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【摘 要】 随着城市化进程加快，高层建筑越来越普遍，人们对建筑供配电的设计提出了越来越高的要求，既要满足建筑物的使用功能，同时要降低能耗、节约成本。要解决建筑能耗问题，必须对建筑配电线路进行科学的设计，在建筑施工过程中对电气照明技术、变压器的选型和建筑电气控制技术进行探讨和分析。
【关键词】 高层；建筑；供配电；线路；选择；优化
建筑供配电需要遵循三个原则：第一，充分满足建筑物的使用功能。满足建筑物的照明亮度、色温和显色指数。确保建筑物在增加一些用电设施时，仍能满足用电需要；第二，节约能源。建筑物的供配电线路设计还需降低不必要能耗；第三，经济适用性。供配电线路设计时要考虑建筑物的实际使用情况，既不能因节能而减少建筑物相应的使用，也不能为满足过多的建筑物使用而增加设计成本。
1 高层建筑供配电特点与方式
1.1 高层建筑供配电特点
高层建筑具有单体楼层高和建筑面积大，集居住、商业、办公等功能于一体，具备高标准的多元化功能。这类建筑内部配套电气设备多，以满足现代化办公、管理和生活的需要，同时还具有人员密度大，火灾隐患多，对消防保安要求高等特点，这使得传统的高层建筑供配电方式无法满足人们日益增长的用电需求。
1.2 高层建筑供配电方式
现代高层建筑供配电线路按一级负荷要求进行供电。又根据 GB500522009 供配电系统设计规范规定，建筑内多为一、二级负荷，干线应设置两个及以上的独立 10kV 电源同时供电，对超大型的高层建筑（群）也有取 35kV 电源，甚至 110kV 电源。
2 高层建筑供配电线路的选择原则
2.1 满足机械强度
按使用环境和敷设方法选择导线的类型，按机械强度条件选择导线的截面。由于现代建筑对设备的要求越来越高，特别是在民用建筑中，导线基本上不会架空敷设，所以民用建筑电气设计中基本不用此种方式选择导线。
2.2 按允许载流量选择
导体的允许载流量，不仅和导体的截面、散热条件有关，还与周围的环境温度有关。在资料中所查得的导体允许载流量是对应于周围环境温度为 θ0=25℃的允许载流量，如果环境温度不等于 25℃，允许载流量应乘以温度修正系数 Kt。先计算线路的计算电流IC、确定导线类型、线路的敷设方式、明确环境温度、再根据以上条件查表，选择导线截面，才能更加科学的选用适宜的导线，使其绝缘介质不燃烧，老化不加速。高层建筑中电线和电缆导体一律采用绝缘层为阻燃型铜芯材质。
3.建筑供配电线路导线的选择与设计
3.1选择合适的导线
导线的选用需根据建筑物实际状况进行选择，其安全性导线的截面积和材质作为供配电设计的参考因素。建筑物内导线的材质通常有铝和铜两种。铜导线比铝导线的价格要高，但铜的安全过载余量和安全性都比铝线高，故在室内布线时得到了普遍的使用。对导线的截面积，切忌根据各用电器的额定功率计算，而应根据实际功率来计算，这既可以减少导线的截面积，又可以节约建筑配电线路的成本。选择合适导线时还应注意布线，避免各个线路相互干扰。建筑物内拥有各种布线系统，如火警报警消防联动系统、供电线路布線系统、办公室自动化系统、闭路电视系统、通信自动化系统等。它们分为弱电系统和强电系统，弱电系统不易受干扰，而强电线路的电磁容易干扰弱电系统，影响弱电系统正常使用。在设计线路走向时应根据建筑物的实际状况，在不影响各个线路的情况下进行设计。
3.2配电回路
电冰箱、有线电视、电话线等多路管线进入室内，这些管线中只有照明线路在顶板辐射之外，其他线路都是铺设在地面，会产生线路交叉，由于有些建筑物的垫层较薄，管线一旦交叉之后，在地面垫层很难进行相应的处理，而照明线路是将顶棚灯的接线盒进行分线。有些住户铺设地板时，可能会将敷设在地坪内的管线弄断，影响了建筑物的使用功能。针对这种情况可以将暗敷线路沿板孔、墙缝垂直或平行地面敷设，可在墙缝中有效解决管线交叉的问题，照明线路在利用墙的拐弯处利用接线盒进行分线。设计师还可以根据配电平面图，了解建筑物中各个分支线路的具体情况，尽量避免线路交叉。
3 . 3供配电线路的选择优化模型
高层建筑供配电线路选择时，除了必须满足安全可靠和技术要求外，还要考虑经济性。经济性既要节约投资费，又要减少年运行费。因此，存在一个按经济电流密度选择导线、电缆截面，从而使供配电线路经济上最优。我国目前按最大负荷利用小时数来查经济电流密度选择导线、电缆截面。因此，据此选择导线、电缆截面虽经济，但不是最优。最优经济电流密度还要同时考虑投资费、年运行费和计算年限期末固定资产余值代数和最小。应该根据导线的不同用途、不用使用情况以及使用方式选择导线的截面积。无论是根据何种方式计算出的导线截面，最终都不能低于规范的要求。在高层建筑电气设计中，正确地选择导线，对于保证高层建筑供配电系统安全、可靠、经济、合理地运行有着十分重要的意义。对经济电流密度选择供配电电力电缆进行进一步优化选择，更有助于节约有色金属与线路的投资决策，同时也有效地节约了电能。金属消耗量和允许电压损失最小才是高层建筑配电导线截面选择优化的关键要素，通过这两个要素能达到有效地节约投资和满足正常配电的双重效果，这对高层建筑配电网络的工程设计具有一定的参考价值。
4 建筑供配电变压器选型设计
4.1变压器的优化设计
在了解建筑物电气系统负荷的情况下，在配电变压器的选型和设计过程中，应根据合适的配电变压器，并根据建筑物的用电总量调配建筑物的供电电压和供电容量。对建筑物实际的电力负荷波动曲线进行计算，制定最优的配电变压器设计方案，科学的调配建筑物用电负荷，尽量使建筑物的电力负荷曲线平稳，并达到较高的三相平衡度。移除线路中不必要的电气设备和闲置配电容量，这既可以使建筑物的电能得到充分转换和利用，又能降低建筑物的能耗，节约电能资源。配电变压器对整个建筑物的供配电系统很重要。变压器的内部有铁心叠片，它通过交变磁力线内部铁心的磁带及涡流产生耗损，是其运行过程中产生空载损耗的主要原因。选择质量好的铁心，能降低变压器空载损耗，当前节能型配电变压器有非晶合铁心变压器和 S11、S13、S15 等型号的变压器，改变了传统意义上 S7 和 S9 叠片式铁心结构，既降低了磁阻和变压器运行过程中的空载电流，又提高了变压器运行的功率因数，减少供配电系统的线损，提高供电质量。
4.2变压器的容量与数量的选择
合理选择配电变压器变电容量与使用数量，需从配电变压器的投资费用、使用功能等考虑。建筑配电系统运行负荷功率较稳定时，可考虑在合理分配负荷的情况下减少变压器的设计数量，应优选大容量、节能型配电变压器。如建筑电气系统计算负荷在 3000 kV·A 左右时，宜优选 3 台 1000 kV·A 的变压器，不要选择选 6 台 500kV·A 的变压器，这既有利于 3 台变压器并联进行经济调度运行，又可以降低前者的损耗，提高经济效益。
5结束语
本文阐述了建筑供配电的设计原则，分析怎样选择合适的导线和配电回路，探讨了变压器的优化设计和变压器的容量与数量的选择，运用科学的指导方法，结合实际建筑物状况，为建筑供配电提供参考。
参考文献：
[1]吕永跃.建筑供配电线路设计技术分析[J].中国科技博览，2012（24）.
[2]叶婷婷.建筑电气供配电系统节能设计研究[J].硅谷，2013（6）.
[3]刘昌明.建筑供配电线路的节能设计[J].四川建筑科学研究，2011，37（1）.
【关键词】 高层；建筑；供配电；线路；选择；优化
建筑供配电需要遵循三个原则：第一，充分满足建筑物的使用功能。满足建筑物的照明亮度、色温和显色指数。确保建筑物在增加一些用电设施时，仍能满足用电需要；第二，节约能源。建筑物的供配电线路设计还需降低不必要能耗；第三，经济适用性。供配电线路设计时要考虑建筑物的实际使用情况，既不能因节能而减少建筑物相应的使用，也不能为满足过多的建筑物使用而增加设计成本。
1 高层建筑供配电特点与方式
1.1 高层建筑供配电特点
高层建筑具有单体楼层高和建筑面积大，集居住、商业、办公等功能于一体，具备高标准的多元化功能。这类建筑内部配套电气设备多，以满足现代化办公、管理和生活的需要，同时还具有人员密度大，火灾隐患多，对消防保安要求高等特点，这使得传统的高层建筑供配电方式无法满足人们日益增长的用电需求。
1.2 高层建筑供配电方式
现代高层建筑供配电线路按一级负荷要求进行供电。又根据 GB500522009 供配电系统设计规范规定，建筑内多为一、二级负荷，干线应设置两个及以上的独立 10kV 电源同时供电，对超大型的高层建筑（群）也有取 35kV 电源，甚至 110kV 电源。
2 高层建筑供配电线路的选择原则
2.1 满足机械强度
按使用环境和敷设方法选择导线的类型，按机械强度条件选择导线的截面。由于现代建筑对设备的要求越来越高，特别是在民用建筑中，导线基本上不会架空敷设，所以民用建筑电气设计中基本不用此种方式选择导线。
2.2 按允许载流量选择
导体的允许载流量，不仅和导体的截面、散热条件有关，还与周围的环境温度有关。在资料中所查得的导体允许载流量是对应于周围环境温度为 θ0=25℃的允许载流量，如果环境温度不等于 25℃，允许载流量应乘以温度修正系数 Kt。先计算线路的计算电流IC、确定导线类型、线路的敷设方式、明确环境温度、再根据以上条件查表，选择导线截面，才能更加科学的选用适宜的导线，使其绝缘介质不燃烧，老化不加速。高层建筑中电线和电缆导体一律采用绝缘层为阻燃型铜芯材质。
3.建筑供配电线路导线的选择与设计
3.1选择合适的导线
导线的选用需根据建筑物实际状况进行选择，其安全性导线的截面积和材质作为供配电设计的参考因素。建筑物内导线的材质通常有铝和铜两种。铜导线比铝导线的价格要高，但铜的安全过载余量和安全性都比铝线高，故在室内布线时得到了普遍的使用。对导线的截面积，切忌根据各用电器的额定功率计算，而应根据实际功率来计算，这既可以减少导线的截面积，又可以节约建筑配电线路的成本。选择合适导线时还应注意布线，避免各个线路相互干扰。建筑物内拥有各种布线系统，如火警报警消防联动系统、供电线路布線系统、办公室自动化系统、闭路电视系统、通信自动化系统等。它们分为弱电系统和强电系统，弱电系统不易受干扰，而强电线路的电磁容易干扰弱电系统，影响弱电系统正常使用。在设计线路走向时应根据建筑物的实际状况，在不影响各个线路的情况下进行设计。
3.2配电回路
电冰箱、有线电视、电话线等多路管线进入室内，这些管线中只有照明线路在顶板辐射之外，其他线路都是铺设在地面，会产生线路交叉，由于有些建筑物的垫层较薄，管线一旦交叉之后，在地面垫层很难进行相应的处理，而照明线路是将顶棚灯的接线盒进行分线。有些住户铺设地板时，可能会将敷设在地坪内的管线弄断，影响了建筑物的使用功能。针对这种情况可以将暗敷线路沿板孔、墙缝垂直或平行地面敷设，可在墙缝中有效解决管线交叉的问题，照明线路在利用墙的拐弯处利用接线盒进行分线。设计师还可以根据配电平面图，了解建筑物中各个分支线路的具体情况，尽量避免线路交叉。
3 . 3供配电线路的选择优化模型
高层建筑供配电线路选择时，除了必须满足安全可靠和技术要求外，还要考虑经济性。经济性既要节约投资费，又要减少年运行费。因此，存在一个按经济电流密度选择导线、电缆截面，从而使供配电线路经济上最优。我国目前按最大负荷利用小时数来查经济电流密度选择导线、电缆截面。因此，据此选择导线、电缆截面虽经济，但不是最优。最优经济电流密度还要同时考虑投资费、年运行费和计算年限期末固定资产余值代数和最小。应该根据导线的不同用途、不用使用情况以及使用方式选择导线的截面积。无论是根据何种方式计算出的导线截面，最终都不能低于规范的要求。在高层建筑电气设计中，正确地选择导线，对于保证高层建筑供配电系统安全、可靠、经济、合理地运行有着十分重要的意义。对经济电流密度选择供配电电力电缆进行进一步优化选择，更有助于节约有色金属与线路的投资决策，同时也有效地节约了电能。金属消耗量和允许电压损失最小才是高层建筑配电导线截面选择优化的关键要素，通过这两个要素能达到有效地节约投资和满足正常配电的双重效果，这对高层建筑配电网络的工程设计具有一定的参考价值。
4 建筑供配电变压器选型设计
4.1变压器的优化设计
在了解建筑物电气系统负荷的情况下，在配电变压器的选型和设计过程中，应根据合适的配电变压器，并根据建筑物的用电总量调配建筑物的供电电压和供电容量。对建筑物实际的电力负荷波动曲线进行计算，制定最优的配电变压器设计方案，科学的调配建筑物用电负荷，尽量使建筑物的电力负荷曲线平稳，并达到较高的三相平衡度。移除线路中不必要的电气设备和闲置配电容量，这既可以使建筑物的电能得到充分转换和利用，又能降低建筑物的能耗，节约电能资源。配电变压器对整个建筑物的供配电系统很重要。变压器的内部有铁心叠片，它通过交变磁力线内部铁心的磁带及涡流产生耗损，是其运行过程中产生空载损耗的主要原因。选择质量好的铁心，能降低变压器空载损耗，当前节能型配电变压器有非晶合铁心变压器和 S11、S13、S15 等型号的变压器，改变了传统意义上 S7 和 S9 叠片式铁心结构，既降低了磁阻和变压器运行过程中的空载电流，又提高了变压器运行的功率因数，减少供配电系统的线损，提高供电质量。
4.2变压器的容量与数量的选择
合理选择配电变压器变电容量与使用数量，需从配电变压器的投资费用、使用功能等考虑。建筑配电系统运行负荷功率较稳定时，可考虑在合理分配负荷的情况下减少变压器的设计数量，应优选大容量、节能型配电变压器。如建筑电气系统计算负荷在 3000 kV·A 左右时，宜优选 3 台 1000 kV·A 的变压器，不要选择选 6 台 500kV·A 的变压器，这既有利于 3 台变压器并联进行经济调度运行，又可以降低前者的损耗，提高经济效益。
5结束语
本文阐述了建筑供配电的设计原则，分析怎样选择合适的导线和配电回路，探讨了变压器的优化设计和变压器的容量与数量的选择，运用科学的指导方法，结合实际建筑物状况，为建筑供配电提供参考。
参考文献：
[1]吕永跃.建筑供配电线路设计技术分析[J].中国科技博览，2012（24）.
[2]叶婷婷.建筑电气供配电系统节能设计研究[J].硅谷，2013（6）.
[3]刘昌明.建筑供配电线路的节能设计[J].四川建筑科学研究，2011，37（1）.