姜莉?蘇鵬

摘 要 隨著現(xiàn)代社會(huì)的不斷發(fā)展，我國(guó)國(guó)民的用電量持續(xù)走高，高層建筑的用電負(fù)荷也不斷升高，然而，由于目前供電系統(tǒng)的不穩(wěn)定，我國(guó)在高層建筑的供配電工作上出現(xiàn)了很多問題，給人們的生活帶來了諸多不便，國(guó)民尤其是高層建筑居民迫切需要一套更可靠的供配電方案?；诖?，本文在對(duì)我國(guó)高層建筑供配電特點(diǎn)進(jìn)行深刻分析的基礎(chǔ)上，提出了一套安全有效的高層建筑供配電技術(shù)方案，并對(duì)它的可靠性進(jìn)行了合理分析。

關(guān)鍵詞 高層建筑；供配電方案；可靠性分析

1 我國(guó)高層建筑供配電技術(shù)特點(diǎn)

高層建筑往往要求建筑高度不少于50米，例如一類高層建筑中的商住樓，其建筑高度應(yīng)滿足高于50米或者24米以上的任一樓層的建筑面積超過1500平方米。因此，高層建筑的建筑面積一般較大，對(duì)空間要求較高，導(dǎo)致整個(gè)高層建筑的用電負(fù)荷較高，通常來說，高層建筑對(duì)供配電系統(tǒng)的負(fù)荷要求為一級(jí)。另外，高層建筑的居民密度較大，建筑密度一般在30%以上，這就要求供配電方案必須要保證建筑消防，排煙，照明等設(shè)施的正常運(yùn)作，以防在建筑遭遇火災(zāi)等事故時(shí)居民無法保障自身生命安全，因此，高層建筑內(nèi)部供電系統(tǒng)必須能夠?qū)崿F(xiàn)連續(xù)供電。為了保證電源供電的穩(wěn)定性，高層建筑的供配電往往會(huì)選擇樹干式與放射式的雙電池供電模式[1]。

2 高層建筑供配電技術(shù)方案設(shè)計(jì)

2.1 電源電壓的選擇

對(duì)于高層建筑來說，其電源電壓應(yīng)不低于10KV，且為了保證電源供電的穩(wěn)定性，高層建筑的供配電宜選擇樹干式與放射式的雙電池配電模式。就照明系統(tǒng)來說，一般采用220V的額定電壓，供電方式為380V的三相四線制。然而，由于高層建筑的照明系統(tǒng)中的傳輸導(dǎo)線一般較長(zhǎng)，這使得電源電壓往往會(huì)在導(dǎo)線上造成損失，為了保證高層建筑用戶照明電壓的穩(wěn)定性，我國(guó)電力局對(duì)導(dǎo)線上的電壓損耗進(jìn)行了強(qiáng)制性規(guī)定：用戶照明設(shè)備的實(shí)際電壓不能低于額定電壓的96%，屋外照明設(shè)施實(shí)際電壓不能低于額定電壓的94%。

2.2 高層建筑供電方式的選擇

高層建筑應(yīng)該統(tǒng)一設(shè)立變電所，通過變電所實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)高層建筑的供配電，變電所的設(shè)立位置往往也有著一定的要求，例如，變電所應(yīng)盡量避免設(shè)立在地下室，如有特殊原因?qū)е伦冸娝仨氃O(shè)立在地下室時(shí)，其標(biāo)高應(yīng)高于地下室地面標(biāo)高至少350mm，除此之外，變電所在防水防熱方面也有著特殊要求，以防變電所產(chǎn)生電力事故。

2.3 高層建筑供配電技術(shù)的安全保障方案

高層建筑由于建筑密度較大，對(duì)供配電方案的安全要求更高，在對(duì)供配電系統(tǒng)可靠性要求較高的建筑密集區(qū)，應(yīng)用N-1準(zhǔn)則對(duì)供配電網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)進(jìn)行逐一檢測(cè)；在有特殊防火要求的區(qū)域應(yīng)采用特殊的變壓器類型，例如干式變壓器以及耐高溫變壓器；對(duì)于用電容量大于25MVA或者建筑高度超過250m的超高層建筑，其供配電系統(tǒng)的安裝及接入應(yīng)由有相應(yīng)資質(zhì)的設(shè)計(jì)單位負(fù)責(zé)[2]。

3 對(duì)供配電技術(shù)方案的可靠性分析

3.1 高層建筑供電電池的可靠性分析

采用一級(jí)負(fù)荷的高層建筑應(yīng)采用至少2個(gè)電池進(jìn)行供電，以免在一個(gè)電池出現(xiàn)故障時(shí)，另一個(gè)電池可以作為備用電池代替故障電池進(jìn)行供電，對(duì)于一些有特殊供電要求的重要高層建筑，還要增設(shè)應(yīng)急電源以及在遇突發(fā)事故時(shí)的應(yīng)急措施。為了保證應(yīng)急電源的正常運(yùn)作，自備應(yīng)急電源應(yīng)滿足以下要求：

對(duì)于一般的高層建筑，供配電系統(tǒng)的允許間斷時(shí)間一般在15s以上，可采用簡(jiǎn)易的自動(dòng)啟動(dòng)的電池組；對(duì)于要求供配電系統(tǒng)允許間斷時(shí)間不超過15s，但應(yīng)急電池組的啟動(dòng)動(dòng)作時(shí)間少于其允許間斷時(shí)間的，可采用有自動(dòng)投入裝置的獨(dú)立于正常電源的專用饋電線路；對(duì)于對(duì)供電系統(tǒng)有嚴(yán)格要求的高層建筑，其允許中斷供電時(shí)間往往只有數(shù)毫秒，此時(shí)可采用不間斷供電的蓄電池裝置[3]。

3.2 自動(dòng)切換的安保電源的可靠性分析

在高層建筑遭遇重大事故時(shí)，原有的供配電系統(tǒng)往往會(huì)陷入癱瘓，這對(duì)高層建筑的自我救助造成了非常不利的影響，為了保證在事故發(fā)生后，供電系統(tǒng)的正常供電，自動(dòng)切換的安保電源已成為目前供配電系統(tǒng)的可靠保障。這種自動(dòng)切換的安保電源相比于傳統(tǒng)意義上的安保電源主要表現(xiàn)出以下優(yōu)勢(shì)：

（1）這種自動(dòng)切換的安保電源會(huì)在高層建筑發(fā)生故障之后自行啟動(dòng)，不需要人為操作，這極大程度上滿足了安保電源的使用條件，因?yàn)榘脖ｋ娫赐窃诟邔咏ㄖl(fā)生事故后才發(fā)揮作用，在這種情況下，建筑內(nèi)部電力工作人員在操作電源的過程中會(huì)遇到大量的問題，甚至相當(dāng)一部分工作人員會(huì)由于本能反應(yīng)放棄對(duì)供電網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)急管理，從而造成巨大的財(cái)產(chǎn)及人身傷亡。這種自動(dòng)切換的安保電源從一定程度上來說提高了高層建筑應(yīng)急條件下持續(xù)供電的可靠性。

（2）安保電源的供電一般由兩個(gè)發(fā)電機(jī)提供，這使得對(duì)安保電源的供電有著雙重保障，在主電源出現(xiàn)故障無法對(duì)安保電源進(jìn)行供電后，這種安保電源一般會(huì)自動(dòng)切換到備用電源對(duì)自身進(jìn)行供電，這很大意義上保證安保電源的可靠性及穩(wěn)定性，確保在高層建筑供電系統(tǒng)發(fā)生故障后，安保電源能夠順利啟動(dòng)從而維持建筑的正常供電。

（3）傳統(tǒng)意義上的安保電源的啟動(dòng)由于是由人工控制，因此它的啟動(dòng)與否也是由人工預(yù)估，人工預(yù)估的偏差在一定程度上也增加了傳統(tǒng)安保電源在使用上的不確定性，而自動(dòng)切換的安保電源的切換和啟動(dòng)是以開關(guān)兩側(cè)的電壓作為主要依據(jù)，通過對(duì)供配電系統(tǒng)的電壓和電流進(jìn)行量化來衡量啟動(dòng)的必要性，減少了人工的預(yù)估偏差，判斷較傳統(tǒng)安保電源更加合理可靠[4]。

4 結(jié)束語(yǔ)

隨著高層建筑的不斷發(fā)展，其內(nèi)部供配電系統(tǒng)也逐漸趨向復(fù)雜化，在對(duì)高層建筑供配電系統(tǒng)的技術(shù)方案進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，要尤其注意對(duì)電源電壓以及供電方式的選擇，且必要的安全保障措施在供配電技術(shù)方案的設(shè)計(jì)中必不可少。為了進(jìn)一步提高高層建筑內(nèi)部供電系統(tǒng)的可靠性，可采用樹干式與放射式的雙電池供電模式，為高層建筑的供電提供雙重保障，自動(dòng)切換的新型安保電源在一定程度上也加強(qiáng)了建筑供電的穩(wěn)定性與可靠性。

參考文獻(xiàn)

[1] 張東方，姚鋒鋼.高層建筑供配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J].科技致富向?qū)В?012，（15）：248.

[2] 侯慧敏.高層住宅樓電氣設(shè)計(jì)與研究[D].西安：長(zhǎng)安大學(xué)，2013.

[3] 易明隆.高層建筑供配電技術(shù)可靠性研究[J].企業(yè)技術(shù)開發(fā)，2013，（1）：148-149.

[4] 閆振宏.事故保安電源傳統(tǒng)切換方式與自動(dòng)切換開關(guān)的優(yōu)缺點(diǎn)比較[J].沈陽(yáng)工程學(xué)院學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2006，2（04）：339-340.