摘要：隨著人們對建筑業(yè)使用要求的不斷提高，高層建筑的興起也對建筑電氣設備提出了更高的要求。為了滿足用戶的需求，電氣工程設計人員應首先從基礎出發(fā)，優(yōu)化供配電系統(tǒng)，適應越來越復雜的電氣工程，提高用戶對建筑使用的滿意度。

關鍵詞：高層建筑;電氣工程;供配電系統(tǒng)設計;分析

一、概述高層建筑供配電系統(tǒng)的相關設計內(nèi)容

供配電系統(tǒng)是當前高層建筑電氣工程中最基本的組成部分。如果分類標準是以使用效果為依據(jù)的，則可分為區(qū)域變電所和用戶變電所兩部分。主要是控制建筑物內(nèi)的配電和用電。供配電系統(tǒng)的使用和設計應滿足其使用對象和供配電系統(tǒng)的使用要求，其主要對象是用戶和以用戶為基礎的電氣工程，因此供配電系統(tǒng)的總體設計應滿足用戶和電氣的要求工程。這樣可以提高用戶的滿意度，在很大程度上保證電氣工程的安全。高層建筑配電系統(tǒng)的主要應用方式是電流從供電端逐步流向用戶端，成為單向的潮流。采用這種方式的主要目的是對電能進行降壓處理和分配。10/0.4kV為高層建筑供配電總設計電壓等級。設計人員不能僅僅依靠理論來設計供配電系統(tǒng)。應根據(jù)建筑物的具體用途和特殊需要，科學確定相關參數(shù)的取值范圍，綜合考慮設計方案，最大限度地優(yōu)化設計方案。

二、高層建筑的供配電系統(tǒng)設計原則

在高層建筑中，電能的有效供給和分配依賴于科學的供配電系統(tǒng)，因此在電氣工程運行中，必須實現(xiàn)系統(tǒng)的合理設計。根據(jù)高層電氣工程供配電系統(tǒng)的實際運行需要和用戶的實際需要，系統(tǒng)設計應遵循以下原則：

（一）安全性原則。對于各種工程來說，安全原則是必不可少的，特別是在電氣工程中，故障風險很大。在運行過程中，設計者需要從根本上保證供配電系統(tǒng)的運行安全穩(wěn)定，為提高高層建筑的供電效果和安全性打下良好的基礎。此時，供配電系統(tǒng)應設置在高層建筑中間，以實現(xiàn)對電壓、電流的有效控制，為完善系統(tǒng)的總體規(guī)劃提供幫助。

（二）節(jié)能性原則。節(jié)能環(huán)保是建筑業(yè)永恒的主題。在高層建筑供配電系統(tǒng)設計中，還必須加強節(jié)能要求的實踐。目前，設計人員主要依靠降低電壓來實現(xiàn)節(jié)能，但在這一環(huán)節(jié)，也要實現(xiàn)設備應用的優(yōu)化，從而達到減少電力浪費的目的。例如，在空調(diào)風機或水泵電機的設計中，集成了變頻控制設計，為節(jié)能降耗提供技術支持。

（三）經(jīng)濟性原則。在供配電系統(tǒng)的設計中，貫徹節(jié)能的原則，能夠有效地提高系統(tǒng)的運行效率，降低能耗，在一定程度上達到提高經(jīng)濟性的目的。然而，在實踐中，這遠遠不夠。只有開發(fā)商和施工單位充分重視系統(tǒng)設計的經(jīng)濟性要求，才能最大限度地節(jié)約成本，增加收益。在這一環(huán)節(jié)中，要求設計人員具備專業(yè)素質(zhì)和豐富經(jīng)驗，能夠根據(jù)高層建筑的實際供配電需求，設計出完全合適的應用方案，完成對設備、材料、人員、技術和工期的有效篩選和控制，從而使方案的經(jīng)濟性最大化。

三、供配電系統(tǒng)的具體設置

（一）變壓器的設計

為了使供配電系統(tǒng)更加安全可靠，需要考慮變壓器的運行情況，并注意變壓器的材質(zhì)類型。低能耗變壓器可以節(jié)約經(jīng)濟成本，降低電能消耗。70%～85%的負荷率是變壓器運行的最佳狀態(tài)。如果變壓器長時間在這個值工作，可以有效地緩解變壓器的工作壓力，提高變壓器的承載能力。它不僅可以穩(wěn)定供配電系統(tǒng)，而且可以實現(xiàn)電力資源的重復利用，提高能源利用價值。由于高層建筑的運行和使用是周期性的，而且用電量往往是可變的，因此變壓器應根據(jù)不同的周期和周期進行定期調(diào)整。例如，白天工作時間的用電量必須大于晚上，夏季和冬季空調(diào)的高利用率一般大于春秋兩季。這種時差要求對變壓器進行調(diào)整，以更有效地節(jié)約高層建筑的電力資源和運行成本。如針對變壓器白天工作負荷大的特點，可采用獨立變壓器作為日間變壓器，以滿足供配電晝夜間隔大的特點，減少電能損耗，減輕變壓器的運行壓力和過載。

（二）高壓配電系統(tǒng)設置

高壓配電系統(tǒng)是供配電系統(tǒng)的核心，它可以穩(wěn)定整個高層建筑的電壓。高壓配電系統(tǒng)一般設計為單母線分段式，這種形式既能保證電路的穩(wěn)定性，又能自動切換，互為備用。

（三）供配電系統(tǒng)配電箱的設置

供配電系統(tǒng)的配電箱必須將電氣測量設備和其他輔助設備一起安裝在封閉或半封閉的金屬柜內(nèi)，并用自動或手動開關控制回路的通斷，形成完整的低壓配電系統(tǒng)。高層建筑內(nèi)的照明配電箱回路能滿足照明設備的使用，所有插座應具有獨立回路供電的功能。

（四）電氣設備低壓斷路器的選擇

電氣設備低壓斷路器的主要功能是作為照明和供電系統(tǒng)對電氣設備的控制和保護的載體裝置，說明低壓斷路器是整個供配電系統(tǒng)穩(wěn)定運行的關鍵。低壓斷路器的安全保護性能優(yōu)于舊斷路器和熔斷器。低壓斷路器有直流和變換電路。根據(jù)結(jié)構(gòu)的不同，低壓電路有兩種：閉合電路和框架電路。在高層建筑中，由于各高層建筑用電的不同，在沒有使用功能的情況下，應采用不同的低壓斷路器。為電氣設備選擇合適的低壓斷路器，可以使高層建筑供配電系統(tǒng)的運行更加穩(wěn)定，對電氣工程的總體設計起到結(jié)構(gòu)優(yōu)化的作用。

四、結(jié)束語

傳統(tǒng)的高層建筑設計是一項艱苦的工作。在設計過程中，設計者必須正確地分析和評價項目計劃。為了保證最終設計的合理性，實現(xiàn)電能分配的良好發(fā)展，必須正確計算用電負荷和用電選擇的合理性。

參考文獻：

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[2]孫鴻鑫.高層建筑電氣工程供配電系統(tǒng)設計分析[J].山東工業(yè)技術，2016（08）：119-120.

作者簡介：張馨元，華夏外包服務（遼寧）有限公司。