张定

【摘 要】近年来，随着我国社会经济的发展和生活水平的提高，为满足城市居民的需求，涌现出大量高层和超高层建筑。同时，科技社会的发展，让人们对超高建筑有了新的需求。除了良好的建筑质量以外，还要求具有较高的舒适度、良好的智能性等。因此，要求我们在对高层建筑电气工程的建设中把握消费者的使用需求，在满足人们舒服、智能化住宅需求的基础上，发挥好电气工程功能的优势。

【关键词】高层建筑;电气工程;供配电系统设计

引言

满足城市化进程不断推进的要求，我国建筑正向着高层化和超高层化的方向发展，虽然高层建筑能够解决城市用电紧张、人口剧增的要求，但也存在着安全、交通、环境、能源消耗等多种难以有效解决的问题，建筑工程高度越大，则安全性、耐久性、舒适性方面存在的问题就越多，尤其是供配电系统，几乎涉及高层建筑每个角落，对设计质量有极高的要求，任何一个环节控制不当，都会影响高层建筑使用性能，甚至引发安全事故。基于此，开展高层建筑供配电系统的设计分析研究尤为必要。

1供配电系统的含义分析

众所周知，在高层建筑当中有着多种多样的电气设施，例如：给排水设施、防排烟设施、其他消防设施等等。另外，高层建筑的使用功能之间存在着极大的差异，所以电功率也会有很大的不同，总体来说，高层建筑当中所需要的功率极高极大。另外，高层建筑当中的应急用电都需要独立的电源，所以供配电系统的运行应该与电力系统的总体要求相符合、相一致，只有这样，才能确保高层建筑电气工程在使用过程当中的稳定性与安全性。

2高层建筑电气工程供配电系统设计

2.1低压配电系统接地安全保护

在任何配电系统中，人身安全的防护永远处于第一位，因此在高层建筑低压配电系统设计中，为了保护建筑物内的居民人身安全和配电作业人员安全，需要在设计时选择可靠的配电系统接地保护方式。在设有变电所的高层建筑内，接地系统优先选用TN-S系统。由于高层建筑楼层高，人员数量多，所以发生安全问题时需要争取更多的疏散时间。在配电系统发生故障时，接地保护能够迅速切断故障位置的供电，保护设备和人员不受伤害。在接地系统设计时，需要考虑地形因素和配电系统参数等，确保接地保护的可靠性。对于TN系统，其故障电流往返通路为相线和PE线，防电击电器保护通常利用熔断器、断路器之类的过电流保护。故障电流越大，切断电源越迅速，防电击效果越好。应将PE线尽量靠近相线敷设以减少故障回路的电抗，确保迅速切断故障电源。

近年来，我国开始和国际标准接轨。IEC标准对系统接地的实施有严格的要求，不允许在变压器室或发电机室内将星型结点就地接地。它规定自变压器（发电机）星型结点引出的PEN线必须绝缘，并只能在低压配电盘内一点与接地的PE母排连接尔实现系统接地，在这点外不得再在其他处接地，不然中性线电流将通过不正规的并联通路而返回电源。这部分中性线电流被称作杂散电流，会可能引起电气灾害。

2.2调整电网结构，优化无功补偿

电网中的电动机和配电变压器数量庞大，不可能大批量更换和实时调整，通过在变电所不同出线加装智能真空断路器，建设联络线等方式调整电网结构，随着高层建筑电机等感性负载增多，使得感性无功功率增大，降低了电源的供电能力，通过三级无功补偿的方式即变电所补偿一部分、在负荷集中处的高压线路上设置补偿装置、在变台上设置分散补偿，通过优化补偿的容量和位置，降低线路功率损耗，同时提高设备运行参数，平均功率因数达到0.90以上，每年节约大量电能。

2.3供电系统设计要点

①负荷等级设计。案例工程供电负荷比较大，为保证供电的稳定性，在供电系统设计之前，需要对用电负荷进行限制分级，做到该保的必须保，该停的必须停，遵循“区别对待”的设计原则，既要保证供电的合理性，又要避免电力资源无故浪费。高层建筑供电系统负荷等级包括：一类高层建筑中的消防用电需要按照一级负荷要求进行供电;二类消防用电则需要按照二级符合要求进行供电。如果高层建筑中有一级负荷特别重要时，影响供电系统运行的空调用电需要按照一级负荷进行供电。而如果主体建筑中有很多一级负荷时，影响供电系统运行的空调用电要设计成二级负荷。②计算供电负荷。在建筑供电系统设计中，为更好地确定供电等级、供电方式、供电设备等，需要做好供电负荷计算工作。我国不同地区，温差比较大，建筑形式及结构也存在一定的差别，不能按照统一的标准来计算供电负荷。有的高层建筑不同楼层的使用功能存在较大区别，在供电系统设计中，按照楼层高低和建筑面积的不同，合理制定衡量标准计算负荷，会取得良好效果。

2.4供配电系统配电箱的设置

在高层住宅建筑中，电表箱总开关应具备过电流和漏电保护功能，漏电电流宜选300至500mA以提高防火灾性能。户内配电箱不应设置在临水房间隔墙上或烟道隔墙上，防止安全隐患。照明配电箱的回路必须满足照明系统的需求，客厅卧室、厨房、卫生间的插座，都要有单独回路供电。在空调回路设置的过程中要设置成独立式的空调回路，除了壁挂空调插座之外，其他的插座回路都应该安装漏电保护装置。

2.5电位联结系统设计

高层建筑供配电系统中等电位联结系统是设计的重点，其主要作用是降低接触电压，避免发生触电事故，保证人员安全。在高层建筑供配电系统接地故障保护设计中，需要在高层建筑内部设计总等电位联结。如果受到条件的限制，电气装置的接地故障保护难以满足实际需求，需要在局部范围内，设置局部等电位联结，以保证用电的安全性。

2.6变压器设计

变压器的设计原则因素较多，从配电系统安全性的角度来看，主要集中在变压器的选用类型、变压器的容量和变压器的负载率几个方面。变压器按冷却方式可分为干式变压器和油浸式变压器。油浸式变压器性能优良、价格低廉，但油浸式变压器用硅油绝缘，其燃点为180℃，高燃点为360℃，发生匝间短路或过负荷可导致变压器内产生瓦斯气体，易发生火灾和爆炸。所以，目前高层民用建筑中已不再采用油浸式变压器。干式变压器无可燃油，也不会产生瓦斯爆炸，在民用建筑中，人员密集，使用干式变压器降低了火灾危险，安全性更好。另外，使用干式变压器的变电所占用面积小，防火要求也比油浸式变压器低，整体造价有优势。高层建筑的规模较于一般建筑更大，用电设备更多，如果选用大容量的变压器容量，其供电范围和供电半径可能偏大，对配电系统的继电保护和低压断路器等设备要求更高，当保护设备达不到要求或者故障时，更容易出现安全性风险，故结合实际需求，高层建筑中不建议选用大于1250kVA的單台变压器。

结语

电气工程供配电系统要与高速发展时代下的高层建筑发展速度相符合、相一致，在进行设计的过程当中，需要专业的工作人员对于实际的情况进行仔细的分析之后再对供配电系统进行科学、合理的设计。同时还要严格按照供配电系统当中出现的某些问题给出科学、合理、与之相对应的解决方法，只有这样，才能确保供配电系统运行的安全与稳定，让生活与工作在高层建筑当中的人们多一份安心与放心。

参考文献：

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