高层建筑电气工程供配电系统设计研究与分析

发表时间:2021/8/4   来源:《建筑实践》2021年第9期   作者:王爽
[导读] 高层建筑电气设备繁多,施工环境十分复杂。若不 能科学地设置供配电系统
        王爽
        中国建筑第二工程局有限公司华东公司 上海市 200000
        摘要:高层建筑电气设备繁多,施工环境十分复杂。若不 能科学地设置供配电系统,将导致加大电能负荷,引发 高层建筑工程供配电系统运转受限,带来经济损失,严 重时甚至会发生安全事故。因此,高层建筑电气工程的 配电系统设计,要求有效保障电气的安全性,加强建筑 用电安全设计,探索低压供配电系统可靠性并给出有效 的解决方案,促进电气设备的良好运行。本文据此展开研究,提出优化供配电系统质量,推动电气工程良好发展,保障使用者满意度的方案。
关键词:高层建筑;电气工程;供配电
        高层建筑的电气工程配电系统主要包括:暖通空调系统,消防系统,电梯系统,智能泊车系统,这些系统共同保障了现代高层建筑的良好使用性能,同时也为高层建筑安全使用提供了保障。而供电系统又是所有电气工程设备能源良好运行的基础。因此,供电系统的可靠性十分关键。基于高层建筑本身复杂的构造,因此,电气工程配电设计有着较高的要求。
1高层建筑电气工程供配电系统设计的主要工作与原则
1.1高层建筑电气工程供配电系统设计的主要工作
1.1.1高压配电系统的设计
        高层和超高层建筑由于本身电气工程需求量高且集中度高,因此要求对电气工程进行良好设计,以满足整体运行的需求。由于高层建筑对电力资源使用设备较多,故使用电源均为两路独立10kV电源,两路电源互为补充,有助于提高用电安全性和使用效果。由于高压配电系统在高导建筑电气工程中占据重要的地位,是满足用电需求和安全性的关键。一般而言,高压配电系统主要采用单母线实施分段,以便在线路使用过程中可达到自动切换。彼此之间还能作为对方的备用设备,在其中一条线路出现问题后,及时启动,满足用户用电需求。因此,其是保障电力运行效果的关键。
1.1.2低压配电系统的设计
        在整个高层建筑电气项目中,低压配电系统是非常关键的。它扮演着供电系统的角色,它的正常运行,才能确保建筑能够实现预期的使用效果。所以,针对这一系统,必须采取多种有效的防护措施,使构成系统的各个部分能够稳定、可靠的运行,降低不必要的损失。尤其是接地保护,必须在施工设计时进行科学的安排和设计,才能实现更好的保护效果。低压配电系统内的接地保护措施,能起到保护建筑供电系统中低压部分电流电压的作用,亦能规避低压配电系统发生的众多突发情况。由于低压配电系统内的电流电压易于遭受外部环境的影响而出现突发事件,影响供电工作的安全性。在低压配电系设计施工时,可针对其常见方式展开考察,主要有:低压配电IT系统、TT系统、TN系统等。一旦高层建筑出现了电力泄露的情形,便有可能对整个建筑中的人群带来危险。故此,要求我们针对高层建筑配电系统设计时,尤其要关注漏电设施。漏电断路器作为高层建筑配电系统用于防漏电的一项关键措施,能起到提高建筑整体使用效果,促进电气系统高效运行的作用。
1.2高层建筑电气工程供配电系统设计主要原则
        供电系统是高层建筑机电工程顺利开展的基础,它承载着整个建筑电气系统的电能配置,它可以分为地区变电站和用户变电站两大部分。而在高层建筑中,供配电系统主要为用户和内部电气设备提供服务,故要求保证供电系统的稳定,提高整个电力系统的安全性。一般情况下,与高层建筑有关的电力供应系统多采用单向流动的模式,即从电源端到用户端,以保证电源的良好分配和快速降低处理压力。使客户端能够被直接使用。

鉴于目前高层建筑的电压不到110?kV,所以,在设计过程中,就可以结合建筑要求来进行设计。在合理判断用电量、系统负荷等基础上,综合各方需求和可能存在的问题,才能有效满足建筑物的使用功能,促使高层建筑电力系统达到良好的可扩展性。高层建筑电气工程供电系统设计时,应遵循安全、节能的设计原则。把节能需求放在设计的首要位置,以科学、合理的方式进行设备判断,避免能源浪费,加强系统成本控制。与此同时,应尽量使用节能型材料,减少对环境的污染。
2高层建筑电气工程供配电系统的具体设计
2.1高压配电系统设置
        由于高层建筑上对电气工程有着极高的需求。故要求我们全面增强设计方面的工作,以保障建筑的良好运行。由于高层建筑涉及到众多的居住群体,使用的电力设备数量和类型都较多,因此,为满足需求通常高层建筑会采用两路独立电源,以保障用电安全,满足用电需求。高压配电系统是高层建筑的重要环节,对于稳定供电发挥着重要作用。因此,通常而言,要求高压配电系统采取单母线分段式设计,保障线路的良好运行。由于母线采用的是分段数目方式,因此,其能和电源线回路之间良好匹配。
2.2供配电系统配电箱的设置
        为确保接线良好,配电箱必须将开关设备保护电气测量仪表和相关辅助设备一起装配在一个封闭或半封闭的金属柜中,以形成一个低压配电装置,使电路能够通过自动或手动开关的方式接通或切断。在线路运行不正常或发生故障时,可利用其它线路进行切断或报警,在各变电站使用测量仪表的方式也可保证各种运行参数良好,并可充分调整部分电气参数,即具有提示或预警功能。对于高层住宅,配光配电箱的回路必须满足照明系统的要求,客厅的卧室、厨房、卫生间的插座,都必须采用独立回路供电。空调回路的设置必须采用独立式空调回路,除壁挂式空调插座外,其它插座回路均应设置漏电保护装置。
2.3变压器的设计
        为确保变压器的正常运转,增强变压器的安全可靠性,应综合思考变压器的运行条件,把成本和能耗控制在最低限度,因此在智能建筑中选择变压器时,应选用节能型材料的高效变压器,确保变压器的负荷率在70~85%之间。若使变压器的容量和负荷率始终处于平稳状态,则可减少变压器的数量,而增加变压器的容量,从而能有效地节约能源,提高能源利用效率。因受季节负荷影响,极易引起电能质量的下降,因此可设置专用变压器,以应付季节负荷的变化,实现灵活投切,保证变压器的正常运行,避免因轻载运行而造成的能量损失。如夏季空调负荷较大,可采用单台变压器作空调变压器,这样可充分发挥空调的季节特性,减少能耗,保证变压器的经济效益。
3结语
        着我国社会经济的发展和城镇化的推进,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。高层建筑电气设备繁多,施工环境十分复杂。若不能科学地设置供配电系统,将导致加大电能负荷,引发高层建筑工程供配电系统运转受限,带来经济损失,严重时甚至会发生安全事故。因此,高层建筑电气工程的配电系统设计,要求有效保障电气的安全性,加强建筑用电安全设计,探索低压供配电系统可靠性并给出有效的解决方案,促进电气设备的良好运行。
参考文献:
[1]刘延鹏,姚雯雯.高层建筑电气设计中低压供配电系统可靠性分析[J].住宅与房地产,2017(35):96.
[2]贾浚辰.高层建筑电气工程供配电系统设计研究[J].山东工业技术,2018(21):104.
[3]刘大用.高层建筑电气工程供配电系统设计研究[J].智能城市,2018,4(16):154~155.
       
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