高层建筑电气工程供配电系统设计研究与分析

张成

摘  要：自改革开放以来，我国经济发展十分迅速，而作为经济发展的主要标志之一，建筑的使用性能得到有效完善。与此同时，我国城市化的发 展，给建筑业带来了全新的发展机遇，促使建筑业迅速崛起，随着城市人口数量的逐渐递增，城市空间越来越小，此时高层建筑拔地而起，而高层建筑 对电气设计的要求非常高，主要是为了保障电力系统运行的安全性、稳定性，而在高层电气设计中，供配电系统的作用不容小觑。因此，有必要对供配 电系统的可靠性设计进行探究。

关键词：高层建筑;电气工程;供配电系统;设计

引言

高层建筑的电气工程配电系统主要包括：暖通空调系统，消防系统，  电梯系统，智能泊车系统，这些系统共同保障了现代高层建筑的良好使用 性能，同时也为高层建筑安全使用提供了保障。而供电系统又是所有电气 工程设备能源良好运行的基础。因此，供电系统的可靠性十分关键。基于 高层建筑本身复杂的构造，因此，电气工程配电设计有着较高的要求。

1 高层建筑的供配电系统设计原则

1.1  安全性原则

对于各类型工程而言，安全性原则都是不可或缺的，在故障危险性极 高的电气工程之中更是如此。作业时，设计人员需要从根本上保障供配电 系统的运行安全和稳定，为提升高层建筑供电效果和供电安全奠定良好基 础。此时，应将供配电系统设置于高层建筑的中间点，从而实现对电压和 电流有效控制，为提高系统整体规划科学性提供辅助[1]。

1.2  节能性原则

科学、合理选择变压器。首先，所选择的变压器应具有一定的节能类 型，  如高工作效率和强抗冲击性等;其次，  要对现有设备进行充分掌握和了 解，之后有效利用现有设备，以协助变压器的运行效率和性能利用率的提 升，从而有效提高变压器的管理效率。除此之外，实现变压器功能损耗最 小化。应注意利用减少电线长度，以及由小损耗电线为起点的方法来进行 设计建筑电气，以避免发生线路重叠交叉现象。

1.3  合理性原则

实现节电的必要前提是合理的供配电系统，而供电方案的合理性取 决于企业的用电量预测。当然，对企业的建设而言，配电系统的合理性也 是非常关键的。所以，在建筑布局设计过程中，企业必须将配电级数尽可 能地减少，进而设计出合理的配送方案。配电级数越多，上下级协调的复 杂度就越高，而且还会大幅度增加元件数量，提高故障概率，增大配线电 缆。但是，供电质量与电缆长度直接影响配电方式，它们之间的关系密不 可分，配电线路缺乏合理性的主要原因是未合理设计配电室的位置。因 此，在内部配电系统的设计中，必须注重配电室位置的有效优化，否则节 能作用可能无法发挥出来[2]。

2 高层建筑的供配电系统设计

2.1  供配电系统节能设计

在供配电系统中，变压器作为主要的耗能设备，在进行选择的时候 要根据用电量和投资数目综合考虑。企业大多都是以经济效益作为最终目 的，因此，企业要通过变压器的回报年限选择最合理的变压器。一般来 说，变压器的选择与建筑的实际用电需求和最佳负荷进行选择，但是通常 情况下，变压器的负荷要稍大于实际负荷，一般变压器的负载率不超过 85%，这样才能保证安全。

2.2  防火报警系统设计

火灾防控是高层建筑电气工程设计环节的重点，在作业时设计人员 需要通过合理规划设置火警自动报警系统，为保证供配电系统的安全运行 和高层建筑的使用提供根本保障。在实践工作中，火警自动报警系统需要 具备防控异常问题、整合灾情数据和推进消防设备自启等功能。所以，在 设计环节必须高层建筑的整体架构以及供配电线路和相关工作室的设计方 位，制定清晰的防火报警设计规划，保证报警系统的有效性。在这一环 节，设计人员需要确保系统可以在接收到异常信号以后，迅速完成自动判 断和预警，保障消防系统的启动及时性。比如，安装感烟探测器和感温探 测器，实现对所有安全出口、消防通道以及配电室、发电室等特殊房间的 有效监控;安装险情控制装置，并实现其与火警自动报警系统的联动，以

便于系统可以第一时间获取信息，制定正确指令，进而实现对供配电系统 运行安全的有效维护[1]。

2.3  高压配电系统设置

由于高层建筑上对电气工程有着极高的需求。故要求我们全面增强 设计方面的工作，以保障建筑的良好运行。由于高层建筑涉及到众多的居 住群体，使用的电力设备数量和类型都较多，因此，为满足需求通常高层 建筑会采用两路独立电源，以保障用电安全，满足用电需求。高压配电系 统是高层建筑的重要环节，对于稳定供电发挥着重要作用。因此，通常而 言，要求高压配电系统采取单母线分段式设计，保障线路的良好运行。由 于母线采用的是分段数目方式，因此，其能和电源线回路之间良好匹配[2]。

2.4  照明系统设计

高层建筑电气设计中的应急照明系统，必要充分靠考慮避难层照明 的需求，因此在设计中，应该选择平均照度值大于等于3lx的灯具;而对于 避难层走廊等特殊位置，所选择的照明系统灯具水平照度值应该大于等于 5lx。对于具有特殊要求的应急照明层，其避难区、疏散走道的平均照度值 应该大于等于10lx。而如果高层建筑裙楼为大型商场，则需要采用一级负 荷供电系统，保证照明供给水平[2]。

2.5  配电箱与导线设计

配电箱是高层建筑电气工程之中的重要设备，其位置和内置环境设 计也应该成为供配电系统设计的重点。在实践中，设计人员应该依照国家 和行业内的相关标注，开展供配电系统配电箱的设计。此时，配电箱之中 应该包含开关保护装置、测量仪器仪表以及各类型的辅助设施，可以借助 全封闭或半封闭的柜体完成对电气元件的有效集合。当然，现阶段也有许 多配电箱是通过保护屏的形式集合电气元件的。在设计时，相关工作人员 需要重点关注警报信号发送功能。比如，设计手动或自动分断控制电路方 案，确保供配电线路故障可被及时隔离，且异常信号能被迅速传递。同 时，设计人员应该合理设计建筑内的供电回路。比如，保障照明系统与插 座供电回路分离，为照明配电箱提供单独的供电回路;而在空调供电回路 方面则可区分客厅和其他空间回路。在导线选用和设计环节，相关工作人 员需要做好合理地规划和分配。高层建筑的供电线路复杂性极高，而且导 线作为电荷运动的载体承担着输送电能的重任。所以，为保证实用性，在 选择导线时应从供配电系统的整体安全性和可靠性方向进行考量。比如，  基于电气标准、高层建筑物的实际用电需要、供配电系统设计方案以及成 本预算等影响因素，选择技术经济性最强的导线[3]。

3 结束语

高层建筑电气设备繁多，施工环境十分复杂。若不能科学地设置供配 电系统，将导致加大电能负荷，引发高层建筑工程供配电系统运转受限，  带来经济损失，严重时甚至会发生安全事故。高层建筑电气工程的供配电 系统设计应该遵循安全性、节能性和经济性原则，要始终保持供配电方式 合理、线路安全。而在实际作业环节，为了能提高高层建筑供配电系统的 设计有效性，设计人员应该做好防火报警系统、高压配电系统、配电箱与 导线设计工作，还应该合理选用低压断路器。

参考文献：

[1]刘延鹏，姚雯雯.高层建筑电气设计中低压供配电系统可靠性分析[J].住宅与房地产，2019，（35）：96.

[2]陈圣疆，关瑞明，陈伟强.基于生态理念的福建当代星级酒店设计——以武夷名仕园酒店设计为例[J].福建工程学院学报，2019，17（06）：599-605.

[3]扆雷峰 . 高层建筑电气工程供配电系统设计的分析[J].中国住宅设施，2019，（11）：62-63.