高层建筑电气工程供配电系统设计的分析

摘　要：在经历了两次工业革命后，上个世纪在西方发达国家开始出现了超高层建筑物，随后超高建筑成为了一个城市乃至一个国家兴盛的标志，全世界范围内兴起了建设超高层建筑的狂潮。深入探究，超高层建筑出现的主要原因是城市人口暴增，土地面积无法承载过多的人口，加上工程建筑水平的提高，这使得其成为了打破城市发展瓶颈的“法宝”。高层建筑的电气供配电系统设计和高层建筑的建设一样复杂、繁琐和具有技术特点，优化高层建筑电气工程供配电系统设计能够让高层建筑的运行更加稳定，发挥高层建筑在作用上的优势特点。下文阐述了高层建筑供配电系统的设计理念，为推动高层建筑电气工程的发展提出了方案措施。

关键词：高层建筑；电气工程；供配电系统；设置

 

1.1 确保安全性

  在设计供配电系统之前，首先要排除电气设备和电气管道线路的质量故障问题，确保能够正常安全地使用，为 供 配 电 等 电 气 工 程 施 工 打 下 安 全 基 础。 由 于 高 层 建 筑 物 层 数 多， 楼 底 到 楼 顶 的 直 线 高 度 较 大， 所 以 电 能 传 输需 要 经 过 较 长 距 离， 为 了 能 够 降 低 电 能 在 输 送 过 程 中 的 损 耗， 应 该 将 供 配 电 系 统 的 核 心 装 置 设 备 安 装 在 高 层 建筑物的中间层。

1.2 增强节能性

  电气工程本身是一个能耗大的建设工程，尤其是供配电系统，它决定着整座高层建筑物的用电情况，况且高层 建 筑 物 内 部 人 员 多， 电 器 设 备 的 用 电 量 十 分 惊 人， 所 以 节 能 性 对 于 供 配 电 系 统 的 设 计 至 关 重 要。 增 强 节 能 性设 计， 不 仅 可 以 节 约 高 层 建 筑 物 的 使 用 成 本， 还 可 以 节 约 资 源、 保 护 环 境， 为 可 持 续 发 展 出 一 份 力， 承 担 起 社会 责 任。 除 了 在 供 配 电 系 统 供 电 端 需 要 作 出 节 能 设 计 之 外， 用 电 端 也 是 节 约 电 能 的 关 键 环 节。 例 如 说 在 建 筑 物的 外 观 装 饰 灯 管 和 内 部 照 明 灯 管 都 一 体 化、 标 准 化 采 用 最 新 的 节 能 灯 泡； 在 电 子 显 示 屏、 空 调、 打 印 机 等 电 器选择上尽量购买低耗能的型号。

2.1 高压配电系统设置

  高层建筑的电气设备十分庞杂，高压配电系统是供配电系统当中的核心，它能够稳定整个高层建筑的电压。一 般 高 压 配 电 系 统 都 是 设 计 成 单 母 线 分 段 式， 因 为 这 种 形 式 可 以 确 保 电 路 的 稳 定， 同 时 能 够 自 动 进 行 切 换， 互为备用设施。

2.2 供配电系统配电箱的设置

  供配电系统配电箱一定要把电气测量设备和其他辅助设备一齐安装在封闭或者半封闭的金属柜里，利用自动或 手 动 开 关 对 电 路 的 接 通 和 切 断 进 行 控 制， 形 成 完 整 的 低 压 配 电 系 统。 在 高 层 建 筑 内 部 的 照 明 配 电 箱 回 路 能 够贴合照明装置的使用，全部插座都要具备单独回路供电功能。

2.3 电气设备低压断路器的选择

  电气设备的低压断路器的主要作用是作为照明、供电系统对主体电气设备的控制和保护的载体装置，由此可见 低 压 断 路 器 是 整 个 供 配 电 系 统 稳 定 运 行 的 关 键。 低 压 断 路 器 相 对 老 式 闸 刀 和 保 险 丝 等 断 裂 装 置 安 全 保 护 性 能更 强。 低 压 断 路 器 有 直 流 和 变 流 电 路， 按 照 构 造 分 类 有 封 闭 式 和 框 架 式 两 种 低 压 电 路。 不 用 功 能 用 途 的 高 层 建筑 应 该 采 用 不 同 的 低 压 断 路 器， 因 为 每 座 高 层 建 筑 在 电 力 使 用 情 况 方 面 都 不 尽 相 同， 选 择 合 适 的 电 气 设 备 低 压断路器能够使高层建筑的供配电系统运行更加稳定，对电气工程的整体设计起到结构优化作用。

2.4 变压器的设计

  为了能够让供配电系统更具有安全性和可靠性，需要考虑到变压器的运行情况，同时要重视变压器的材质类型， 耗 能 低 的 变 压 器 能 够 节 约 经 济 成 本， 减 少 电 能 的 消 耗。 百 分 之 七 十 至 百 分 之 八 十 五 之 间 的 负 荷 率 是 变 压 器运行的最优状态，如果长时间在这个数值之内工作，能够有效缓解变压器的工作压力，增大变压器的承载能力，不 仅 可 以 稳 定 供 配 电 系 统， 还 能 够 电 力 资 源 的 反 复 利 用， 提 高 能 源 利 用 价 值。 因 为 高 层 建 筑 的 运 行 使 用 具 有 周期 性， 用 电 量 也 是 时 常 多 变， 所 以 要 对 变 压 器 进 行 有 规 律 的 调 整， 针 对 不 同 的 时 段 和 时 期 调 节 变 压 器。 例 如 白天 工 作 时 间 用 电 量 必 定 多 于 夜 晚， 夏 冬 季 节 空 调 使 用 率 高 用 电 量 一 般 多 于 春 秋， 这 样 的 时 间 性 区 别 需 要 通 过 调整 变 压 器 才 能 更 高 效 地 节 约 用 电 资 源 和 高 层 建 筑 的 运 行 成 本。 比 如 针 对 日 间 工 作 时 间 段 变 压 器 的 负 荷 较 大， 这时 可 以 使 用 独 立 的 变 压 器 作 为 日 间 变 压 器， 这 样 一 来 可 以 满 足 到 供 配 电 日 夜 差 距 大 的 特 点， 降 低 电 力 损 耗， 缓解变压器的运行压力和负荷过大的情况。

2.5 减少线路损耗

  高 层 建 筑 电 气 工 程 设 计 复 杂， 电 气 线 路 的 铺 设 也 需 要 通 过 精 心 的 设 计， 这 样 才 能 保 证 线 路 安 装 的 科 学 合 理性，不影响建筑物的美观，最重要的是如何优化线路的铺设节约电力资源，降低电力在线路输送过程中的损耗即使电流在流动时不可能完全避免损耗发生，但科学合理的线路设计可以最大限度降低能耗。电流从线路流过，然 而 不 同 材 质 的 线 路 对 电 流 造 成 的 损 耗 不 同， 所 以 电 气 线 路 的 设 计 工 作 首 要 就 是 选 择 材 质 优 良 的 线 路， 可 以 弱化线路当中的电阻，防止电网做无功功率。

  以上是笔者对高层建筑电气工程供配电系统的设计进行的阐述和分析。高层建筑当中电气设施繁多，电路复杂，施工难度和技术水平要求也很高，所以对供配电系统的设计优化也必须要深入探究，因为供配电系统影响着整个高层建筑的实际运行状况。一旦供配电系统因为设计不妥当出现故障问题，不但会增大电能负荷，增大电能损耗，而且会导致高层建筑电气工程中止运转，使得建筑物内的工作人员无法正常进行作业，阻碍工作进度，造成巨大的经济损失，甚至发生严重威胁到人们人身安全的电气事故。希望本篇文章能够对供配电系统设计者提供有效的优化方案，提升供配电系统的经济效益，节约电力资源，推动我国高层建筑电气工程的可持续发展。

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