3. TN-C-S接地系统
TN-C-S接地系统是由两个不同的接地系统共同组成的, 分别是TN-C接地系统和TN-S接地系统, 它们之间的分界点位于PE线和N线的连接点处。TN-C-S接地系统一般应用于具有区域变电所的建筑物之中, 在进入用户电网之前属于TN-C接地系统。进入建筑物时要做重复接地, 最后变为TN-S接地系统。TN-C-S接地系统具备了TN-C接地系统和TN-S接地系统的多种优点, 可以说, 该系统能够更好的适用于建筑物之中, 并得到了国内外的广泛关注。
4. TT接地系统
TT接地系统通常情况下又被称为三相四线接地体系, 此类系统比较适用于公共电网为建筑物提供电源的地方。TT接地系统具有保护接地线PE和中性线N没有电气连接的特点, 即保护PE线接地和中性线N接地是彼此分开的。TT接地系统在正常运行的情况下, 不管三相负荷是否平衡, 一旦中性线N带电了, 保护接地线PE将不会带电。只有在单相接地发生一定故障时, 并且未能对故障进行及时、有效的解决时, 才会最终导致仪器设备的外壳带有一定的电流, 威胁业主及他人的安全。TT接地系统正常运行过程中与TN-S接地系统具有一定的相似性, TT接地系统同样能够获得合格的基准接地电位, 并能确保建筑物中人与物的安全。随着我国漏电现象的不断出现, 该系统能够很好的避免这些漏电现象的发生, 在各类建筑物中得到了广泛的应用。
5. IT接地系统
IT接地系统属于一种三相三线的接地方式, 这类系统的变压器通常是不接地的, 偶尔接地也会进行阻抗处理, 没有中性线N, 并且保护接地线PE通常是各自独立实现接地的。IT接地系统的特点是, 当发生一相接地时, 其设备外壳不会带有较大的故障电流, 保证了相关设备、系统的正常运行;其缺点主要是不能很好的配出中性线N。因此, 该类接地系统不能很好的适用于大量单相设备的建筑物。
三、建筑物配电的工作、防雷、保护接地设计
1. 工作接地系统的设计
(1) 交流工作接地
建筑物中交流工作的接地一般是指交流电配送过程中的中性点接地现象。如果建筑物的供电系统来源于附近地区的变电所时, 这时的接地环节就在区域的变电所内部完成。当把变电所中的电流引进建筑物时, 要求PEN线能够实现重复接地。建筑物中的交流工作接地一般采用比较独立的接地体, 并且要求接地电阻小于4Ω。但是使用的接地体是共用接地体时, 则要求其接地电阻不大于1Ω。在我国的各类高层建筑物中一般采用共同的接地体, 其能够很好的满足工作接地系统的要求。
(2) 直流工作接地
直流接地的应用范围比较广泛, 主要用于计算机机房、消防控制室、BA机房、监控中心通信机房以及广播音响机房等地方, 直流工作接地要求接地电阻小于4Ω。当采用共同接地体时, 要求其接地电阻不大于1Ω, 但是特殊情况除外。对于一些弱点系统设备, 则要求其采用单独的接地方式。并与建筑物的防雷接地很好的分离开, 避免期间发生一定的干扰, 继而影响各自的接地效果。如今的城市建筑比较密集, 很难达到上述的要求。因此, 要求相关设计和研发人员尽可能的创造出一套合理的接地体系, 有效的解决上述现象, 以更好的满足时代发展需求。
2. 建筑物配电的防雷接地设计
建筑物配电的防雷接地关系着建筑物及业主的生命财产安全, 因为阴雨、雷击天气极易导致建筑物发生雷击现象, 严重的影响了业主们的正常生活和工作。根据国家相关规范和标准, 我们一般将建筑物的防雷保护划分为三个不同的等级, 并且建筑物一般采用二级的防雷保护设计。如果建筑物中存放的是易燃易爆的危险物品, 则应该采用一级建筑物的防雷设计。
所有建筑物外部裸露的管道和金属器件都要借助一定的设备与建筑物的避雷设备有效的连接在一起, 避免雷击现象发生, 建筑物上安装的接闪器同样要与避雷线连接在一起。建筑物中, 一般将钢筋混凝土中的钢筋作为避雷的下线, 同时选作下线的钢筋一般直径大于12 mm, 并且任意两个下线的连接都要采用绑扎法和焊接法使它们连接在一起。在建筑物周围安装引下线时, 要在其适当的部位设置相关的观测点, 并将同等电位的连接板连接在一起。建筑物引下线时, 要将其上端同建筑物的避雷设备焊接在一起。同时下端也要同相应的接地体焊接在一起, 以达到很好的避雷效果。建筑物引下线具有多方面的设计优点, 而且节省材料、施工起来比较便利、不会对建筑物造成损坏。
3. 保护接地系统的设计
(1) 保护接地系统方式
建筑物保护接地系统的方式比较多, 具体主要包括TN-C、TN-S、TN-C-S、TT、IT等五类接地方式, 而且它们都包含中性线N和保护接地线PE两部分。上述的五类接地方式中, TN-S属于三相四线接地系统, 并且具有多方面的优点, 因此得到了智能建筑物和高层建筑物的广泛采用。
(2) TN-S保护接地系统的设计
建筑物中的TN-S保护接地系统一般是由PE母排、PE端子排、PE端子排、放射性接地引线以及各类被保护的设备等组成的。该保护接地系统一般和防雷接地和工作接地共用一个接地体, 并且要求其接地电阻小于1Ω。
四、建筑物供配电接地的注意事项
1. 建筑物范围内的草坪灯、路灯的电源供应应该由建筑物本身的变电站供应, 并且要对其进行集中、合理的管理。
2. 建筑物的电缆外网要将一个方向的电缆放在同一个电缆沟中, 有利于后期的管理和维护。同时要求电缆沟沿着建筑物的一侧开掘, 尽可能缩短开掘路径, 对于车辆的过道要采取相应的保护措施, 同时还要有效的和弱电箱分离开来。
3. 对于建筑物的π接箱要对其进行美化处理, 以更好的提升建筑物的整体观赏性。
五、结语
综上所述, 为了更好的确保现代建筑物的供配电安全, 保证电气设备的正常运行, 应要求相关设计人员和研究人员根据建筑物本身的特点以及电气设备的运转情况进行分析。以便尽可能地为其选用合适的供配电接地方式, 保障建筑物及业主的安全性。
摘要：随着我国建筑行业和电力系统的不断发展, 加强建筑物供配电接地设计对于建筑物的建设以及居民的生命安全具有重要的作用。本文对建筑物供配电接地的类型及潜在问题进行了分析, 为以后的设计人员提供了很好的借鉴。
关键词：建筑物,供配电,接地,设计
参考文献
[1]马晓文.大型建筑群的供配电设计可靠性浅析[J].中国科技纵横, 2011 (10) .
[2]段培永.低压供配电线路故障电弧检测方法[J].消防科学与技术, 2011 (07) .
[3]廖凤玲.大型综合体建筑的供配电设计研究[J].城市建设理论研究 (电子版) , 2013 (17) .
关于民用建筑供配电设计问题探讨 篇10
1民用建筑供配电设计中常见的问题
很多对民用建筑供配电的设计人员不能全面了解和掌握设计原则, 对一些先进理念理解不透, 在设计中不能用先进的方法指导工作, 过分遵循规范条文, 使设计思路落后, 设计产品不合理, 在使用中, 导致资源浪费、投资过高、安全隐患过多、使用不便等, 这在民用建筑供配电设计中是经常出现的问题, 那么经过系统的总结, 主要问题表现如下:
1.1缺乏对相关规范的了解
最新颁布并实施的《住宅建筑电气设计规范》中明确规定:当配变电所设在住宅建筑内时, 配变电所不应设在住户正上方或正下方、贴邻和住宅建筑疏散出口的两侧, 不应该设置在住宅建筑低下的最底层。我国《10k V及以下变电所涉及规范》中对相关问题做了明文规定:变配电房要保证干燥, 不能靠近浴室、地下室、厕所等区域, 这样的地方较为潮湿, 一定要在设计时远离这些场所, 确保供电安全可靠性。但事实上却是, 民用建筑小区住宅楼在设计时通常将电配电房安排在一层, 楼上的卫生间位置设置夹层, 这种设计会导致屏蔽变差、降噪效果不好, 往往会出现楼上住户频繁投诉, 造成了许多被动。
1.2供电设备的设置不符合规范
根据我国《民用建筑电气设计规范》规定:如果消防用电负荷达到二级并采用交流电源供电的时候, 多会使用双回路树干式供电模式, 同时, 要严格消防要求, 实现防火分区设置, 形成能够自动切换到照明配电箱的能力。如果是集中蓄电池或灯具内附电池组, 则需要使用单回线路树干式供电的模式, 同时, 依据防火分区设置要求, 能够自动控制接到应急照明配电箱中。设计思路非常科学合理, 但实际设计时, 却出现了变更, 主要是设计人员对规范理解不够, 出现了偏差, 往往会在住宅楼消防电梯前室一两个应急灯单独设置双电源切换箱, 设计上较为浪费, 有一些在每层每个防火分区都设置应急照明配电箱, 这样做更加不合理。
1.3选择电缆及导体截面时考虑不周
民用建筑供配电设计的时候, 多数设计人员对电缆及导体截面选择不合理, 只顾及到负荷计算出的电流量, 使其符合标准要求, 但是并没有从全面考虑到用电设备端电压和远距离供电的问题, 比如说, 高层民用建筑中的电梯、建筑屋顶小风机等设备则属于这种情况。电能在传输过程中, 线路电压会遭到一定的损失, 这是必然的现象, 电能传输到用电设备端的时候, 电压已经无法满足电压偏差与电机启动要求。我国《供配电系统设计规范》中明确规定:对用电设备端电压的偏差允许值有一定的要求, 一般照明±5%, 应急、道路、警卫等照明需要保持为+5%、-10%。而对于其他用电设备而言, 如果没有特殊的规定, 则应为±5%, 只有充分按照标准进行设计, 才能满足用电需求。
1.4电梯井道的照明供电及检修插座设置不合理
电梯是关键部位, 那么在实际设计工作中, 一些设计人员不能全面掌握现场情况, 出现了盲目设计和不合理设计的问题, 设计人员过分相信厂家人员, 为了省事, 会对电梯设计进行说明, 使电梯井道照明供电及检修用插座设置不能自主完成, 委托给电梯厂家统一做完, 虽然是配套设计, 但是, 这样做并不科学也不合理, 因为电梯厂家对建筑整体结构不了解, 更不可能看到全部的施工图纸, 不懂得建筑设计意图与功能, 更对建筑整体供配电设置情况不了解, 建筑内的电路分配、走向、作用均不清晰, 如果由他们设计, 则会导致不合理的问题, 使建筑电路分布无法达到设计标准化要求, 设计上的不科学则会在使用中给用户用电带来许多不安定因素, 容易出现问题。
2民用建筑供配电设计中注意事项及相关问题的解决方式
2.1配电系统的注意事项
我国出台了《住宅设计规范》里有明确规定, 对民用建筑住宅供电需要使用TN-S、TT、TN-C-S三种接地方法。高层电梯住宅附有配电所时要使用TN-S系统, 居民小区建筑由小区变配电站统一进行配电, 可以采取TN-C-S系统。在进行设计时, 需按照标准规范进行, 对不同的系统做好不同的设置, 这样才能发挥其功能, 保证用电安全可靠性。
2.2室内部分设计注意事项
民用建筑需要进行装饰装修, 那么在进行装修时, 需要全面考虑到用电需要。一般的家庭室内有热水器、浴霸、厨房燃气报警器等, 这些插座必须要科学合理, 在配置上形成搭配。比如说, 浴霸用电量较大, 由于类型不同, 可以分为两头、三头、四头等灯型, 那么这种情况下, 就需要考虑到单相三极插头的配套的开关是否符合用电需要;电热水器也需要做好提前设计, 配备三极插头预留单相三极防漏插座, 这样才能确保电器安全, 满足人们使用。
2.3入户的电源进线注意事项
家电用量不断增加, 这就导致了民用电量的增长, 大型电器设备进入住宅, 特别是冰箱、中央空调、电热水器等电气设备越来越多。在设计时一定要全面考虑到, 需要注意家庭用小型中央空调系统是由风机盘管及空调主机共同构成的整体, 二者用电不一样, 风机盘管电压需要保证是220V, 空调的主机电压则为380V, 不同的用电方式, 就需要做好供配电设计, 在进行设计时, 必须注意住宅电源情况, 一般情况下, 需要选择三相电源做好进线处理, 回路应选择设置成一路三相断路器, 这样才能带动中央空调主机, 使用起来才能安全。
总之, 社会经济的快速发展, 使我国民用建筑不断完善与发展, 功能越来越先进, 这就直接要求民用建筑供配电设计要向科学合理化迈进, 供配电设计需要引起业内关注, 通过良好的规范设计, 使居民用电更加稳定, 全面满足未来发展, 实现民用建筑供配电经济、可靠和安全。
摘要：随着社会的发展, 人民的生活水平不断提高, 向小康社会不断迈进的进程中, 城市化建设能力不断增强, 这就进一步促进了我国建筑业快速发展。不同功能与作用的建筑工程与日俱增, 民用建筑工程项目是所有建筑项目中占比较大的工程类型, 关系到人民的生活水平与质量。近年来, 民用建筑供配电系统得到了人们的普遍关注, 其运行的安全性、可靠性、经济性越发显得重要, 但通过实际操作, 民用建筑供配电设计中还有许多不足, 这些问题直接导致民用建筑供配电设计埋下许多不安定因素和安全隐患。文章主要通过对民用建筑供配电设计中存在的问题进行分析, 进一步提出相应对策。
关键词：民用建筑,供配电设计,问题,解决对策
参考文献
[1]曾盛敏.浅谈民用建筑配电系统中的相关技术应用[J].广东科技, 2007 (1) .
[2]张春强.大型居住小区10k V高压供配电系统的设计[J].中国高新技术企业, 2012 (1) .
浅谈高层住宅低压供配电系统设计 篇11
关键词：高层住宅；低压供配电；系统设计
中图分类号：U224 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2013）35-0025-02
随着我国城市化进程的加快，城市住宅逐渐向高层化发展。高层住宅的供配电系统负荷容量大、用电的设备较多、对供电的安全可靠性要求也很高，就当前我国的高层住宅的供配电系统来说，其运行过程中还存在着许多的问题。因此，如何能够设计出一套安全、可靠且合理的供配电系统，以便满足住户的用电需求呢？
1 高层住宅的供配电系统现状
伴随着我国社会经济的快速发展，人们的生活水平逐渐提高，无论人们的日常生活还是工业生产，都需要大量的用电供应。当前，我国高层住宅中有许多供配电系统设计都存在着一定的问题，不能满足高层住宅的整体用电需求。随着城市的繁荣发展，我国高层住宅的建设也在逐渐增多，在部分高层住宅中，因为供电系统使用的时间过长，经常会出现各种问题，有些高层住宅的供配电系统已经承载不了整个住宅楼的负荷。
2 高层住宅的低压电源配置
2.1 高层住宅低压电源配置的原则
2.1.1 非消防一、二级负荷供电的要求。一级负荷应该由双重电源来供电，当其中一个电源出现故障时，另一个电源不会受到损坏，可以继续供电。在一级负荷中，特别重要的负荷除了由双重电源来供电，还可以增设备用电源。但需要注意的是，不可以将其他负荷接入备用供电系统。二级负荷应该由两个回线路进行同时供电，以确保电量供应充足。
2.1.2 民用建筑供电要求。消防用电负荷为一级时，应该由主电源与备用电源或者城市电网中与主电源分离的专用回路的双电源来进行供电。当消防用电负荷为二级时，应该由主电源与变电系统或者提供备用电源的双回路的电源来供电。为消防用电设备提供双重电源时，可以将任一回路设置成主电源，当主电源出现断电情况时，另一电源应自动地进行供电。高层住宅的消防配电系统应该设置在住宅的电源线处或者是配变电所处，其备用电源也应和主配电装置分开设置，当无法实现分开设置时，需要同主电源并列设置，在两者的分解处应该设置防火隔断，配电装置应该有明确的标注。
2.2 高层住宅的低压供电系统的配置方案
采用一路电源，一台变压器，把低压单母线分段，设置应急备用电源，使其能够满足消防负荷与非消防负荷的用电量。该方案适用于普通的高层住宅，而不适用于超大负荷的高层住宅。该方案满足了规范化的要求，但是由于应急备用电源的容量要求较大，投资也相对来说较高。
两路独立电源与两台变压器进行分列运行，将低压单母线进行分段，设置应急备用电源。该方案能够最大限度保证供电的可靠性，适用于一类高层住宅，尤其是负荷量大的高层住宅。
采用一路电源，一台变压器，把低压单母线进行分段，同时由变压器的低压侧引出两回路电源，分别接入不同的低压母线段，设置自备应急电源备用，其容量应该满足消防负荷用电。该方案可适用于二类的高层住宅。
使用两路电源，两台变压器，低压设置一般负荷母线以及重要负荷母线，需要注意的是，这两个母线要分开。两路电源为独立电源的时候，该方案适用于没有重要负荷的高层住宅。若两路电源不是独立电源时，则该方案适用于二类的高层住宅。该种方案系统结构较为简单，负荷关系也较明确，便于维护及管理，但是其供电可靠性不高。
3 高层住宅低压供配电系统
3.1 低压配电系统设计应注意的事项
在高层住宅中，低压配电系统的设计要将照明、电力、消防以及防灾用电负荷使之分别自成系统。消防负荷应该在高层住宅的进线处设置独立的配电装置，当有火灾发生时，便于消防人员能够在最短的时间内切断消防负荷电源。在高层住宅的供配电系统设计中，应对低压配电级数进行合理的控制，一般不应该超过三级。值得注意的是，在减少配电技术时，不可以盲目地将部分配电箱总开关由短路器换成隔离开关，这样是达不到控制级数的效果的。配电箱的设置与配电回路的划分，应该依据防火区分、负荷性质、密度以及管理维护等条件进行综合的分析。
3.2 高层住宅常用的低压配电方式
3.2.1 放射式。在高层住宅中也常采用放射式低压配电，该方式适用于重要用电负荷与消防设施中，即使用专门的垂直干线回路。该回路与应急备用回路应是相互独立的，不共管也不共线，可以将两个回路在末端的配电箱进行自动切换。
3.2.2 树干式。树干式的配电方式，通常是将高层住宅的各层配电箱设置于电气竖井内，这样可以通过插接式封闭母线槽、预分支电缆或者电缆穿刺线夹来进行分支。树干式配电方法适用于楼层较高、数量较多、负荷较大的高层住宅，该方式不仅可以大量减少低压配电屏数量，而且便于安装和维护。
3.2.3 分区树干式。分区树干式的配电方法采用的是每个回路干线对应一个供电区域，这种供电方式具有一定的可靠性。在分区树干式中，每个回路干线所对应的的层数为5～6层。对于城市中的高层住宅来讲，因为涉及的楼层较多，所以对应的层数可以适当地进行调整，但注意最多不要超过10层。
3.3 高层住宅低压供配电系统设计
对高层住宅的用电负荷进行计算时，应根据住宅中每个住户的综合用电指标作为参数。在计算的过程中，要综合考虑高层住宅的所在地能源组成、气候特点、用电负荷的发展趋势以及用电负荷计算容量等因素。在每套高层住宅中，都应该安装允许过载量不小于4倍的电能计量装置，并且把该装置设置在电气竖井内或者住户的门外公共的地方。干线系统应按照高层住宅的层数、住宅的平面组合方式以及计费的方式，采取不同的方法来进行电能计量。高层住宅中的楼道和消防等设施的电源和干线，都应该依据我国当前实行的相关防火规范来设计。其中，应急备用电源或者两路干线，应在末端的配电箱进行自动
切换。
4 结语
伴随着城市的不断发展，高层住宅日渐增多，住户用电量也在逐渐增长，对于高层住宅来说，低压供配电系统可以说是一项复杂的工程。当前，在高层住宅中低压供配电系统的设计还存在着各种问题，等待人们去逐渐完善。在具体的供配电系统中，应该掌握各类规范的要求，并结合各种因素才能设计出合理的配电方案。不断地完善高层住宅低压供配电系统，可以保证住户用电的安全性与可靠性，为城市的建设与进一步发展提供有力的保障。
参考文献
[1] 孙晓红.住宅低压供配电系统设计探讨[J].城市建设
理论研究，2011，（21）.
[2] 黄南飞.高层建筑供配电系统节能设计技术要点探讨
[J].科技与企业，2012，（12）.
[3] 顾超，王洪伟.浅谈高层住宅低压供配电系统设计
[J].科技信息，2012，（28）.
[4] 熊英，才华.某小区住宅供配电系统设计[J].科技传
播，2012，（5）.
民用建筑供配电工程设计研究 篇12
关键词：民用建筑,供配电,负荷计算,配电模式
由于民用建筑人口集中、楼房之间有较大的空间, 存在众多曲径、多样化用电设备等。因此, 民用建筑供配电工程设计具有更高的复杂性, 必须根据生活用电特点设计安全、可靠的供配电方案[1]。
1 民用建筑供配电工程的总体电气设计
1.1 民用建筑电气设计的原则
民用建筑电气设计必须贯彻执行国家有关工程的政策和法令, 应当符合现行的国家标准和设计规范。电气设计还应遵守有关行业、部门和地区的特殊规定和规程。在上述的前提下力求贯彻以下原则:
应当满足使用要求和保证“安全用电”;
确立技术先进、经济合理、管理方便的方案;
设计应适当留有发展的余地;
设计应符合现行的国家标准和设计规范。
1.2 电气设计的程序
民用建筑电气设计主要包括初步设计阶段与施工图纸设计阶段。其中初步设计阶段的主要工作是:了解和确定建设单位的用电要求;落实供电电源及配电方案;确定工程的设计项目;施工图纸设计阶段, 根据对比与遴选出的最终设计方案, 其中涉及设计方案中规定的设计目标、规范、技术细节等供配电工程设计文本, 开展下一步可执行的施工程序与步骤设计, 进行基础性的用电负荷计算;确定供配电设备容量与类型;编制出施工图设计文件等。
2 民用建筑用电负荷计算
民用建筑的负荷计算是为了确定建筑物的用电计算负荷, 以便正确合理地选择电气设备和器材, 并为进行无功补偿提供依据。
本文以照明用电负荷计算为例进行介绍。测算住户照明用电负荷的方法有两种:
(1) 单位指标法
假设待计算的总用电负荷为Pjs (适用于照明及家用电负荷) , 则给予单位指标法的计算公式为:
1) 式中, Pei为单位用电指标, Ni为单位数量, 如户数。
2) 单位面积法, 按单位面积法计算负荷, 其表达式为:
(2) 式中, PM为实际最大负荷, 单位为k W, Ped为单位面积计算负荷, 单位为W/m2, S为小区总面积, 单位为m2。η为同时系数。
确定用电负荷是进一步完成供配电设备容量与类型选择的基础。为了保证供配电过程的安全性与可靠性, 在计算用电负荷时还需要给出一定的安全余量, 具体操作根据实际工程需要决定。
3 供配电设备与模式选择
供配电设备选型需要根据用电过程的安全性、可靠性以及经济性来完成, 具体操作如下。
3.1 供配电设备的选择方式
考虑到供配电过程可能处于正常工作模式、短路过流工作方式、电压不稳定工作方式等多种情况, 因此需要综合多种情况可能性, 给出恰当、可靠的供配电设备选型。
1) 按工作电压选择电气设备
考虑电压不稳定条件下, 根据一般家用电器允许的最高工作电压为设备额定电压的1.1~1.15倍进行计算, 这里可以将供配电设备的额定容量定为家用电器处于电压波动下的峰值即额定电压的1.15倍。
2) 按工作电流选择电气设备
电气设备的额定电流IN是指在规定的环境温度下, 设备的长期允许通过电流。IN不应小于该回路的最大持续工作电流。
3) 按环境条件选择
按照设备的装置地点、使用条件、检修和运行等要求选择导体、电器的种类和形式。
3.2 变压器容量计算与选型
民用建筑尤其是高层建筑用电负荷大, 大部分变压器长年接入电网运行, 变压器的长期累计损耗相当可观。因此, 研究变压器损耗与负荷率的关系, 合理地决定变压器额定容量、类型对于安全、高效用电非常重要。
假设X#楼负荷计算结果为下表1:
则X#楼的箱式变压器选择为:根据负荷计算, 实际运行后负荷功率为:421.3k W, 负荷电流为638.61A;依据有关变压器运行规范及规程中的规定, 确保变压器安全、经济、可靠运行的条件, 应选择630k VA电力变压器做为#1箱式变的供电电源;此时变压器运行负荷率可达66.8%[2]。
目前应用于民用建筑供配电工程的配电变压器类型主要包括油浸式配电变压器S9系列配电变压器以及S11系列配电变压器等类型, 根据民用供配电要求, 综合考虑到经济型与安全可靠配电需求, 这里建议选用S9系列配电变压器, 结合以上变压器容量需求计算结果, X#楼选择使用S9-630k VA 10/0.4k V型配电变压器[3]。
4 供配电工程电气施工制图
电气施工图包括以下内容和图样:
1) 设计说明。制定的设计说明包括拟采用的配电模式、负荷等级、线路走线、用电安全设计及施工细节比如电气安装高度、电器设备安装注意事项、施工安全规范等。
2) 主要材料设备表。包括工程所需的各种设备、管材、导线等名称、型号、规格、数量等。设备材料表上所列的主要材料的数量, 由于与工程量的计算方法和要求不同, 不能作为工程量编制预算的依据, 只能作为参考数量。
3) 配电系统图。又称“电气原理图”, 用来完整性、系统性的展示配电主设备以及附属设备之间的关联以及线路连接, 同时也能反映各个设备部件之间的电信号走向。系统图不表示电气线路中各种设备的具体情况、安装位置和接线方式。
系统图有变、配电系统图, 动力系统图, 照明系统图, 弱电系统图等。内容包括:整个配电系统的连接方式, 从主干线至各分支回路的路数;主要变、配电设备的名称、型号、规格及数量;主干线路及主要分支线路的敷设方式、型号、规格。
4) 电气平面图。表示电气线路和电气设备平面布置的图纸, 也是进行电气安装的重要依据。平面图可以表示电气线路中各种设备的具体情况、安装位置和接线方式, 但不表示电气设备的具体形状。内容包括:建筑物的平面布置、轴线分布、尺寸以及图纸比例;各种变配电设备的编号、名称, 各种用电设备的名称、型号, 以及它们在平面图上的位置;各种配电线路的起点、敷设方式、型号、规格、根数, 以及在建筑物中的走向、平面和垂直位置;建筑物和电气设备防雷、接地的安装方式以及在平面图上的位置。
参考文献
[1]李兵, 程大章.民用建筑供配电可靠性分析[J].电工技术杂志, 2003, 12:34-38.
[2]李炳华, 刘文坤.民用建筑中供配电系统若干问题的再思考[J].建筑电气, 2010, 12:3-8.