论文部分内容阅读
【摘 要】 本文主要针对高层建筑电气设备的特点、高层建筑中配电系统设计的原则以及高层建筑低压配电进行设计的相关思路进行简要分析，仅供参考。
【关键词】 高层建筑；低压配电设计；建筑电气系统
一、高层建筑电气设备的特点
1、用电设备种类多
高层建筑对功能的要求更多也更完善，如给水排水系统、制冷与采暖设施、火灾报警与消防联动系统、监控系统、智能安防与电子巡更系统、电梯系统、通风系统、建筑智能化和网络系统等。正是由于其功能要求越来越多，所以其用电设备也变得越来越复杂。
2、用电量大，负荷密度高
高层建筑用电负荷多、负荷密度大。据综合统计发现，高层宾馆、商住楼等高层建筑其负荷密度均在60W/m2以上，有些甚至高达150W/m2。即便对于高层民用住宅和公寓，其负荷密度也往往高达25-60W/m2。
3、供电可靠性要求高
高层建筑其用户也必定较多，因此其对用电可靠性要求也相对较高。其中存在着大量的一级负荷和二级负荷。一级负荷一般用电为2套独立的供电系统，保证一套供电系统出现故障时另一套供电系统能够可靠供电，除此之外往往还需增加一定的应急电源如柴油发电机等供电设备，以保证供电可靠性。
二、高层建筑对供配电系统设计的要求
现代化的高层建筑集娱乐休闲、办公、商业等功能与一身，其多元化的功能要求决定了与之配套的设备及现代化设施提出了更高的要求。对于低压配电系统的设计往往是整个高层建筑设计多功能要求的前提。在更好地提高系统的自动化和智能化基础上优化供配电系统设计对一个高层建筑电气设计师提出了更高的要求。
三、高层建筑供配电系统设计
1、供配电方案的可靠性
在保证供电电源符合电力负荷的前提条件下，供配电系统的可靠性和变电所的安全是十分关键的。在高层建筑当中，存在很多一级或者是二级的负荷，通常变压器均在两台以上，并且还设置了柴油发电机组一台。柴油发电机组的启动必须满足一定的条件，即如果是10Kv的两进线回路都停电，那么柴油发电机作为应急电源使用，在10秒内自行启动，承担关键负荷供电的工作，此外，为了确保消防用电的安全可靠性不受影响，假使发生火灾事故，柴油发电机组必须可以自动将非消防用电负荷切断。以下是对具体供配电方案的详细分析：
为了将柴油发电机的功能最大程度的发挥出来，也就是在平时市电停止供电时，可以对一般性的负荷进行直接的供电，柴油发电机不另外安装专门的母线，而共享变压器的母线。这种方案的缺点表现在，当其中的一台变压器出现故障亦或是检查时，断开其中的一个断路器，如果将第三个断路器合上时正处于市电停止供应时，柴油发电机自动启动，因为其中一个断路器的断开，那么就不能对一般性的负荷进行电力供应。此外，为了确保柴油发电机能够成功的自行启动，Ⅰ段母线中的一般性负荷应失压隔开，进而导致平时电网出现电压的波动，还可能引发跳闸事故，从而对供电的安全可靠性带来一定的影响。
2、关于供配电线路的可靠性
供电电源能够达到电力负荷条件时，供电线路的可靠对低压供配电系统而言同样是极为关键的。在进行工程设计时，必须充分结合多方面的因素来决定供电线路，例如电源的条件、供电系统停电的概率、停电所造成的损失、供电系统各种方案的成本投入等。此外，还必须注意因为尘埃的聚集、外部热源以及腐蚀等对布线系统所带来的消极影响。应该注意避免由于使用或者是敷设过程中，所承受的冲击、振动、建筑物伸缩与沉降等外部应力作用，而导致的破坏。其中，在高层民用建筑的民用消防用电设备，应该使用专用的供电回路。在对各种设备（消防电梯、消防控制室以及排风排烟风机等）进行供电的过程中，应该在末一级的配电箱处设定一个自动切换的装置，配电线路的敷设必须满足有关规范的要求。
在对高层建筑进行电气设计时，在地下室车库照明配电过程中，一般情况下应急照明箱会安装在车库的墙壁上，但是配电箱并未采取相关的防火措施，因此一旦在配电箱的周围发生火灾事故，很快就会烧坏配电箱，所以，在对这个项目的配电进行设计时，应该设定一个配电间，以便保证应急照明供电的安全与可靠。由于部分高层建筑和公共场所建筑物对防火的要求较高，必须选择无烟无卤的电力电缆或是耐火/助燃低烟无卤交联聚乙烯绝缘电线，这种电线、电缆不但拥有成熟的实验办法，并且其产品标准较高，已经能够和国际上的先进标准相接轨。
供配电系统设计的注意要点：在对高层建筑电气低压供配电加以设计时，基本上都采用分区树干式的配电方式。干线首端的保护器分支线长度的办法，方便、适用，能够较好的解决电气设计人员难以确定长度的问题，保证工程供配电系统线路设计的科学合理、安全可靠。
四、高层建筑低压配电进行设计的相关思路
1、IT系统的特点
建筑电气低压配电系统中的IT系统在端口区域并无接地设置，或对电源端口区域带电部分采用电抗或者高电阻进行保护接地[1]，被称作三相三线制供电系统的保护接地。此外，对于可能漏电和漏电的设备要采取接地保护。IT供电系统最大优点是具有高稳定性和高安全性。同时IT供电系统还适用于对用电质量要求高，需要长时间不间断供电的场所。目前我国许多企业和公共场所都采用这种系统进行供电。
2、TT系统的特点
建筑电气低压配电系统中的TT系统.TT系统在建筑中使用时，需要在电源中性点进行接地设计，此外对于可能漏电和漏电的设备和电源中性点都需要接地保护。在运用TT系统时，系统中的保护线PE与中性线N直接并无通电关系，在建筑电气运行过程中PE线中并没有电流通过[2]。建筑中电气在修建过程中采用TT系统的通常是建筑物中电器用电量较低、电容量低。一般都是用电量较小的农村或乡镇。在实际生活中，为了考虑安全与经济因素，在一些城市低压输电线路中也经常会运用TT系统进行供电。一些电力部门也会对一些特殊地区进行硬性规定，使其采用TT系统供电。
3、TN系统的特点
TN系统也经常被运用到建筑电气设计中，若在建筑电气低压配电设计中采用TN系統。首先，我们需要将建筑物中电气设备外壳全部接到同一保护线上，同时，对于建筑物电气设备中的中性点都需要进行接地保护，并有中性线引出，避免发生意外。
TN供电系统可细化分为TN-C-S、TN-S、TN-C三种模式。对于这三种模式的设置是依据保护线与中性线的合并关系。在进行电网设计时，要根据电网中导横截面积不同而选取不同的接线方式，在选取接线方式上一定要依据实际情况进行选取，避免对整个电网产生不良影响。
4、实际应用中系统的选择
在改革开放之前我国进行配电系统搭建时一般都采用TN-C系统，但随着改革开放，以及我国在建筑电气低压配电系统设计上的成熟，我国在建筑电气低压配电设计中开始采用IEC标准，才开始运用TN-S系统接地形式。
结束语
因为当前社会环境对于高层建筑中的电气中低压配电设计过程中的要求也是越来越高，所以，在进行低压配电设计过程中，相关的设计人员必须要综合的考虑到多方面的因素，来制定出科学合理的设计方案，以此来减少损耗，来提高供电过程中的使用效率，与此同时还能够保障用电的安全性以及稳定性，在此基础之上来不断的满足人们日常生活中对用电的需求。
参考文献：
[1]叶书明.针对高层建筑电气设计中低压配电系统安全性分析[J].民营科技，2014，08：19.
[2]赵振.超高层建筑中电气设计的一些特点分析[J].现代物业（上旬刊），2014，08：36-37.
[3]朱玉滢.高层建筑电气中低压配电设计[J].价值工程，2014，28：49-50.
【关键词】 高层建筑；低压配电设计；建筑电气系统
一、高层建筑电气设备的特点
1、用电设备种类多
高层建筑对功能的要求更多也更完善，如给水排水系统、制冷与采暖设施、火灾报警与消防联动系统、监控系统、智能安防与电子巡更系统、电梯系统、通风系统、建筑智能化和网络系统等。正是由于其功能要求越来越多，所以其用电设备也变得越来越复杂。
2、用电量大，负荷密度高
高层建筑用电负荷多、负荷密度大。据综合统计发现，高层宾馆、商住楼等高层建筑其负荷密度均在60W/m2以上，有些甚至高达150W/m2。即便对于高层民用住宅和公寓，其负荷密度也往往高达25-60W/m2。
3、供电可靠性要求高
高层建筑其用户也必定较多，因此其对用电可靠性要求也相对较高。其中存在着大量的一级负荷和二级负荷。一级负荷一般用电为2套独立的供电系统，保证一套供电系统出现故障时另一套供电系统能够可靠供电，除此之外往往还需增加一定的应急电源如柴油发电机等供电设备，以保证供电可靠性。
二、高层建筑对供配电系统设计的要求
现代化的高层建筑集娱乐休闲、办公、商业等功能与一身，其多元化的功能要求决定了与之配套的设备及现代化设施提出了更高的要求。对于低压配电系统的设计往往是整个高层建筑设计多功能要求的前提。在更好地提高系统的自动化和智能化基础上优化供配电系统设计对一个高层建筑电气设计师提出了更高的要求。
三、高层建筑供配电系统设计
1、供配电方案的可靠性
在保证供电电源符合电力负荷的前提条件下，供配电系统的可靠性和变电所的安全是十分关键的。在高层建筑当中，存在很多一级或者是二级的负荷，通常变压器均在两台以上，并且还设置了柴油发电机组一台。柴油发电机组的启动必须满足一定的条件，即如果是10Kv的两进线回路都停电，那么柴油发电机作为应急电源使用，在10秒内自行启动，承担关键负荷供电的工作，此外，为了确保消防用电的安全可靠性不受影响，假使发生火灾事故，柴油发电机组必须可以自动将非消防用电负荷切断。以下是对具体供配电方案的详细分析：
为了将柴油发电机的功能最大程度的发挥出来，也就是在平时市电停止供电时，可以对一般性的负荷进行直接的供电，柴油发电机不另外安装专门的母线，而共享变压器的母线。这种方案的缺点表现在，当其中的一台变压器出现故障亦或是检查时，断开其中的一个断路器，如果将第三个断路器合上时正处于市电停止供应时，柴油发电机自动启动，因为其中一个断路器的断开，那么就不能对一般性的负荷进行电力供应。此外，为了确保柴油发电机能够成功的自行启动，Ⅰ段母线中的一般性负荷应失压隔开，进而导致平时电网出现电压的波动，还可能引发跳闸事故，从而对供电的安全可靠性带来一定的影响。
2、关于供配电线路的可靠性
供电电源能够达到电力负荷条件时，供电线路的可靠对低压供配电系统而言同样是极为关键的。在进行工程设计时，必须充分结合多方面的因素来决定供电线路，例如电源的条件、供电系统停电的概率、停电所造成的损失、供电系统各种方案的成本投入等。此外，还必须注意因为尘埃的聚集、外部热源以及腐蚀等对布线系统所带来的消极影响。应该注意避免由于使用或者是敷设过程中，所承受的冲击、振动、建筑物伸缩与沉降等外部应力作用，而导致的破坏。其中，在高层民用建筑的民用消防用电设备，应该使用专用的供电回路。在对各种设备（消防电梯、消防控制室以及排风排烟风机等）进行供电的过程中，应该在末一级的配电箱处设定一个自动切换的装置，配电线路的敷设必须满足有关规范的要求。
在对高层建筑进行电气设计时，在地下室车库照明配电过程中，一般情况下应急照明箱会安装在车库的墙壁上，但是配电箱并未采取相关的防火措施，因此一旦在配电箱的周围发生火灾事故，很快就会烧坏配电箱，所以，在对这个项目的配电进行设计时，应该设定一个配电间，以便保证应急照明供电的安全与可靠。由于部分高层建筑和公共场所建筑物对防火的要求较高，必须选择无烟无卤的电力电缆或是耐火/助燃低烟无卤交联聚乙烯绝缘电线，这种电线、电缆不但拥有成熟的实验办法，并且其产品标准较高，已经能够和国际上的先进标准相接轨。
供配电系统设计的注意要点：在对高层建筑电气低压供配电加以设计时，基本上都采用分区树干式的配电方式。干线首端的保护器分支线长度的办法，方便、适用，能够较好的解决电气设计人员难以确定长度的问题，保证工程供配电系统线路设计的科学合理、安全可靠。
四、高层建筑低压配电进行设计的相关思路
1、IT系统的特点
建筑电气低压配电系统中的IT系统在端口区域并无接地设置，或对电源端口区域带电部分采用电抗或者高电阻进行保护接地[1]，被称作三相三线制供电系统的保护接地。此外，对于可能漏电和漏电的设备要采取接地保护。IT供电系统最大优点是具有高稳定性和高安全性。同时IT供电系统还适用于对用电质量要求高，需要长时间不间断供电的场所。目前我国许多企业和公共场所都采用这种系统进行供电。
2、TT系统的特点
建筑电气低压配电系统中的TT系统.TT系统在建筑中使用时，需要在电源中性点进行接地设计，此外对于可能漏电和漏电的设备和电源中性点都需要接地保护。在运用TT系统时，系统中的保护线PE与中性线N直接并无通电关系，在建筑电气运行过程中PE线中并没有电流通过[2]。建筑中电气在修建过程中采用TT系统的通常是建筑物中电器用电量较低、电容量低。一般都是用电量较小的农村或乡镇。在实际生活中，为了考虑安全与经济因素，在一些城市低压输电线路中也经常会运用TT系统进行供电。一些电力部门也会对一些特殊地区进行硬性规定，使其采用TT系统供电。
3、TN系统的特点
TN系统也经常被运用到建筑电气设计中，若在建筑电气低压配电设计中采用TN系統。首先，我们需要将建筑物中电气设备外壳全部接到同一保护线上，同时，对于建筑物电气设备中的中性点都需要进行接地保护，并有中性线引出，避免发生意外。
TN供电系统可细化分为TN-C-S、TN-S、TN-C三种模式。对于这三种模式的设置是依据保护线与中性线的合并关系。在进行电网设计时，要根据电网中导横截面积不同而选取不同的接线方式，在选取接线方式上一定要依据实际情况进行选取，避免对整个电网产生不良影响。
4、实际应用中系统的选择
在改革开放之前我国进行配电系统搭建时一般都采用TN-C系统，但随着改革开放，以及我国在建筑电气低压配电系统设计上的成熟，我国在建筑电气低压配电设计中开始采用IEC标准，才开始运用TN-S系统接地形式。
结束语
因为当前社会环境对于高层建筑中的电气中低压配电设计过程中的要求也是越来越高，所以，在进行低压配电设计过程中，相关的设计人员必须要综合的考虑到多方面的因素，来制定出科学合理的设计方案，以此来减少损耗，来提高供电过程中的使用效率，与此同时还能够保障用电的安全性以及稳定性，在此基础之上来不断的满足人们日常生活中对用电的需求。
参考文献：
[1]叶书明.针对高层建筑电气设计中低压配电系统安全性分析[J].民营科技，2014，08：19.
[2]赵振.超高层建筑中电气设计的一些特点分析[J].现代物业（上旬刊），2014，08：36-37.
[3]朱玉滢.高层建筑电气中低压配电设计[J].价值工程，2014，28：49-50.