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摘要：供配电是现代高层建筑中的重要基础性条件，并且随着建筑智能化的发展，在高层民用建筑中各种电子设备的应用越来越多，对于电力系统运行的安全性与可靠性的要求越来越高。因此，本文中从高层建筑中供配电的特点出发，对存在的问题进行了探讨，并且就如何做好高层民用建筑的供配电设计进行了详细的论述。
关键词：高层民用建筑供配电
中图分类号：TU97文献标识码： A
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独立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，为保证一级及重要负荷等的供电，高层建筑会设置自启动柴油发电机组，以保证消防等重要负荷的供电。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
根据负荷容量和分布，会将配变电所及变压器设置在深入或靠近建筑物用电的负荷中心，使用电缆放射式或树干式的供电系统。且为了节约电路工程的成本及方便变压器的安装和日后的维修，我国高层民用建筑一般会集中设置配变电所，当供电负荷较大，供电半径较长时，电源中心可分设在建筑物的避难层、设备层或屋顶层等处。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。这样的供配电设备才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高层建筑负荷等级的划分
由于高层建筑具有供电负荷大的特点，这就需要对各种电负荷进行级别划分，有区别的进行限制。等级划分有利于供电上更加合理，大大降低了电能的浪费，有效地降低了高层建筑运行的成本。高层建筑物负荷划分的主要依据:首先是建筑物类别，其次是用电负荷性质。高层建筑的主要系统负荷分级：第一，在一类高层建筑中，消防用电为一级负荷，走道照明、值班照明、警卫照明、障碍照明、航空标志灯用电，主要业务和计算机系统用电，安防系统用电，电子信息设备机房用电，客梯、排污泵、生活水泵用电为一级负荷，主要办公室、会议室及部分空调通风设备电源为二级负荷；第二，在二类高层建筑中，消防用电为二级负荷，主要通道及楼梯间照明用电，客梯、排污泵、生活水泵用电为二级负荷；第三，之外的其他用电负荷为三级；另外，在超高层建筑中，消防用电需按一级负荷中的特别重要负荷进行供电。如果在主体建筑中存在一级负荷的特别重要负荷时，与之配套的空调用电负荷需划分为一级负荷。如高层建筑中存在大量一级负荷时，对应运行的空调用电负荷需划分为二级负荷
3.2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10 kV高压配电系统为单母线分段结线方式，分段处设联络开关，设置备用电源自动投入装置。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，两路独立10 kV的高压电源平时同时分列运行，互为热备份，每路10 kV电源均能承担全部一二级负荷及其他较重要负荷。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出来了，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有最终使用寿命，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。
3.3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、树干式和混合式，在我国的民用高层建筑供配电系统中，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。
3.4变压器
供配电系统中的变压器是必不可少的重要设备之一。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。变电所低压配电系统采用单母线分段结线方式，分段处设联络开关，变压器分列运行，当一台变压器故障或退出运行时，联络开关有选择地合上，同时设应急母线段，接自启动柴油发电机组。电力系统与机组设置电气联锁，不得与其并列运行。当市电中断时，柴油发电机组自动启动（也可以手动启动），并在30s内投入运行，向一级及重要负荷供电，若此时发生火灾，自动切除所有非消防电源。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。
3.5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，節能灯的布置等方法都能有效减轻供配电系统的压力。
3.6高层建筑设置变配电所位置的方法
随着城市规模的快速扩张，城市用地愈发趋于紧张。对于高层建筑需要诸如:空调机房、换热站以及水泵房等相应的辅助设施，而这些设施所配备的机电设备用电量相对都很大。这就要求变电所进入高层建筑后要尽可能接近上述机电设备。要有效的缩短供电线路的距离，尽可能的减少电能在输送过程中的损耗。此外，还要保证高层部分供电干线的最大压降不得超过规定允许值。
4结语
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。
参考文献
[1]何明.如何提高高层民用建筑低压供配电系统的可靠性[J].现代装饰(理论),2011(12).
[2]钱红.超高层建筑电气施工图设计审查中常见问题分析[J].工程建设与设计,2012(S1).
关键词：高层民用建筑供配电
中图分类号：TU97文献标识码： A
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独立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，为保证一级及重要负荷等的供电，高层建筑会设置自启动柴油发电机组，以保证消防等重要负荷的供电。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
根据负荷容量和分布，会将配变电所及变压器设置在深入或靠近建筑物用电的负荷中心，使用电缆放射式或树干式的供电系统。且为了节约电路工程的成本及方便变压器的安装和日后的维修，我国高层民用建筑一般会集中设置配变电所，当供电负荷较大，供电半径较长时，电源中心可分设在建筑物的避难层、设备层或屋顶层等处。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。这样的供配电设备才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高层建筑负荷等级的划分
由于高层建筑具有供电负荷大的特点，这就需要对各种电负荷进行级别划分，有区别的进行限制。等级划分有利于供电上更加合理，大大降低了电能的浪费，有效地降低了高层建筑运行的成本。高层建筑物负荷划分的主要依据:首先是建筑物类别，其次是用电负荷性质。高层建筑的主要系统负荷分级：第一，在一类高层建筑中，消防用电为一级负荷，走道照明、值班照明、警卫照明、障碍照明、航空标志灯用电，主要业务和计算机系统用电，安防系统用电，电子信息设备机房用电，客梯、排污泵、生活水泵用电为一级负荷，主要办公室、会议室及部分空调通风设备电源为二级负荷；第二，在二类高层建筑中，消防用电为二级负荷，主要通道及楼梯间照明用电，客梯、排污泵、生活水泵用电为二级负荷；第三，之外的其他用电负荷为三级；另外，在超高层建筑中，消防用电需按一级负荷中的特别重要负荷进行供电。如果在主体建筑中存在一级负荷的特别重要负荷时，与之配套的空调用电负荷需划分为一级负荷。如高层建筑中存在大量一级负荷时，对应运行的空调用电负荷需划分为二级负荷
3.2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10 kV高压配电系统为单母线分段结线方式，分段处设联络开关，设置备用电源自动投入装置。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，两路独立10 kV的高压电源平时同时分列运行，互为热备份，每路10 kV电源均能承担全部一二级负荷及其他较重要负荷。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出来了，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有最终使用寿命，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。
3.3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、树干式和混合式，在我国的民用高层建筑供配电系统中，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。
3.4变压器
供配电系统中的变压器是必不可少的重要设备之一。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。变电所低压配电系统采用单母线分段结线方式，分段处设联络开关，变压器分列运行，当一台变压器故障或退出运行时，联络开关有选择地合上，同时设应急母线段，接自启动柴油发电机组。电力系统与机组设置电气联锁，不得与其并列运行。当市电中断时，柴油发电机组自动启动（也可以手动启动），并在30s内投入运行，向一级及重要负荷供电，若此时发生火灾，自动切除所有非消防电源。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。
3.5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，節能灯的布置等方法都能有效减轻供配电系统的压力。
3.6高层建筑设置变配电所位置的方法
随着城市规模的快速扩张，城市用地愈发趋于紧张。对于高层建筑需要诸如:空调机房、换热站以及水泵房等相应的辅助设施，而这些设施所配备的机电设备用电量相对都很大。这就要求变电所进入高层建筑后要尽可能接近上述机电设备。要有效的缩短供电线路的距离，尽可能的减少电能在输送过程中的损耗。此外，还要保证高层部分供电干线的最大压降不得超过规定允许值。
4结语
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。
参考文献
[1]何明.如何提高高层民用建筑低压供配电系统的可靠性[J].现代装饰(理论),2011(12).
[2]钱红.超高层建筑电气施工图设计审查中常见问题分析[J].工程建设与设计,2012(S1).