高层建筑电气工程供配电系统设计研究

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　　摘 要：高层建筑是城区基础建设的核心部分，正确运用超高层建筑，可以改善在城市化管理中产生的土地资源不充足问题，从而为城区发展提供保障。供配电系统设计是建筑工程的关键环节，需要在全面了解建筑构架及其作用的前提下，来规划供配电系统设计流程，以确保设计整体的标准性；更要注意在供配电系统设计过程中，将“安全施工”的理念充分落实，以增强超高层建筑的整体质量。
　　关键词：高层建筑；电气工程；供配电系统设计
　　1 前言
　　近几年，城市中的高层建筑的数量不断增多，这些高层建筑会对人们的生活，以及城市的发展造成一定程度影响。因此，高层建筑电气设计期间，相关的工作人员应当依据高层建筑的实际需求，做好相应的分析工作，并且要对建筑电气设计工作认真探讨，反复推敲设计方案，确保最终设计的合理性。
　　2 高层建筑供配电系统设计的基本要求
　　2.1 安全性要求
　　在进行供配电系统设计过程中，需要在保证电气设备本身质量合格的前提下，保证建筑物的供配电系统运行的安全性。在明确高层建筑层数的前提下，供配电系统区需要设定在建筑的中间点，以减少电能输送时的电能损耗，也可以在地下相关层加设发电机。为确保建筑物整体用电的的长期稳定性，需要将输出电压设定在10kV，再通过对降压变压器的运用，将配电系统控制为低压。除此之外，在配电系统设置期间，需要结合建筑总层数来规划线路总米数、线路与发电距离及其线路型号。
　　2.2 节能性要求
　　节能高效工作要求现阶段已是各行业领域的基本工作要求，所以，高层建筑中的供配电系统也需要具备节能高效的标准。现阶段，建筑物内形式上的降低电压是能够达到的，然而要实现真正的节能目的，需要运用先进高效的节能灯。在空调风机、水泵等马达的设计中，可采用我国主流的变频控制设计，这种设计法的主要优点是能够根据系统实际需求调整马达用电量，避免传统马达因长时间的连续工作而产生电量浪费的现象，最终实现节能。
　　3 高层建筑供配电系统设计内容
　　高层建筑相关配电系统在运行过程中的服务对象是建筑内部电气设备，以及相应的使用者。由此可见，供配电系统运行情况与建筑电力系统的整体运行情况相符，才能确保高层建筑工程中整体机电工程在应用过程中的可靠性、安全性。高层建筑在具体运行过程中，相关配电系统采用的为单方向流动模式，即由电源端向用户端流动的模式，通过该方式，可以完成对电能的合理分配，并且能够做好相应的降压处理，从而使外部电能能够直接转变为用户应用的电能。通常来说，设计人员在高层建筑配电系统设计阶段，应当充分结合建筑的具体需求，对高层建筑在实际运行过程中的用电量加以确定，优化设计方案，在确保可以满足建筑在实际运行过程中用电量的前提下，提高系统的可扩展性，从而提高系统的可靠性。
　　4 高层民用建筑电气设计要点
　　4.1 高层建筑电力负荷计算
　　高层建筑的电力负荷一般可分为空调（40%～50%），动力（20%～25%），电气照明（30%～35%）等，由于空调负荷占比较大，空调设备一般都设置在大楼的地下室，首层或下部，供电变压器的供电范围大约为15～20层，可根据层高在大楼的上下中层设置电房。
　　高层建筑的电力负荷需要通过计算才能得到准确的信息，一般会采用系数法和单位指标法两种方法。在进行高层建筑物设计时，是要根据图文设计阶段进行负荷计算，目前来说比较实用的方法是单位指标法，它是根据高层建筑中所使用的变压器，根据变压器的变化情况来进行计算建筑的负荷率还有容量，然后可以推算出同类建筑物中电负荷的情况。经验不够以及研究不足带来的误差就可以很完美的避免掉，要想让高层建筑的用电系统达到更加安全、合理化，高层的用电指标跟用电系数之间的测评是不可缺少也是不可忽视的。
　　4.2 照明设计要点
　　对照明节能设计而言，其主要指的是在确保照明的质量前提下，来对于照明电路当中能量损失实施一定程度降低，而且能够有效达成能量运用的最大化目地。通常状况下，其主要是涵盖了下面两类：（1）照明措施选取：应对于自然光进行充分运用，这是照明能耗得到节约的关键措施之一，就是电气设计工作人员应该尽可能考虑到人工照明以及自然光充分的结合，进而在非常大程度上使照明电能得到节约；（2）选取合理光源：最根本准则是应当依照不一样场地来选取不一样光源。选取适当照明措施以及设备也是一类可行节约电能措施。
　　4.3 防雷与接地的设计
　　对于高层民用建筑来说，做好防雷工作对于确保建筑物的安全有着重要的作用，一方面，要在高层民用建筑的层间设置一定数量的避雷带以及均压环。这样一来，不仅可以有效地避免直雷击对于建筑的危害，同时还可以避免侧雷击对于建筑物的危害。另一方面，要对高层民用建筑独立的避雷针设计以及避雷网的设计工作引起重视。对于防雷等级为第一类的建筑物来说，避雷网的网格边长要大于5m；对于第二类防雷建筑来说，建筑避雷网网格的边长要控制在10m左右。对于电阻的冲击来说，要确保在10Ω以下。同时，其还要与民用建筑屋顶的避雷网进行连接，确保高层建筑的避雷效果。
　　4.4 设计配电箱
　　配电箱需要满足保护电气、测量仪表、开关、其它辅助设备在实际组装过程中的具体需求，最终构成一套完整的低压配电装置。该装置在具体应用过程中应当能够满足手动、自动控制需求，如果系统在运行过程中出现故障，可以利用装置切断电路，该部分在具体设计过程中，需要满足以下内容：
　　（1）高层建筑内的不同区域插座在实际应用过程中，能够实现单独回路供电。（2）结合高层建筑的具体情况，完成空调回路设计。（3）各个插座回路都要设计相应漏电保护开关，挂壁空调插座除外。
　　此外，在回路分配过程中，还需要符合以下要求：（1）照明系统、卧室、卫生间插座都可以单独回路供电。（2）从空调回路的具体情况来看，应当将其分成单独客厅柜式空调回路，另外两个空调插座要作为一个回路。
　　4.5 设计开关及插座
　　开关可靠动作是电气系统在实际运行过程中安全的保障。因此，在具体设计过程中，设计人员应当结合电器设计的具体要求，以及系统安全要求，选择合理的开关类型及相应的方式，确保建筑的整體安全需求能够满足应用需求。
　　4.6 导线的选择设计
　　电力线路是配电线路系统中的一项关键基础设施，其担负着输电的重要职能，在进行该项内容设计时，设计人员应当结合相应的操作规范，以及系统安全的具体需求，选择与实际情况相符的导线，在导线的选择过程中，应当注意导线的材质、横截面大小、以及长度等，并且要做好相应布置工作，在节约导线的基础上，减少能源传输过程中的能量消耗量，从而满足在节能、经济、安全方面的具体需求。同时，导线的选择过程中，还要考虑经济性，在确保导线的性能可以满足线路的基础上，选择经济性更好的导线。
　　总之，高层建筑定期设计是一项复杂的工作，在具体设计过程中，设计人员必须要做好相应的分析工作，对采用的设计方案要反复推敲，要确定负荷量容量计算是否准确，供电电源的选择是否合理等多方面考虑，确保最终设计的合理性，促进高层建筑供配电行业的健康发展。
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