高娟 张金波

摘要：在现代社会中，我国的超高层建筑越来越多，超高层建筑也逐渐成为一个城市或区域的地标。本文结合高层工程设计实例介绍了超高层的建筑电气设计的部分设计思路及要点。

关键词：智能建筑电气设计

引言

对建筑工程而言，电气设计涉及到的内容相对较多。为保证电气系统的稳定运行及使用者的安全，需以相关标准为参照，考虑电气设备运行要求，进行电气系统的设计。

1用电负荷等级和供配电情况分析

1.1用电负荷等级的分析

以工程性质、建筑类别为标准。按一级负荷中特别重要的负荷供电;消防用电负荷、应急照明、走道照明、安防系统、客梯、排污泵、计算机网络系统用电，其余负荷为三级负荷供电。

1.2供电电源的分析

为保证供电可靠性的要求，采用双重电源供电，由市政引来两路10kV高压电缆穿管埋地引至医院住院楼配一层的变配室。配置不间断电源装置（UPS）及柴油发电机组成应急供电系统。

1.3供配电系统的设计分析

配变电室高压系统以单母线分段的方式运行，双路电源同时运行，双电源互为备用。一路电源故障时，另一路电源通过母联开关自动投入运行，提供一、二级负荷用电，三级负荷的低壓柜出线回路开关带失压脱扣，用以保证一、二级负荷用电。高压配电系统采用放射式供电。

2绿建节能设计

除控制项外，运用到的措施主要包括以下几点：a.公共区域设置分项计量，将照明、给排水系统、电热水器供电回路、信息机房、电梯、其他需要单独计量的用电回路均在低压配电柜出线处设置具有远传功能的计量表。b.配电设备尽量设置在负荷中心，缩短配电线路，以节省材料，减少电能损耗。降低三相低压配电系统的不平衡度，尽量做到三相平衡。c.对机电设备，如部分风机、水泵等设置变频装置。容量较大的用电设备，当功率因数较低且离变配电室较远时，采用无功功率就地补偿方式。选用耗能低的技术和设备，提高电能利用效率。d.采用低烟无卤环保型电线、电缆。

3电气节能及环保措施

变配电所靠近负荷中心，减少线路长度和线路压降，降低线路损耗，达到节能的目的;变压器采用环保节能型干式变压器，干式变压器的性能应满足（GB20052）中二级能效的要求;变压器低压侧设置集中功率因数补偿装置，以减少无功电流损耗，提高供电质量;冷源、输配系统和照明等各部分能耗进行独立分项计量;采用高效节能的光源、灯具，光源以LED灯为主。各房间或场所的照明功率密度值应达到现行国家标准《建筑照明设计标准（GB50034）》中规定的目标值;发电机房内及进出风道需采取消音处理，消音处理后应保证达到《声环境质量标准》要求[1]。

4变压器节能技术

4.1选择较低损耗的变压器

第一，加强对铁芯损耗的把控。变压器损耗中的空载损耗一般出现在变压器铁芯叠片内部，这种损耗主要是因为交变磁力线在经过铁芯时，受涡流影响而出现的。变压器铁芯材料影响变压器的使用损耗。早期的变压器铁芯材料由方便磁化、退磁的软熟铁组成。软熟铁在使用的时候，会因为周期性的磁性变化和切割出现涡流。为了减少涡流的产生，可以选择使用铁线来加工制作变压器铁芯。近几年，在节能环保理念的支持下，变压器铁芯材料类型增多，非晶态磁性材料成为常用的变压器铁芯材料。在使用这种节能环保材料之后，变压器的运行损耗会降低，铁损耗数值仅仅为硅钢变压器的1/5。第二，加强对非晶合金变压器的使用。非晶合金材料的厚度一般为27μm，是冷轧硅钢片的1/11，但是电阻率是冷轧硅钢片的3倍。为此，在使用非晶合金制作的铁芯之后，变压器的涡流损耗会大幅度降低。再者，非晶合金磁带回线所涵盖的面积要小于冷轧硅钢片，因此将其作为变压器的材料，所产生的非晶合金磁滞损耗要比冷轧硅钢片小。以200kVA和500kVA两个变压器的容量规格为研究对象，比较非晶合金变压器和硅钢变压器性能和能耗参数发现，非晶合金变压器运行一年后产生的能耗，要比硅钢变压器产生的能耗低，基本数值为9.4kWh。

4.2选择和负荷曲线匹配的变压器

变压器损耗中的额定负荷损耗受变压器绕组电阻、绕组电流大小的影响，与负荷率的平方呈现正相关的关系。因此，为了降低变压器的运行损耗，需要选择阻抗数值比较小的绕组，并根据负荷曲线的变化来选择与之匹配的变压器。第一，按照变压器最高效率时的负荷率来确定配电变压器容量。在确定好房屋建筑物基本负荷数值之后，配电变压器总装机的容量=建筑物有功计算负荷/（变压器负荷率×变压器补偿后的平均功率因数）。在变电器使用的过程中，如果最大负荷统计数值低于30mim，变压器负荷容量会增加，与此相关的用户初期投资数额也会增加。由此证明，按照变压器最理想负荷率来确定变压器容量的做法是不科学的。第二，按照变压器节能负荷率选择变压器的容量。考虑到变压器容量负荷始终处于变化的过程中，无法精准地计算出变压器的电能损耗。为此，想要计算最大负荷时间，可以参考最大负荷消耗时间下用户的统计数据信息。对于高层建筑物，受到工作制的影响，在员工下班之后的时间段会处于轻载的状态，这个时期电力负荷的运行和工业企业的单班制生产存在密切的关联，变压器的节能负荷率基本控制在0.85～0.95之间。对于一些以商业为主的建筑物，它的用电负荷相当于工业企业两班制，变压器的节能负荷率在0.71～0.85之间。第三，按照变压器经济负荷来计算变压器的容量。但是对于两班制商业建筑中的配电变压器使用来说，如果按照以上的计算方式，最终所得到的容量数值还会偏大，无形中加大了用户的投资。面对这样的问题，如何在保证节省投资的同时，减少电能损耗成为相关人员需要思考和解决的问题[2]。

结束语

通过介绍高层建筑的电气设计一些设计要点及思路，希望能够帮助设计人员较好地了解超高层电气设计要点，通过在设计过程中不断研究以及总结经验，欢迎各位同行的指正和批评[3]。

参考文献

[1]蔡泽炯.超250m建筑电气设计探讨——以广州市增城区某335m项目为例[J].低碳世界，2021，11（07）：108-109.

[2]耿磊.建筑电气设计中的变压器节能分析[J].江西建材，2021（06）：54- 55.

[3]何晗，赵研，黄凌洁.浅谈某医养社区的电气设计[J].中国住宅设施，2021 （05）：89-90.