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摘要：如何在高层住宅楼中解决好电气设计中存在的相关问题，确保高层住宅楼满足住户的安全需求和对用电设施的需求，本文根据高层住宅供配电系统的设计进行阐述。
关键词：高层建筑；配电系统；设计
中图分类号：U224.3+1文献标识码： A 文章编号：
引言：
高层住宅电气系统设计包括高压供电系统及低压配电系统设计，包括：10KV级变配电室设备及应急发电室及设备、0.4KV 级低压配电室设备、公共通道照明、电话、消防报警等等，高层建筑存在建筑高度高、人员密集、配套设备等多、消防安全要求高等特点，这些在高层住宅的供配电系统设计时都是需要注意的。
1. 高层民用建筑对供配电系统要求
1.1可靠性要求
低压配电线路应当满足民用建筑所必须的供电可靠性要求。所谓可靠性，是指根据民用建筑用电负荷的性质和由于事故停电给政治上、经济上造成的损失，对用电设备提出的不中断供电的要求。由于不同的民用建筑对供电的可靠性要求不同，一般将用电负荷分为三级。即使在同一民用建筑中，不同的用电设备和不同的部位，其用电负荷级别也不是都相同的。供电的可靠性是由供电电源、供电方式和供电线路共同决定的。
1.2用电质量要求
低压配电线路应当满足民用建筑用电质量的要求。电能质量主要是指电压和频率两个指标。电压质量是看加在用电设备端的网络实际电压与该设备的额定电压之间的差值，差值越大，说明电压质量越差，对用电设备的危害也越大。电压质量除了与电源有关以外，还与动力、照明线路的合理设计关系很大，在设计线路时，必须考虑线路的电压损失。由于建筑物高，供配电线路长，为了减少线路损耗及电压损失，配电变压器可根据情况上楼分层布置.一般情况下，低压供电半径不宜超过250m。电能质量的频率指标我国规定工频为50Hz，是由电力系统保证的，但超过了规定值，将会影响用电设备的正常工作。
2.变配电室的选择
根据 GB5003- 94《10kv 及以下变电所设计规范》的规定，高层住宅楼在 30 层以下，为独立性点式楼(厦)，并且有地下车库、消防、加压供水系统等时，10/0.4kV 变配电室的位置应选择在地下层。如果是 30 层以上或是群体高层楼宇建筑，则10/0.4kV变配电室的位置应选择在负荷中心区，以树状的方式进行配电室分布设计。如果 10/0.4kV变配电室的位置在混合利用的地下室时，设计上应考虑：防水淹、防潮、通风，提高供电质量和减低损耗；为了经济运行，可以考虑变压器设计为分时段并联运行方式，实现不同时段上供电的经济负荷投运方式，满足住宅户在各个时段的用电负荷需求。
3.高层建筑供配电系统的设计
3.1负荷等级
电力负荷根据供电可靠性及中断供电在政治上、经济上，所造成的损失或影响程度分为一级负荷、二级负荷、三级负荷。高层建筑供电负荷大,因而须对各种用电负荷进行限制分级，这样既做到供电合理又不造成用电浪费增加成本。一般说来,高层建筑用电负荷大都属于一级负荷。对高层建筑的负荷分级准则,一要看建筑物类别,二要看用电负荷性质来区别對待一、二级用电问题。
3.2配电系统的设计方案
3.2.1高压供电电源的引入
住宅小区一般应由l0kV电源进行供电，住宅小区中的住宅楼和其他公用设施的用电负荷分级应符合现行的《建筑设计防火规范》和《高层民用建筑设计防火规范》等的规定。供电电源可取自附近的区域变电所的若干10kV供电回路，当住宅小区内同时具有一、二级负荷时，则应根据区域变电所的电源路数和变压器台数确定供电电源，若区域变电所的电源仅为一路，则小区的备用电源应从另外的区域变电所引来或可设置自备电源。一般来讲住宅小区的供电方式与当地供电部门进行协商确定。
3.2.2低压配电一般由小区变配电所引入，采用 TN-C-S保护接地系统，即采用 TN-C系统（三相四线制）引入，在建筑物进线处作重复接地后进入建筑物总配电箱，成为 TN-S 系统（三相五线制），重复接地与住宅防雷接地共用一套接地装置，保护线（PE 线）在进户重复接地极处与中性线分出，户内的 PE 线不得再与中性线（N 线）有任何连接，电源再由总配电箱放射到各分配电箱。
3.2.3系统的接线运行方式
根据高层建筑的负荷等级和供电要求，其10KV高压主接线的运行方式主要有：两电源进线，单母线不分段或母线用隔离开关分段的形式运行，电源可按自动或手动投入的运行方式。低压配电系统中比较常用的接线运行方式是：采用单母线分段运行的方式(其中用空气断路器分段)，即所谓互为备用的桥式接线。这种接线方式在保证重要负荷供电可靠性起着一定的作用。
3.2.4无功补偿
家用电器中热水器、电热取暖器等属于电阻性负荷外，其余大部分是电感性负荷，功率因数较低，根据测量得知高层建筑的功率因数在0.7-0.85之间。无功补偿值取装载变压器容量的1/3为宜，如果楼层较高，应要求设分散补偿装置。
3.3设备选型与安装
3.3.1高层住宅配电屏选用
高层住宅10KV配电屏可按变压器的容量选择环网柜或真空断路器柜，低压配电屏采用固定式或抽出式开关柜，各终端一般采用挂墙式或嵌入式配电箱。
3.3.2《住宅设计规范》规定：“每幢住宅的总电源进线断路器，应具有漏电保护功能”该规定的目的是为了防止电气火灾的发生而及时切断电源。但是对于多层住宅，一般都是多个单元，如果建筑总配电箱的进线开关处设置总漏电保护器，需要考虑总漏电保护器是否会误动作的情况。
3.3.3住宅分户箱设于餐厅或公共走道,避开卫生间竖井,电梯井道墙壁位置,距地1.8 m安装，室内一般插座均选用安全型单相二、三极插座，壁挂空调插座选用带开关单相三极插座，卫生间插座选用防潮面板单相三极安全插座，开关插座采用同一系列产品，开关的通断位置一致。
3.3.3消防设备配电箱尽量安装在电气专用房间及电气竖井，并保证供电的可靠性。
3.3.4住宅楼梯间,消防电梯前室选用高效节能自带蓄电池应急灯,平时受声光控开关控制,应急时强制点亮(声光控开关选用带应急功能的开关),应急灯功率因素cosU>0.9，应急照明灯具自带蓄电池,要求带不可燃外罩,应急时间不少于30 min,还应符合现行国家标准GB 13495消防安全标志和GB 17945消防应急灯具的有关规定。
3.4.配电线路设计
3.4.1导线的选择
导线截面的选择主要根据住户的计算电流来确定，同时应考虑敷设方式、环境条件、电压损失、机械强度和热稳定性等因素，进户线及干线应适当留有余量以适应未来发展的需要。铜芯导线从用电安全、使用寿命等方面都优越于铝导线，铜芯导线目前已成为住宅电气线路的首选。
3.4.2配线方式
现代住宅建筑功能齐全，配电线路也增加了，住宅配电分支回路的增加，可以使室内负荷电流分流，减少线路温升、谐波危害和电气火灾的发生，住宅一般均选择穿PVC冷弯阻燃管暗敷设，将电气线路的管线统筹安排，沿墙、地面等整齐排列，尽量减少交叉重叠。多根导线穿管时，导线截面积总和不应超过管内面积的 40%，管内径不小于导线束直径的 1.5 倍，为了便于穿线，线路不应太长，一般不超过 30 米，否则需装设中间接线盒或选用大一级的管径。
4.结语：
在生活水平日渐提高的今日，用电设备越来越多，对供配电系统设计和线路安装提出了许多新的要求，因此在电气设计和线路安装时，将供配电系统的可靠性、安全性、灵活性摆在突出位置，尤其是用电安全性、可靠性应给予足够的重视，要认真按照设计和操作规范进行设计优化和施工，使住宅的功能更加完善。
参考文献：
[1]邸珊珊.浅谈小高层住宅的配电设计[J].科学大众•科学教育，2008，（6）.
[2]封淑玲.高层住宅的配电设计[J].科技资讯，2009，（15）.
[3]张志宏.浅谈住宅配电设计中易忽视的几个问题[J].现代建筑电气，2010，（4）
关键词：高层建筑；配电系统；设计
中图分类号：U224.3+1文献标识码： A 文章编号：
引言：
高层住宅电气系统设计包括高压供电系统及低压配电系统设计，包括：10KV级变配电室设备及应急发电室及设备、0.4KV 级低压配电室设备、公共通道照明、电话、消防报警等等，高层建筑存在建筑高度高、人员密集、配套设备等多、消防安全要求高等特点，这些在高层住宅的供配电系统设计时都是需要注意的。
1. 高层民用建筑对供配电系统要求
1.1可靠性要求
低压配电线路应当满足民用建筑所必须的供电可靠性要求。所谓可靠性，是指根据民用建筑用电负荷的性质和由于事故停电给政治上、经济上造成的损失，对用电设备提出的不中断供电的要求。由于不同的民用建筑对供电的可靠性要求不同，一般将用电负荷分为三级。即使在同一民用建筑中，不同的用电设备和不同的部位，其用电负荷级别也不是都相同的。供电的可靠性是由供电电源、供电方式和供电线路共同决定的。
1.2用电质量要求
低压配电线路应当满足民用建筑用电质量的要求。电能质量主要是指电压和频率两个指标。电压质量是看加在用电设备端的网络实际电压与该设备的额定电压之间的差值，差值越大，说明电压质量越差，对用电设备的危害也越大。电压质量除了与电源有关以外，还与动力、照明线路的合理设计关系很大，在设计线路时，必须考虑线路的电压损失。由于建筑物高，供配电线路长，为了减少线路损耗及电压损失，配电变压器可根据情况上楼分层布置.一般情况下，低压供电半径不宜超过250m。电能质量的频率指标我国规定工频为50Hz，是由电力系统保证的，但超过了规定值，将会影响用电设备的正常工作。
2.变配电室的选择
根据 GB5003- 94《10kv 及以下变电所设计规范》的规定，高层住宅楼在 30 层以下，为独立性点式楼(厦)，并且有地下车库、消防、加压供水系统等时，10/0.4kV 变配电室的位置应选择在地下层。如果是 30 层以上或是群体高层楼宇建筑，则10/0.4kV变配电室的位置应选择在负荷中心区，以树状的方式进行配电室分布设计。如果 10/0.4kV变配电室的位置在混合利用的地下室时，设计上应考虑：防水淹、防潮、通风，提高供电质量和减低损耗；为了经济运行，可以考虑变压器设计为分时段并联运行方式，实现不同时段上供电的经济负荷投运方式，满足住宅户在各个时段的用电负荷需求。
3.高层建筑供配电系统的设计
3.1负荷等级
电力负荷根据供电可靠性及中断供电在政治上、经济上，所造成的损失或影响程度分为一级负荷、二级负荷、三级负荷。高层建筑供电负荷大,因而须对各种用电负荷进行限制分级，这样既做到供电合理又不造成用电浪费增加成本。一般说来,高层建筑用电负荷大都属于一级负荷。对高层建筑的负荷分级准则,一要看建筑物类别,二要看用电负荷性质来区别對待一、二级用电问题。
3.2配电系统的设计方案
3.2.1高压供电电源的引入
住宅小区一般应由l0kV电源进行供电，住宅小区中的住宅楼和其他公用设施的用电负荷分级应符合现行的《建筑设计防火规范》和《高层民用建筑设计防火规范》等的规定。供电电源可取自附近的区域变电所的若干10kV供电回路，当住宅小区内同时具有一、二级负荷时，则应根据区域变电所的电源路数和变压器台数确定供电电源，若区域变电所的电源仅为一路，则小区的备用电源应从另外的区域变电所引来或可设置自备电源。一般来讲住宅小区的供电方式与当地供电部门进行协商确定。
3.2.2低压配电一般由小区变配电所引入，采用 TN-C-S保护接地系统，即采用 TN-C系统（三相四线制）引入，在建筑物进线处作重复接地后进入建筑物总配电箱，成为 TN-S 系统（三相五线制），重复接地与住宅防雷接地共用一套接地装置，保护线（PE 线）在进户重复接地极处与中性线分出，户内的 PE 线不得再与中性线（N 线）有任何连接，电源再由总配电箱放射到各分配电箱。
3.2.3系统的接线运行方式
根据高层建筑的负荷等级和供电要求，其10KV高压主接线的运行方式主要有：两电源进线，单母线不分段或母线用隔离开关分段的形式运行，电源可按自动或手动投入的运行方式。低压配电系统中比较常用的接线运行方式是：采用单母线分段运行的方式(其中用空气断路器分段)，即所谓互为备用的桥式接线。这种接线方式在保证重要负荷供电可靠性起着一定的作用。
3.2.4无功补偿
家用电器中热水器、电热取暖器等属于电阻性负荷外，其余大部分是电感性负荷，功率因数较低，根据测量得知高层建筑的功率因数在0.7-0.85之间。无功补偿值取装载变压器容量的1/3为宜，如果楼层较高，应要求设分散补偿装置。
3.3设备选型与安装
3.3.1高层住宅配电屏选用
高层住宅10KV配电屏可按变压器的容量选择环网柜或真空断路器柜，低压配电屏采用固定式或抽出式开关柜，各终端一般采用挂墙式或嵌入式配电箱。
3.3.2《住宅设计规范》规定：“每幢住宅的总电源进线断路器，应具有漏电保护功能”该规定的目的是为了防止电气火灾的发生而及时切断电源。但是对于多层住宅，一般都是多个单元，如果建筑总配电箱的进线开关处设置总漏电保护器，需要考虑总漏电保护器是否会误动作的情况。
3.3.3住宅分户箱设于餐厅或公共走道,避开卫生间竖井,电梯井道墙壁位置,距地1.8 m安装，室内一般插座均选用安全型单相二、三极插座，壁挂空调插座选用带开关单相三极插座，卫生间插座选用防潮面板单相三极安全插座，开关插座采用同一系列产品，开关的通断位置一致。
3.3.3消防设备配电箱尽量安装在电气专用房间及电气竖井，并保证供电的可靠性。
3.3.4住宅楼梯间,消防电梯前室选用高效节能自带蓄电池应急灯,平时受声光控开关控制,应急时强制点亮(声光控开关选用带应急功能的开关),应急灯功率因素cosU>0.9，应急照明灯具自带蓄电池,要求带不可燃外罩,应急时间不少于30 min,还应符合现行国家标准GB 13495消防安全标志和GB 17945消防应急灯具的有关规定。
3.4.配电线路设计
3.4.1导线的选择
导线截面的选择主要根据住户的计算电流来确定，同时应考虑敷设方式、环境条件、电压损失、机械强度和热稳定性等因素，进户线及干线应适当留有余量以适应未来发展的需要。铜芯导线从用电安全、使用寿命等方面都优越于铝导线，铜芯导线目前已成为住宅电气线路的首选。
3.4.2配线方式
现代住宅建筑功能齐全，配电线路也增加了，住宅配电分支回路的增加，可以使室内负荷电流分流，减少线路温升、谐波危害和电气火灾的发生，住宅一般均选择穿PVC冷弯阻燃管暗敷设，将电气线路的管线统筹安排，沿墙、地面等整齐排列，尽量减少交叉重叠。多根导线穿管时，导线截面积总和不应超过管内面积的 40%，管内径不小于导线束直径的 1.5 倍，为了便于穿线，线路不应太长，一般不超过 30 米，否则需装设中间接线盒或选用大一级的管径。
4.结语：
在生活水平日渐提高的今日，用电设备越来越多，对供配电系统设计和线路安装提出了许多新的要求，因此在电气设计和线路安装时，将供配电系统的可靠性、安全性、灵活性摆在突出位置，尤其是用电安全性、可靠性应给予足够的重视，要认真按照设计和操作规范进行设计优化和施工，使住宅的功能更加完善。
参考文献：
[1]邸珊珊.浅谈小高层住宅的配电设计[J].科学大众•科学教育，2008，（6）.
[2]封淑玲.高层住宅的配电设计[J].科技资讯，2009，（15）.
[3]张志宏.浅谈住宅配电设计中易忽视的几个问题[J].现代建筑电气，2010，（4）