高层建筑电气里供配电设计思路

　　高层建筑供配电系统的设计，是高层建筑电气设计的重要组成部分，合理与否会影响整个建筑使用功能及安全。由于现代高层建筑通常是集办公、娱乐、商业或居住等功能于一身，具有多元化功能，同时与消防、空调、给排水等相关专业以及与现代化管理手段相配套的设备也相当多，因此在对高层建筑进行供配电系统设计师应根据其本身性质、功能及规模，明确建筑相关电力负荷等级，并结合当地的供电网的实际情况，才能确定高层建筑供电电源的电压等级、电源回路数、专线电源还是公用电源以及是否设置自备电源等。对一个高层建筑的供配电系统的设计，除了考虑技术方面(主要为规范要求) 的因素外，还必须考虑工程投资，运行维护管理等诸方面的因素。

　　2、建筑电气工程设计节能应遵循的原则

　　1.1优化供电设计，促进电能合理利用。

　　在进行民用建筑工程电气设计时，既不能以牺牲建筑功能，损害使用需求为代价，也不能盲目增加投资，为节能而节能，首先考虑的是适用性，也就是能够为建筑电气设备的运行提供必需的动力，建筑物内创造良好的人工环境提供必要的能源;能够满足用电设备对于负荷容量、电能质量与供电可靠性;能够保证建筑电气设备对于控制方式的要求，从而使电气设备的使用功能得到充分的发挥。其次考虑的是安全性，电气线路应有足够的绝缘距离、绝缘强度、负荷能力、热稳定与动稳定裕度，确保供电、配电与用电设备的安全运行;有可靠的防雷接地装置，防雷击技术措施;特殊功能要求的场合下还应有防静电、防浪涌的技术措施，按建筑物的重要性与火灾潜在的危险程度设置相应必要的技术措施。在满足民用建筑电气工程的适用性和安全性的基础上，采用先进的节能技术，优化供配电设计，促进电能合理利用。

　　1.2提高设备运行效率，减少电能的直接或间接损耗。

　　在满足建筑物对使用功能的要求和确保安全的前提下，尽可能减少建设投资，最大限度的减少电能与各种能源的消耗。做到选用节能设备、均衡负荷、补偿无功、减少线路损耗、降低运行与维护费用，提高能源的综合利用率。

　　1.3合理调整负荷，选取合理的设计系数。

　　提高负荷率和设备利用率设计时尽可能合理调整负荷，选取合理的设计系数，在特殊用电的情况下选择合理的节能措施，提高负荷率和设备利用率，达到节约电能的目的。

　　3、高层建筑供配电系统设计

　　3.1供电需求

　　高层建筑供配电系统设计应从整体来进行，至少需要两路独立市电电源，另外，还需应急电源或备用电源的设置。

　　3.2电源

　　高层建筑正常电源数量应至少两个，采用专线由上级变电站或开关站放射式供电。电源电压等级可以是10kV、20kV、35kV或110kV。如果某路电源断电时，必须保证剩余电源供电需在二级以上负荷。应急电源和备用电源是高层建筑必不可少的一部分，其可以设柴油发电机来进行，此柴油发电机确定柴油发电机的额定输出电压需根据负荷大小、单台电动机最大启动容量、供电半径等因素来进行。当建筑物高度比200m低时，采用低压柴油发电机;如果建筑物高度在100m~400m时，应进行技术分析、比较，对柴油发电机的额定电压进行确定;当建筑物高度比400m大时，采用高压柴油发电机。

　　3.3高压供配电系统

　　主配变电所-分配变电所结构是高层建筑的高压供配电系统。主配变电所应采用单母线分段的主接线形式放射式引至分配变电所。高压系统配电级数根据当地供电部门的规定，35kV电压等级可直降到0.4kV;也可先将35kV降压到10kV，再将10kV降到0.4kV。

　　3.4配变电所

　　配变电所地址的选择严格根据《10kV及以下变电所设计规范》GB50053、《民用建筑电气设计规范》JGJ 16-2008、《35~110kV变电所设计规范》GB 50059中的有关规定。也就是说，配变电所地址应设在离人们远的地方，变电所、主要的配电间不应设在伸缩缝、沉降缝及存在漏水危险的地方，在出入口处不宜放置发电机和变压器。配电变压器的长期工作负载率不宜超过85%。在负荷中心设置配变电所，在地下一层和首层设置主配变所，也可设独立的变电站。在避难层、顶层设置分配变电所，其变压容器容量应小于1000kVA。针对高层建筑而言，在主配变电所中应设置值班室，值班室可以独立存在，也可以与高压配电装置室和相应的配电装置室相通。根据高层建筑的具体情况，配变电所的高低压开关柜可以选择从多种形式中选择。对于大截面电缆或电缆数量较多时，应设电缆夹层，其高度要控制在1.8m和3.2m之间。配变电所内应设置低压集中自动电容补偿装置。补偿要求按当地供电部门的规定执行，当没有明确规定时，补偿后低压侧进线处的功率因数应达到0.90以上。电容补偿装置的选择应考虑配电系统中高次谐波的影响。继电保护按《电力装置的继电保护和自动装置设计规范》GB50062、《电力装置的电测量仪表装置设计规范》GB/T 50063、《民用建筑电气设计规范》JGJ 16的要求执行。并符合下列规定：(1)当高压系统采用中性点经小电阻接地方式时，应设置零序速断保护，零序保护装置动作于跳闸，其信号接入事故信号回路。(2)当分变电所离总配变电所距离较远且上级保护不能满足分变电所进线处保护灵敏度要求时，分变电所进线处应设一级保护。如果必要，分变电所的变压器可设差动保护。(3)高层建筑宜采用综合继保单元，分散布置在高压配电装置上;低压系统宜采用多功能仪表。高压、低压、柴油发电机组成统一的电气控制系统并接入BMS系统。

　　高层建筑高压宜采用集中控制方式，对变压器主断路器、分段断路器、主要馈出回路断路器宜采用集中监视方式。主配变电所应采用直流操作电源，分配变电所视具体情况采用直流操作电源或交流操作电源。所用电源宜引自配电变压器。

　　高层建筑对备用、应急电源有一定的要求，具体要求如下：(1)按照相关规定设置应急电源。(2)采用独立于正常电源的电机组设备备用电源。 (3)柴油发电机房宜设在地下一层，也可设置独立的柴油发电机房，不宜在避难层和顶层设置柴油发电机组。

　　4、结语

　　总之，在对高层建筑供配电系统进行设计时，其负荷容量计算是否准确，供电电源选择及变配电所布置是否合理，供配电系统是否经济，运行是否能保持稳定、安全等方面，将决定其最终成果的优劣。

　　参考文献

　　1.陈秋瑜.多高层住宅建筑电气接地设计的分析[J].黑龙江科技信息,2009(3).

　　2.李浩渠;高层建筑供配电简介[J];煤炭工程;1984年10期

　　参考规范(包括但不限于下述规范)

　　1.《10kV及以下变电所设计规范》GB50053-94

　　2.《民用建筑电气设计规范》JGJ 16-2008

　　3.《35~110kV变电所设计规范》GB 50059-92

　　4.《高层民用建筑设计防火规范》GB50045-95 (2005版)