魏 清 河

(山西中创建筑设计有限公司，山西 太原 030013)

谈高层建筑供配电系统的设计

魏 清 河

(山西中创建筑设计有限公司，山西 太原 030013)

为了不断完善和加强当前高层建筑的供配电系统，从高层建筑供配电系统的设计要求出发，立足于高层建筑供配电的系统设计探究，并就现阶段大部分高层建筑供配电系统的常见设计方法作了简单的介绍，以满足高层用电的需求。

高层建筑，供配电系统，设计

随着我国房地产业的不断升温，一些高层建筑也如雨后春笋一样拔地而起。大量的高层建筑在我国社会经济和人民生活等各个方面都发挥着重要作用。当今社会的进步和发展也使得人们对于用电需求不断提升，供配电系统的设计成为供配电安全可靠运行的重要基础。这是因为供配电系统发生安全问题，对于人力、财力和物力的损害无法估计。而高层建筑又因为其密度大、建筑楼层高的特点使得其对供配电系统的安全性和可靠性又提出了新的要求和挑战。所以，基于高层建筑的重要性和特殊性，探究高层建筑供配电系统的设计显得尤为重要。

1 高层建筑供配电系统的设计需求

1)满足供电电源的可靠性。供配电系统的供电电源可靠性是高层建筑供配电系统中最为基础的设计要求。这是因为高层建筑物大多人员密集，且造价较高。供电电源的可靠性在很大程度上影响到了建筑物中人员生活或者生产的相关设备的运行安全。而且，针对现阶段高层建筑火灾救援形势严峻的特点，大部分高层建筑主要采取的还是自身消防设施灭火和安全通道疏散人员。这其中，高层建筑自身的消防灭火设施是万万不能离开供电电源的。一旦供电电源的可靠性不能实现，火灾发生之后整套与消防灭火相关的诸如淋水系统、消防电梯、消防照明、消防报警设备等就不能充分发挥作用。而且，高层建筑物大多采用的是电梯，一旦供电电源不可靠，电梯极易出现由于电源供给不充足的故障，给高层建筑物中的人员生活和其他活动展开带来阻碍。所以，满足供电电源的可靠性对于高层建筑灭火、高层建筑生活、高层建筑企业的正常运营都是相当重要的。

2)保障供电的持续性和电源时间性。一般而言，针对电网可以提供两个独立电源的部分高层建筑来说，其基本可以满足一级和二级负荷的要求。但是，由于高层建筑与普通建筑不同，其内部具有相当重要的负荷。这就需要充分考虑到一旦高层建筑中电源系统出现故障或者检修保养时，另一个独立电源又不能正常运转，这就需要将柴油发电机组作为备用或者应急电源。而针对只能提供一个独立电源的高层建筑来说，其必须将柴油发电机组作为备用供电电源。需要特别注意的是，柴油发电机组并不是应急电源，而是备用电源。所以，高层建筑供配电系统的设计中必须要满足有两个或者两个以上的电源进行切换，且电源切换过程和时间也应当满足相关电气设备的要求。

2 高层建筑供配电的系统设计

1)变压器的选择与设计。大容量变压器在当今大部分高层建筑中的普及率较低。大容量变压器却有着高效率的特点，但是在实际投入过程中所涉及到的负荷面也宽。故而，这就需要高层建筑供配电的系统设计中要结合建筑实际和供电需求等相关因素和实际用电需求，选择和设计变压器的单机容量以及变压器的数量。例如，高层建筑的供配电系统中变压器选择和设计可以根据空调等设备的分组进行选择，进而使得变压器能够与空调机组的投切相适应。2)负荷等级的设计。高层建筑普遍供电负荷都很大，所以在高层建筑供配电的系统设计中必须针对各种用电负荷的等级进行设计，以实现限制分级。如此，高层建筑供配电系统就能既合理又不出现用电量浪费的成本增加。在针对高层建筑供配电系统的负荷等级设计中需要注意建筑物的具体类别以及根据用电负荷性质区分一级和二级负荷用电问题。通常来说，高层建筑的负荷等级设计应当满足三个方面。首先，一级负荷要求供电主要应用在一类高层建筑物的消防用电中。其次，二类的高层建筑中消防设施和设备用电应当根据二级负荷要求进行。最后，针对一些超高层建筑来说，应当在一级负荷要求之上进行供电负荷设计。3)供电电源电压和主结线的设计。高层建筑大多为商住一体的综合体建筑，用电负荷都比普通建筑大。这就要求其供电必须采用高压进行。现阶段我国大多采用的是10 kV进行供电。而针对供配电系统中的主结线设计来说，大多采用的是单母线制。这是因为单母线制往往投资小、涉及设备少、结构较为简单且经济效益良好。4)机电设备和机房的设计。高层建筑供配电系统的初步设计过程中，设备的工种必须根据高层建筑的具体功能，结合其政府主管部门、国家规范等提出设备用房要求进行设计。这就需要高层建筑的设计师在方案设计过程中必须充分考虑到机房和机电设备的位置。例如，高层建筑的机电设备和机房设计必须结合其经济性、合理性、实用性等划分位置。5)变配电所的设计。就其本质而言，高层建筑物的出现就是因为城市用地资源的紧张。而高层建筑物中空调机房、换热站、电梯井以及水泵房等的机电设备耗电量都相当大。这就需要高层建筑物供配电设计中优化变配电所的设计，尽量在缩短电线路的基础上保障电能损失能够得到减少。而且，基于高层建筑物供电干线的最大压降不可以超过允许值，变配电所的设计也就更为重要。通常来说，变配电所的设计需要满足进出线方便、与电源侧最为接近或者深入负荷中心。同时，变配电所不能设计在易爆炸、易腐蚀、多水雾和多尘埃的环境下，尽量满足相关设备的运输和调运方便。另一方面，变配电所设计不应与厨房、浴室亦或者厕所相邻，如果相邻则需要进行无结露和无渗漏的技术处理。如果变配电所设计为单独建筑物则不能处于易积水和低洼区域。

3 高层建筑供配电系统的常见设计

首先，为了确保高层建筑物的用电可靠性，现阶段大多数高层建筑物都有了不间断电源装置的供电系统设计。具体来说，就是在原有发电机系统供电的基础之上增加了相应的不断电电源装置。其次，应急发电机组的系统设计是高层建筑供配电系统中最为常见的设计，具有相当高的可靠性。其最为明显的特征是应急发电机组能够迅速自动启动，且广泛适用于供电时间中断在半分钟以内的供电。最后，就双电源各自独立的系统设计来说。这一设计主要针对的是一类高层建筑。为了确保一类高层建筑物的消防负荷需求，其两个外部电源都是独立的。而且此系统设计从变压器的低压端出线之后，就能迅速将非消防和消防负荷自动开关分开。这样，非消防和消防负荷就由不同的母线进行供电。一旦出现火灾等其他事故，这套系统便能迅速、自动的将非消防电源切断，以确保消防负荷能够可靠进行供电。

4 结语

高层建筑物是当今社会发展的必然产物，而其自身的特殊性又决定了供配电系统与普通建筑物的特点不同。所以，针对高层建筑物供配电系统的设计必须要充分考虑其实际状况和用电需求、建筑物结构等，尽量在设计中满足供配电的经济性、灵活性、实用性以及合理性。只有这样，高层建筑物的供配电系统才能为建筑电气的自动化和高层建筑中人员生活和工作奠定基础，进而保障高层建筑物的用电安全和可靠。

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Discussion on the design of high-rise building power supply & distribution system

Wei Qinghe

(ShanxiZhongchuangBuildingDesignCo.,Ltd,Taiyuan030013,China)

In order to continuously strengthening current high-rise building power supply & distribution system, starting from the aspect of high-rise building power supply & distribution system design, the paper explores its systematical design, and introduce common simple high-rise building power supply & distribution system design methods, with a view to meet high-rise building power consumption demands.

high-rise building, power supply & distribution system, design

2015-03-01

魏清河(1985- ),男,助理工程师

1009-6825(2015)14-0123-02

TU976.1

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