劉寬

摘 要：近年來，社會進步迅速，隨著城市規(guī)模的不斷擴大發(fā)展，人們對于居住條件及環(huán)境要求也愈發(fā)嚴格，使得高層建筑的數(shù)量不斷增加。對于高層建筑而言，實際占地面積大，且內(nèi)部建筑結(jié)構(gòu)復(fù)雜，同時用電量也巨大。所以在進行高層建筑的用電總量確定的時候，需要綜合考量負荷的各方面特點，并結(jié)合實際情況使用需要系數(shù)及同期系數(shù)。

關(guān)鍵詞：高層建筑;電氣工程;供配電系統(tǒng)設(shè)計研究

在經(jīng)歷了兩次工業(yè)革命后，上個世紀在西方發(fā)達國家開始出現(xiàn)了超高層建筑物，隨后超高建筑成為了一個城市乃至一個國家興盛的標(biāo)志，全世界范圍內(nèi)興起了建設(shè)超高層建筑的狂潮。深入探究，超高層建筑出現(xiàn)的主要原因是城市人口暴增，土地面積無法承載過多的人口，加上工程建筑水平的提高，這使得其成為了打破城市發(fā)展瓶頸的“法寶”。高層建筑的電氣供配電系統(tǒng)設(shè)計和高層建筑的建設(shè)一樣復(fù)雜、繁瑣和具有技術(shù)特點，優(yōu)化高層建筑電氣工程供配電系統(tǒng)設(shè)計能夠讓高層建筑的運行更加穩(wěn)定，發(fā)揮高層建筑在作用上的優(yōu)勢特點。下文闡述了高層建筑供配電系統(tǒng)的設(shè)計理念，為推動高層建筑電氣工程的發(fā)展提出了方案措施。

1 高層建筑電氣工程供配電系統(tǒng)概述

在規(guī)劃高層建筑的電氣設(shè)備時，必須首先考慮電力負荷。如果無法準確估算高層建筑中電氣工程的實際電力需求，則無法保證電力設(shè)備的有效使用。它還會影響電氣設(shè)備的安全并對人們的生命和財產(chǎn)構(gòu)成威脅。使用系數(shù)方法和負載密度方法的計算方法可用于計算構(gòu)建多層建筑物所需的電力負荷。通過兩種計算方法獲得的計算數(shù)據(jù)可以顯示更準確和先進的電氣工程項目。

2 高層建筑電氣工程供配電系統(tǒng)設(shè)計的主要原則

供配電系統(tǒng)作為高層建筑機電工程的重要基礎(chǔ)，不僅承載著建筑電力系統(tǒng)電能的配用環(huán)節(jié)，而且也可以分為區(qū)域變電站和用戶變電站兩種部分。高層建筑的供配電系統(tǒng)主要服務(wù)對象就是以建筑使用者以及建筑內(nèi)部電氣設(shè)備為主，所以供配電系統(tǒng)的穩(wěn)定運行，能夠?qū)ㄖ娏ο到y(tǒng)整體的安全性能具有非常重要的影響。一般來說，高層建筑相關(guān)的供電系統(tǒng)主要采用的是單方向流動的模式，由電源端至用戶端，這樣就能夠保證電源分配和降壓的快速處理，使得外部電能轉(zhuǎn)化為可供用戶端直接使用的電能。由于現(xiàn)階段高層建筑電壓并不超過110kV，所以結(jié)合建筑設(shè)計的實際需求即可。通過科學(xué)合理的判斷用電量、系統(tǒng)負荷等基礎(chǔ)參數(shù)，綜合各種可能出現(xiàn)的問題，這樣才能滿足建筑基礎(chǔ)整體的使用功能，也能夠保證高層建筑供配電系統(tǒng)的可擴展性。在高層建筑電氣工程供配電系統(tǒng)設(shè)計時，也必須遵循安全節(jié)約、節(jié)能環(huán)保的設(shè)計要求。設(shè)計人員在進行供配電系統(tǒng)設(shè)計時，必須要充分的考慮到節(jié)能環(huán)保的需求，只要根據(jù)科學(xué)的方式判斷設(shè)備型號，盡量避免出現(xiàn)能源資源浪費的情況加強供配電系統(tǒng)的成本控制。此外還應(yīng)該選用節(jié)能環(huán)保的材料，最大程度上減少高層建筑供配電施工，環(huán)境污染等問題。

3 高層建筑電氣工程供配電系統(tǒng)設(shè)計

3.1 變壓器的設(shè)計

為了能夠讓供配電系統(tǒng)更具有安全性和可靠性，需要考慮到變壓器的運行情況，同時要重視變壓器的材質(zhì)類型，耗能低的變壓器能夠節(jié)約經(jīng)濟成本，減少電能的消耗。百分之七十至百分之八十五之間的負荷率是變壓器運行的最優(yōu)狀態(tài)，如果長時間在這個數(shù)值之內(nèi)工作，能夠有效緩解變壓器的工作壓力，增大變壓器的承載能力，不僅可以穩(wěn)定供配電系統(tǒng)，還能夠電力資源的反復(fù)利用，提高能源利用價值。因為高層建筑的運行使用具有周期性，用電量也是時常多變，所以要對變壓器進行有規(guī)律的調(diào)整，針對不同的時段和時期調(diào)節(jié)變壓器。例如白天工作時間用電量必定多于夜晚，夏冬季節(jié)空調(diào)使用率高用電量一般多于春秋，這樣的時間性區(qū)別需要通過調(diào)整變壓器才能更高效地節(jié)約用電資源和高層建筑的運行成本。比如針對日間工作時間段變壓器的負荷較大，這時可以使用獨立的變壓器作為日間變壓器，這樣一來可以滿足到供配電日夜差距大的特點，降低電力損耗，緩解變壓器的運行壓力和負荷過大的情況。

3.2 供配電系統(tǒng)配電箱的設(shè)置

根據(jù)電氣設(shè)計的相關(guān)要求，供配電系統(tǒng)的配電箱中應(yīng)該安裝各種開關(guān)保護裝置、測量儀表和多種輔助設(shè)施，在完全封閉或半封閉狀態(tài)的柜體或保護屏實現(xiàn)電氣元件進行集合。一般情況下，可以采用自動開關(guān)裝置或者采用手動的方式對電路進行分斷控制，如果供配電線路存在故障，可以對故障區(qū)段進行隔離，發(fā)出相應(yīng)的報警信號。在發(fā)、配、變電所中，可以安裝測量儀表來對配電網(wǎng)運行參數(shù)進行采集和顯示，還可以調(diào)整多種電氣運行參數(shù)，利用信號裝置提示運行參數(shù)的偏離情況。高層建筑物中的照明配電箱，供電回路應(yīng)該滿足三個不同方面的要求，保證照明系統(tǒng)、插座有具備單獨的供電回路。再者，空調(diào)裝置的回路可以劃分成客廳空調(diào)和之外的兩個給空調(diào)供電的插座。最后，壁掛空不安裝漏電保護裝置之外，其它的空調(diào)插座都應(yīng)該單獨安裝保護裝置。

3.3 低壓配電系統(tǒng)的設(shè)計

高層建筑物另一個關(guān)鍵的組成部分就是低壓配電系統(tǒng)，在進行電氣設(shè)計時，應(yīng)該考慮好各方面的電氣保護措施，才可以讓低壓配電系統(tǒng)發(fā)揮出更好的作用，避免也不必要的安全事故。需要做好高層建筑物的接地保護設(shè)計，接地保護措施的完善，可以防止低壓配電系統(tǒng)產(chǎn)生一些突發(fā)的情況。由于低壓配電系統(tǒng)很容易受到外界的干擾，從而對正常的供電產(chǎn)生影響。低壓配電系統(tǒng)的接地主要有IT接地系統(tǒng)、TT接地系統(tǒng)以及TN接地系統(tǒng)等，如果低壓配電系統(tǒng)存在漏電問題，會對人員和設(shè)備造成很大的傷害，應(yīng)該在配電保護柜中安裝漏電斷器器，避免出現(xiàn)漏電問題，可以有效的提高建筑物用電安全。

3.4 減少線路損耗

在電力傳輸過程中，由于各種各樣的因素，所以線路損耗無法避免，但是可以通過恰當(dāng)?shù)脑O(shè)計來減少線損。當(dāng)電流從線路中流通時，由于不同的線路材質(zhì)以及負荷會造成一定的功率損耗，所以必須要保證電網(wǎng)的功率因數(shù)得到全面提升，選擇更好的材質(zhì)，盡可能減少線路中的電阻，避免電網(wǎng)無功功率。

3.5照明設(shè)計要點

對照明節(jié)能設(shè)計而言，其主要指的是在確保照明的質(zhì)量前提下，來對于照明電路當(dāng)中能量損失實施一定程度降低，而且能夠有效達成能量運用的最大化目地。通常狀況下，其主要是涵蓋了下面兩類：①照明措施選取：應(yīng)對于自然光進行充分運用，這是照明能耗得到節(jié)約的關(guān)鍵措施之一，就是電氣設(shè)計工作人員應(yīng)該盡可能考慮到人工照明以及自然光充分的結(jié)合，進而在非常大程度上使照明電能得到節(jié)約;②選取合理光源：最根本準則是應(yīng)當(dāng)依照不一樣場地來選取不一樣光源。選取適當(dāng)照明措施以及設(shè)備也是一類可行節(jié)約電能措施。

4 結(jié)語

在高層建筑中，所需的相應(yīng)負荷比較大，要做好電氣工程的各項設(shè)計，做好線路的選擇、做好防火措施，實現(xiàn)安全可靠合理的節(jié)能用電，要對供電系統(tǒng)的設(shè)計方案反復(fù)推敲，確保整個系統(tǒng)可以安全的運行。高層建筑的常規(guī)設(shè)計是一項具有挑戰(zhàn)性的任務(wù)。此設(shè)計過程要求設(shè)計人員多次執(zhí)行適當(dāng)?shù)姆治霾⒃u估項目計劃。有必要確定負載容量計算是否準確以及電源選擇是否合理等確保最終設(shè)計的合理性，有助于高層食品和能源分配的良好發(fā)展。

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