小议高层民用建筑的供配电方式

　　摘 要：全球经济高速发展，生活水平不断提高。各国的高层建筑搭乘经济的顺风车之上云霄，数量与高度如雨后春笋般疯长。随着我国经济发展，科学技术的革新，国内的高层建筑越来越多，或办公或民居。高层建筑的供电设备和配电措施也成为近年来探讨和研究的话题。

　　关键词：高层民用建筑 供配电 方式 稳定性

　　中图分类号：TU972.4 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）04（b）-0040-01

　　1 高层建筑供配电的特点

　　1.1 供配电的可靠性

　　高层民用建筑供配电首先要解决的是可靠性原则。建筑物越高，功能越多，其结构就越复杂，对供电和配电的要求就越高。为确保用电的稳定性，现阶段国内的大多数高楼都采用同时使用两个不相连的电源进行供电的方式，同时，两个电源也互相是彼此的备用电源，这样基本可以保证高层建筑的供电稳定。高层民用建筑对供电的需求量也是相当可观的，所以高层建筑会使用柴油发电机带动10 kV电压进行高压供电。当然也有只用一路线进行供电的情况。

　　1.2 变压器置于负荷中心

　　一般高层建筑为了节约电路工程的陈本，会将变压器安置在建筑物内部，使用电缆放射式或树枝式的供电系统。这种高压设置方式在我国也会有所变化，为了方便变压器的安装和日后的维修，我国高层建筑物的电源中心一般按在建筑物的顶层或地下室。安置电源中心的设备的要求也是有严格规定和限制的，由于高层建筑供配电的复杂性，从安全性能考虑，一般在设计高层建筑供配电的过程中，都要将防火、防潮、降噪等问题考虑细致，为符合这一系列的条件，基本都采用干式变压器和环氧树脂浇注式变压器，而断路电器则使用环氧树脂浇注式变压器。这样的供配电设备具备高层建筑用电需求的基本条件。

　　2 高层建筑供配电容易出现的问题

　　2.1 负荷计算不科学

　　电压的负荷计算数据直接关系到断路器的电流值，如果数据有误，选取的断路器就会和实际需要存在差异。目前由于计算电源电压负荷的计算方法的差异，极易造成选取的断路器的整定电流值偏小。使用的电缆截面也会偏小，在实际使用的过程中截面过小容易导致线缆发热，从而破坏电缆绝缘层，导致电缆断路，在干燥和炎热的天气，极易诱发电气火灾，对于高层建筑而言，其后果不堪设想。

　　2.2 忽视谐波电流

　　在建筑供配电系统的使用中常常会出现中性线过载发热的现象，这种现象是因为三次和它的倍数谐波在中性线内出现叠加。其根本原因是对谐波电流的忽视，导致在供配电系统的建设中使用了比相线截面小的N线和PE线电缆。忽视谐波电流，使用错误的电缆是我国的很多建筑施工中极易出现的失误。在发达国家，为了避免中性截面和相线截面不符的问题，在供配电系统的设计中一般将中性截面放大。但是在我国，依旧按照传统做法选取相线截面的一半，甚至更小。这种忽视谐波电流的问题在高层民用建筑供配电系统的设计中应小心谨慎，以免发生意外。

　　3 高层建筑供配电的系统设计

　　3.1 高压配电系统

　　针对高层民用建筑用电需求较大的特点，一般采用的供电高压为10 kV的单母线制。选用这种高压供电的优势在于结构简单、成本低、性价比高。单母线的实际使用是分段后，两路10 kV的高压电源进行单独正常供电的同时，也是对方的的备用电源。当母线需要检修或者是出现突发故障时，这种互为备用的工作模式可以保障部分用户的正常用电。当然母线引出线用电用户也必须在检修或维修是暂时断电，以确保检修工作者的安全。高压电源的配电一般都是以母线为基础放射式供电，这是因为母线分段供电可提高供配电的稳定性；高压母线分段，单母线是不分段的，两路10 kV单母线进线工作的时候，一个单母线正常使用，另一个单母线备用。这样供配电作业的优势在应对正常的检修和突发故障的维修时就显现了出来，检修或维修时，备用电源会自动给两路负荷供电；如果只有一个高压电源进行供电作业时，会采用最近的低压电源供电，后者是备用的柴油发电机临时作业，以保障供配电系统的正常运行。这样的高压配电设备是从用电的稳定性出发。再完善的电力系统也会用最终使用寿命，也会有突发事故，尤其是高层民用建筑的供配电的安全性和稳定性的要求更高，所以配置随时可以进行机动配合的第二套方案使供配电系统更具可靠性。如上述的双回路供电设计和配置柴油发电机组备用。

　　3.2 低压配电系统

　　除了高压配电系统外，在一套完善的供配电系统中，低压配电系统也是其中必不可少的重要组成部分。低压供配电的连接方式有放射式、树干式好混合式，在我国的民用高层建筑的供配电系统中，习惯性采用混合式链接方式。在低压配电系统的链接中，插接式绝缘母线槽沿着竖井垂直铺设，全塑电缆和竖井母线连接用于水平干线的连接中，因为混合式链接方式中都是一根干线对应一个供配电，所以相对稳定性较高。为了保证高层民用建筑的正常用电，在供配电系统的设计中要考虑正常用电和事故用电两种情况下不同的用电设施，在实际使用中，电力和照明是分开进行负荷配电的，所以为了确保供配电系统的安全稳定，从经济的角度出发，最终确定正常电力、正常照明、事故电力和事故照明四种部分组成低压配电方式。

　　3.3 变压器

　　供配电系统中的变压器是必不可少的重要设配之一。在变压器的的配置中，国内的高层建筑都会将其安置在供配电系统的的负荷中心。上文中分别从安全性、经济性、技术性的角度详细阐述了变压器的配置选择。同样，在变压器的搬运环节也有许多要注意的细节。大型变压器在运输和装卸的的过程中，需借助底座滚轮的帮助，牵引变压器的重心转移，在移动的过程中，前进的速度不宜快于0.2 km/h。变压器的负荷率在70% 左右较为节能经济。正确选择变压器的容量、配置和固定条件，能有效增加高层民用建筑供配电系统的稳定性和安全性。

　　3.4 高层建筑供配电系统的节能设计

　　高层民用建筑对电的需求量，使供配电系统设计中必须考虑节能降耗的问题。在消防安全设施和技能常规设计的基础上，了解整体负荷需求的具体数据，从优化照明供电环节和新能源的综合使用上，进行有效的节能减耗措施。如太阳能热水器代替电热水器，节能灯的布置等方法都能有效减轻供配电系统的压力。

　　综上所述，高层建筑在供配电的设计中需从供电系统、变配电所、低压配电系统等多个方面的数据进行参考，确保高层民用建筑供电设配和配电方式的合理可靠。只有在确保供配电的稳定性、安全性、经济性的前提下，才能真正发挥高层建筑的多功能作用，推动现代化大厦的服务性。

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