孫鴻鑫

摘 要：本文首先從整體上介紹了供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)的情況，之后闡述了高層建筑電氣工程供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該滿足的幾點(diǎn)要求，最后分別從照明負(fù)荷的配電網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)、導(dǎo)線的選擇、低壓斷路器的選擇、配電箱的設(shè)置、插座和開關(guān)設(shè)計(jì)以及備用電源的設(shè)計(jì)幾大方面對高層建筑電氣工程供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)進(jìn)行了分析。

關(guān)鍵詞：高層建筑；電氣工程；配電系統(tǒng)；設(shè)計(jì)

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.08.113

隨著經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，建筑行業(yè)越來越興起，而由于土地的受限，高層建筑則變得越來越平常。在高層建筑中，其供配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)成了對人們?nèi)粘Ｉ钣绊戄^大的一個(gè)非常重要的方面，它不僅是一個(gè)復(fù)雜且專業(yè)的系統(tǒng)工程，同時(shí)更是高層建筑整體設(shè)計(jì)的重要環(huán)節(jié)，其設(shè)計(jì)的效果如何直接影響著人們的居住狀況和滿意度，因此，如何使高層建筑供配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)不僅經(jīng)濟(jì)合理，可靠安全，還可以技術(shù)上可行，能源上節(jié)約，成了供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的重要問題，越來越受到設(shè)計(jì)人員的重視。

1 供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)概述

作為電力系統(tǒng)中十分重要的構(gòu)成部分，供配電系統(tǒng)主要由兩個(gè)部分構(gòu)成，分別是用戶變電站與區(qū)域變電站，主要涉及的是電力系統(tǒng)中對電能進(jìn)行發(fā)、輸、配、用中的配和用兩個(gè)環(huán)節(jié)。在運(yùn)行的要求以及特點(diǎn)上，都要與電力系統(tǒng)保持一致。因?yàn)楦邔咏ㄖ械墓┡潆娤到y(tǒng)，所要面對的直接就是使用者以及用電設(shè)備，所以其是否具有較好的安全性能就十分的關(guān)鍵。在電氣工程的供配電系統(tǒng)里，功率在流動(dòng)的方向上一般來說是單向的，也就是從電源端向用戶端流動(dòng)，主要的為了把電力系統(tǒng)里的電能利用一定的分配手段以及降壓，而轉(zhuǎn)換成用戶所使用的用電設(shè)備可以運(yùn)轉(zhuǎn)的電能。從當(dāng)前高層建筑的供配電系統(tǒng)來看，其電壓一般是在 110KV及之下。所以在設(shè)計(jì)其供配電系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)該根據(jù)其所具有的用電量多少、負(fù)荷的性質(zhì)、，還有周圍區(qū)域供電的狀況而制定出一個(gè)合理科學(xué)的設(shè)計(jì)方案。同時(shí)，還要保證所制定的設(shè)計(jì)方案不但能夠使當(dāng)前供配電系統(tǒng)的需求得以滿足，還能夠從更為長久的方面考慮，讓其在未來具有發(fā)展的可能。

2 高層建筑電氣工程供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)滿足的要求

要確保高層建筑供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)的科學(xué)、合理、可行，就要使其能夠滿足一定的要求安全。首先，要確保其具有安全性，這是供配電系統(tǒng)最為首要的要求。在對供配電系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，必須嚴(yán)格的按照相關(guān)的要求和規(guī)范，力爭把設(shè)備以及人身發(fā)生的事故的幾率限制在最小。其次，要確保供配電系統(tǒng)具有可靠性。具有可靠性是高層建筑電氣工程供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)中應(yīng)該注意的重要要求，由于供電中斷就可以造成生活出現(xiàn)混亂的狀態(tài)，造成生產(chǎn)出現(xiàn)停滯，嚴(yán)重的還會造成設(shè)備以及人身安全受到威脅，導(dǎo)致出現(xiàn)非常嚴(yán)重的政治與經(jīng)濟(jì)損失，因此，在對供配電系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)，以及在其運(yùn)行的過程中都一定要確保其具有供電可靠性的特征。再次，要確保其電能的質(zhì)量具有良好的性能。電能質(zhì)量好與壞主要取決于頻率與電壓兩個(gè)指標(biāo)。我國在電氣工程供配電的額定電壓和額定頻率上都有相應(yīng)的規(guī)定，盡管允許出現(xiàn)頻率或是電壓偏差，但是這樣對設(shè)備的安全運(yùn)行和壽命都具有一定的影響，嚴(yán)重的還會導(dǎo)致產(chǎn)品報(bào)廢或是減產(chǎn)。因此，要確保供配電系統(tǒng)不論在任何運(yùn)行方式下都可以提供很好的電能質(zhì)量，而滿足用戶的需求。第四，供配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)該具有方便和靈活的特征。在對供配電系統(tǒng)進(jìn)行接線時(shí)應(yīng)該盡量的做到簡單，同時(shí)還可以使其可以滿足負(fù)荷的變化，可以迅速、快捷的從一種運(yùn)行狀態(tài)直接轉(zhuǎn)換至另一種運(yùn)行狀態(tài)，并在轉(zhuǎn)換的過程中不會輕易的出現(xiàn)錯(cuò)誤的操作，可以確保能夠正常、方便的進(jìn)行檢修與維護(hù)。第五，供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)要具有經(jīng)濟(jì)性，使其可以在技術(shù)要求得以滿足的條件下，在基建的投資上較少，同時(shí)運(yùn)行的年費(fèi)用較低。最后，設(shè)計(jì)的方案應(yīng)具有擴(kuò)建與發(fā)展的可能，這樣可以更好的適應(yīng)未來建設(shè)事業(yè)對電壓的等級、設(shè)備容量以及安裝場地要求，而具有發(fā)展的空間。

3 照明負(fù)荷的配電網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)

照明負(fù)荷的配電網(wǎng)絡(luò)主要由配電屏、總配電銷、饋電線、分配電箱、分支線等部分構(gòu)成。首先，配電屏引出供電電源，再利用饋電線的干線把電源帶入到總照明配電箱，之后再由總照明配電箱分出若干個(gè)支路，連接到每個(gè)分配電箱，再從每個(gè)分配電箱引出若干分支線，與終端用戶的配電箱相連，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對照明系統(tǒng)的供電，具體見圖1。

4 高層建筑電氣工程供配電系統(tǒng)導(dǎo)線的選擇

在高層建筑的電氣系統(tǒng)當(dāng)中，電力線路在其中具有十分重要的作用。其可以傳輸與分配電能，成為電能進(jìn)行分配與傳輸?shù)妮d體，具有的重要作用毋庸置疑。所以，能否正確的選擇導(dǎo)線對于整個(gè)建筑的電氣系統(tǒng)是否具有安全性來說具有直接的影響。所以，在對導(dǎo)線進(jìn)行選擇時(shí)，電氣設(shè)計(jì)人員應(yīng)該嚴(yán)格的遵守相應(yīng)的規(guī)范，以及導(dǎo)線選擇的原則，在確保安全的條件下最大程度的節(jié)省使用的導(dǎo)線。

5 電氣設(shè)備低壓斷路器的選擇

通常在民用建筑以及企業(yè)建筑當(dāng)中，處于對照明系統(tǒng)以及供電系統(tǒng)進(jìn)行保護(hù)的目的，都要應(yīng)用低壓斷路器，進(jìn)而對主體電器進(jìn)行控制和保護(hù)。和傳統(tǒng)的保險(xiǎn)絲以及閘刀相比，低壓斷路器具有更為健全的功能，它是當(dāng)前變電所以及動(dòng)力照明系統(tǒng)當(dāng)中應(yīng)用最為廣泛的保護(hù)裝置。通常狀況下，根據(jù)電源的種類能夠?qū)⑵浞殖芍绷骱徒涣鲀煞N低壓斷路器；依照其結(jié)構(gòu)能夠?qū)⑵浞殖煞忾]和框架式兩種低壓斷路器。另外，空氣開關(guān)中安有失壓保護(hù)，一旦電網(wǎng)電壓降到超過了額定電壓的50-60%，為了不會由于電壓過低而造成電動(dòng)機(jī)燒壞等問題的出現(xiàn)，或是為更好的使電網(wǎng)電壓恢復(fù)，不得不對不重要的用戶進(jìn)行切除時(shí)，這時(shí)失壓保護(hù)就會馬上啟動(dòng)，使欠壓脫扣器線圈在線電壓上并聯(lián)。而一旦電壓恢復(fù)正常狀態(tài)時(shí)，吸住銜鐵，電壓降至額定電壓的50-60%時(shí)，以內(nèi)吸力沒有彈簧拉力大，銜鐵撞擊就會鎖扣，讓觸頭斷開。從上面能夠看出，低壓斷路器其目的就是實(shí)現(xiàn)對線路的保護(hù)。然而結(jié)合保護(hù)對象的不同，還需要采取一些具有針對性的保護(hù)措施。例如，在變電所使用的低壓斷路器，不但應(yīng)該使其具有低壓斷路器通用的保護(hù)作用，還還有具有遠(yuǎn)程進(jìn)行控制的作用；同時(shí)安裝在插座線路上的低壓斷路器還應(yīng)該具有漏電保護(hù)的作用。

6 供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)中配電箱的設(shè)置

根據(jù)電氣接線的要求，配電箱應(yīng)該把開關(guān)設(shè)備、保護(hù)電器、測量儀表以及輔助設(shè)備組裝到封閉或是半封閉的屏幅或是金屬柜上，進(jìn)而形成低壓配電裝置。在正常運(yùn)行的狀況下，能夠通過自動(dòng)開關(guān)或者是手動(dòng)開關(guān)將電路接通或是分?jǐn)唷６?dāng)出現(xiàn)不正常運(yùn)行，或者是發(fā)生故障時(shí)，則可利用其對電路進(jìn)行切斷，或是進(jìn)行報(bào)警。在各個(gè)發(fā)、配、變電所中，通過測量儀表能夠使運(yùn)行中的各種參數(shù)得以顯示出來，還能夠調(diào)整某些電氣的參數(shù)，提示或是發(fā)出信號以警示其與正常的工作狀態(tài)相偏離。在高層住宅建筑的照明配電箱中，其回路的分配應(yīng)該符合三個(gè)方面的要求。首先，要確保照明系統(tǒng)、客廳、臥室以及廚房、衛(wèi)生間的插座都能夠單獨(dú)回路供電。其次，從空調(diào)回路上來看，要將其分成單獨(dú)的客廳柜式空調(diào)回路，以及另外每兩個(gè)空調(diào)插座作為一個(gè)回路。第三，除了壁掛空調(diào)的插座意外，其他的插座回路都要安置漏電保護(hù)開關(guān)。

7 供配電系統(tǒng)中選擇的插座和開關(guān)

作為電氣系統(tǒng)的終端，插座與開關(guān)同樣時(shí)安全用電中不能忽視的構(gòu)成部分。小小的開關(guān)和插座，對于用戶家中的電器設(shè)備以及照明燈具等閉合和開啟具有掌控作用，同時(shí)也確保家用電器可以在穩(wěn)定安全的電源中進(jìn)行連接。一般來看，一旦開關(guān)閉合，電器設(shè)備就應(yīng)該與電源接通；一旦開關(guān)斷開，電器設(shè)備就切斷供電，所以，作為一種具有較高效率的設(shè)備，是否選擇合適的開關(guān)，對于火宅的預(yù)防具有直接的影響。因此，選擇，正確的開關(guān)能夠確保人們的生活、生產(chǎn)安全。

8 電氣系統(tǒng)中備用電源的設(shè)計(jì)

為了能夠確保供電的安全，大部分的一級供電負(fù)荷高層建筑通常都應(yīng)該安置兩個(gè)相對獨(dú)立的供電電源。這樣能夠確保在需要十分重要的用電負(fù)荷時(shí)，能能夠確保供電的安全和可靠性，這就要求在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該設(shè)計(jì)與上面的兩個(gè)電源相獨(dú)立的第三個(gè)電源作為備用電源進(jìn)行供電。不論是在國外，還是在國內(nèi)的高層建筑當(dāng)中，處于備用負(fù)荷以及應(yīng)急負(fù)荷的經(jīng)濟(jì)和容量，大部分選用的都是柴油發(fā)電機(jī)作為自備電源，以確保在特殊用電時(shí)可以更好的滿足用電的需求。

參考文獻(xiàn)：

[1]王宗青.芻議建筑對供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)的優(yōu)化設(shè)計(jì)[J].科技博覽，2015（25）.

[2]高桂根.高層建筑電氣工程供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析[J].價(jià)值工程，2014（36）.

[3]黃保全.同層建筑供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)探討[J].大科技，2013（08）.

[4]陳力生，付輝.高層建筑智能供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究[J].山東工藝技術(shù)，2014（12）：154-154.

[5]馮家欣.淺談高層建筑供配電系統(tǒng)存在的問題及對策[J].中國電子商務(wù)，2010（03）.

[6]陳龍.淺議高層建筑中配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)要點(diǎn)[J].城市建設(shè)，2010（05）：325-325.