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摘要：文章以经济和科技均快速发展的当今社会作为主要背景，首先对超高层建筑供配电系统的设计进行概述，然后通过理论与实际相结合的方式，分别从设计要点和具体设计两个方面出发，针对超高层建筑供配电系统的设计工作展开了科学、系统的分析，希望可以在某些方面为设计人员提供一定的帮助。
关键词：超高层建筑；供配电系统设计；电力负荷
引言：随着经济的进步以及技术的完善，超高层建筑已经不局限于大型城市，诸多中型城市中也陆续出现了它的身影，并成为城市建设的重点项目之一。由于超高层建筑具有复杂、特殊、多样等诸多特征，因此，在对其供配电系统进行设计时，也存在供电距离较长、用电负荷大、系统复杂等情况，消防扑救困难，设计难度有所提升，与此同时，人们对供配电系统安全性和可靠性也提出了比之前更加严格的要求。因此，本文所探讨内容具有的现实意义自然不言而喻。
1超高层建筑供配电系统设计概述
根据GB50325-2005《民用建筑设计通则》第3.1.2条第3款，超高层建筑指建筑高度大于100m的建筑物。由于超高层建筑和普通建筑存在诸多不同，因此，设计人员需要对供配电系统的设计工作引起重视，根据不同超高层建筑具有的特点，对设计方案进行不断的推敲和完善，确保在超高层建筑中其供配电系统安全、可靠、经济。在对超高层建筑的供配电系统进行设计时，首先需要设计人员考虑的内容即为电力负荷，这主要是因为如果设计人员无法保证对电力负荷进行客观、科学的计算，所得出结论的精确程度必然会收到一定的影响，随之而来的问题在于超高层建筑内部设备在运行或使用过程中，极有可能出现不必要的安全问题，不仅会造成经济损失，甚至还会威胁到居民的生命安全[1]。因此，设计人员需要对电力负荷的计算工作引起充分重视。在对电力负荷进行计算时，需要视情况对系数法或负荷密度法加以应用，保证最终得出数据的真实性和有效性，在此基础上开展的供配电系统设计工作，往往可以取得良好的成效。除此之外，在对供配电系统进行设计时，设计人员需要保证所提供电源的数量为两个或两个以上，二者互为备用电源且同时开展供配电工作，这样做不仅能够对超高层建筑具有的供配电需求进行满足，还能够保证供配电过程的安全性和可靠性。
2对超高层建筑供配电系统进行设计的关键
2.1设计要点
2.1.1应用放射式系统
对超高层建筑内部的供配电系统来说，无论是低压干线还是高压干线，所应用配电方式通常都为放射式系统，楼层配电所应用配电方式则以混合式系统为主；现代超高层建筑竖井采用的多为接插式母线槽，受走线难度影响，与竖井母干线相连的水平干线材质多为全塑电缆；层间配电箱需要在自动空气开关的辅助下，才能从竖井母干线处获取相应的电源；如果存在层数过多且负荷较大的情况，设计人员则应当根据超高层建筑的具体层数对其进行分区供电，或将变压器在建筑最顶层、中间层、地下层进行分散设置。
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2.1.2确定变压器容量
在对超高层建筑的供配电系统进行设计时，设计人员通常会以尽量减少所应用变压器数量为目标，将容量高于1000kVA的变压器作为首选。为了对低压侧短路电流加以限制，在正常情况下，变压器的运行状态为解列运行，将联络开关设置在中间。动力系统与照明系统所对应变压器需要分开设置，但是需要注意一点，若动力用电容量过小，设计人员不可将变压器进行分开设置，而是应当将动力负荷在低压侧进行分类计费[2]。
2.1.3变压器选型
在对超高层建筑的供配电系统进行设计时，如果想要保证变压器所具有节能作用能够被最大化的呈现出来，设计人员需要对年耗电量、投资等因素进行分析和考虑。实践结果表明，在对变压器型号进行确定时，应当以投资回收年限作为主要参考，只有这样才能保证所选变压器满足经济合理的要求；在对变压器进行选型前，设计人员首先应当对超高层建筑实际电负荷的数值进行调查，保证该数值与变压器的最佳负荷值相比稍高[3]。另外，设计人员还应当将满足负载损耗较小和空载损耗较小这两个要求的变压器作为首选，这一要求的提出主要是因为通过实践发现，满足上述要求的变压器在实际运行过程中，可以在保证自身处于正常运行状态的同时节约不必要的能源消耗。此外，在超高层建筑中，通常在避难层设置变配电房，需考虑变压器的运输方式，目前已建超高层建筑避难层变电所的变压器上楼时，采用室外施工电梯运输。但建筑物内应考虑预留检修更换变压器的通道。通常利用货梯（兼消防电梯）或观光电梯的井道作为吊装通道；将电梯轿厢运至设备层以上；在电梯井道临时设置5t工字钢吊装桁架；用手动葫芦牵引；工人持竹棍随变压器一起吊装，以防变压器与梁柱等发生碰撞；设备层电梯井道搬运通道上的侧墙应可拆除（非混凝土），上楼变压器的容量不宜大于1 250 kVA。
2.1.4高供高计的计费方式
虽然大部分超高层建筑所应用计费方式为高供高计，但是在低压侧对计费电度表进行安装仍旧是设计人员常用的方法之一，换言之，就是将动力和照明视为独立个体进行分别计费。部分地区会选择将空调设备所用电量包含在照明计价系统之中，此时，设计人员需要在超高层建筑内安装相应的总表和动力表，在计算电费时，在总表所显示数字中减去动力表数字即可。
2.1.5 对配电系统的特征进行了解
绝大多超高层建筑所应用供配电系统均为两路独立存在的10kV电源。高压供配电系统应用的通常为单母线分段，特点是自动切换且互为备用。母线分段的数量和电源进线回路的数量保持一致。需要注意的是供电电源只有在满足“一主一备”条件时，所应用结线的单母线才可以不分段。
2.1.6 电机拖动系统
通过分析能够发现，占据电器整体耗能九成以上的部分即为电机拖动系统，但是电机拖动系统具有的电能转换率和利用率却普遍较低，因此，在对超高层建筑的供配电系统进行设计时，设计人员应当将工作重心放在对电机拖动系统能耗进行降低的方面。应用在建筑中的电机通常分为三种类型，分别是低于200kW、200~355kW以及高于355kW。设计人员应当对超高层建筑以及电机拖动系统的实际情况进行了解，以投资、技术、节能等因素作为依据，对电机实际功率进行确定，视情况对软启动、变频调速或其他相关控制方案加以应用，优化电机拖动系统，在保证工作质量的基础上选择并应用功率更低的电机。
2.1.7 照明系统
在对超高层建筑的供配电系统进行设计时，设计人员不仅需要对照明系统对应的各项节能指标进行严格控制，还需要保证所应用气体放电灯和荧光灯都能够与行业所制定设计标准相符。一般来说，超高层建筑内部照明系统应用的控制系统工程智能程度较高，因此，设计人员应当对自动控制系统具有的特征和优势进行准确掌握，并将其与建筑照明性能进行结合，这样做的目的在于保证照明质量和服务水平的大幅度提升。另外，智能照明系统具有的特征还包括其能够以自然光照情况、湿度和温度为依据，对控制方案进行制定，保证节能效果能够得到最大化呈现，这样做不仅可以提升控制系统的精细程度和准确程度，还可以在保证照明质量的基础上节约能源，实现社会的可持续发展。
结论：通过对上文所叙述的内容进行分析可以发现，随着城市化建设的不断深入，现阶段，超高层建筑在各地区都得到了迅速的发展，在对超高层建筑的供配电系统进行设计时，设计人员需要秉持着认真、严谨的工作态度，不仅需要保证所计算负荷容量的准确性，还需要保证供配电系统的经济性、稳定性以及合理性，只有这样才能将供配电系统具有的作用在超高层建筑内进行充分发挥，也才能满足社会对超高层建筑具有的种种需求。
参考文献：
[1]高桂根.高层建筑电气工程供配电系统设计分析[J].价值工程,2014, 3336:118-119.
[2]赵勋.高层建筑供配电系统节能设计技术要点探讨[J].工程技术研究,2017,07:208-209.
[3]曾海涟,何宗楚.低压供配电系统在高层建筑电气设计中的可靠性探讨[J].建材与装饰,2015,48:228-229.
论文作者:张文华
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第22期
论文发表时间:2018/1/4
标签：高层建筑论文; 系统论文; 供配电论文; 变压器论文; 设计人员论文; 在对论文; 负荷论文; 《建筑学研究前沿》2017年第22期论文;