关键词：高层建筑；低压配电；设计
1高层建筑配电系统的特点
1.1用电设备种类多
高层建筑具有生活和商业的双重功能，这要求相关配套设施必须非常完备，缺一不可，如水、电系统，采暖设施，消防系统，通风系统等。高层建筑的配套设备种类繁多，多数都需要配电设备的支持。
1.2用电量高，负荷大
高层建筑中用户多、设施全，需要用电的方面非常多，如电梯、家用电器、二次供水等，导致用电量高、负荷大。因此，高层建筑电气配电设施需要具有较强的稳定性和安全性。
1.3供电要求高
高层建筑的用户非常多，不仅要满足生活的需要，还要满足商业需求，因此对配电设施的供电功能要求极高，而且配电系统在保证正常用电同时，还要确保在供电系统出现故障时，有备用的设施来保证电力的正常供应。
1.4供电系统复杂
高层建筑配电系统的实用性非常强，与多数其他功能都紧密相关，因此十分复杂。电气配电系统繁多，各个分支相互关联，如为保证供电的稳定性，供电系统会采取分段供电，电路系统很庞杂。消防设施是高层建筑里必不可少的，含有温度、预防、报警等多项功能，这些复杂的系统一起构成了消防安全设施的运行。
2高层建筑电气中低压配电设计原则
2.1优化原则
高层建筑电气中的低压配电设计应充分利用建筑自身的特点和优势，在设计过程中，要考虑到低压配电设计的资金投入，还应坚持节能减排理念，保障低压配电设计的经济性和合理性。首先，高层建筑电气中的低压配电设计方案必须具有切实可行性和适用性，使低压配电系统可以保障整个高层建筑电气设备的正常用电，满足用户对于稳定用电负荷的需求，安全、稳定地进行供电，确保高层建筑配单系统的可靠、稳定、安全运行。同时，高层建筑配电系统还应合理控制用户的电气设备用电量，高效、稳定地发挥电气功能。另外，全面考虑到高层建筑各种电气设备的用电安全，在设计低压配电系统时，各个线路之间应保持安全距离，采用绝缘强度较高的导线，在高层建筑顶部和公共区域设置防雷击装置，采取可靠的接地技术和防静电技术。
2.2经济原则
所谓经济就是指以最低的资金投入，达到最高的经济利益。当然经济并不等同于偷工减料。首先，施工过程要合理配置线路，以节省用电材料。其次，要重视充分利用高层建筑的优势，应用节能材料。如地热、太阳能以达到节省投资成本的目的。最后，施工过程应加强低压配电的设计，加强预算管理。总之，施工过程应重视经济性原则，并以此为目标进行低压配电设计。
2.3高效原则
高层建筑低压配电系统比较繁杂，设计不合理会严重影响整体效能。因此，在进行设计时，要坚持高效原则。第一，配电系统要分散装置，以便合理地分配电能。因为高层建筑的高度较高，无法实现由一个配电中心发出的电路自上而下地贯穿，这样电线容易缠绕交叉，有造成折断、短路的可能。同时，配电系统的分散设置还可以节约材料。第二，低压配电设施应达到均衡，电量分配的平衡对整个电力系统的良好、稳定运行产生很大的影响。
3高层建筑电气中的低压配电设计路径
3.1低压配电设施设计
在确定电源负荷的时候，需要充分考虑该高层建筑的实际用电需要，考虑高层建筑的建筑形式是商业建筑还是民用建筑。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆通常来说，可以将高层建筑的电源负荷划分为一级与二级负荷，在进行电力供应系统设计时，通常使用源于不同变电所的两路独立电源。出于应对突发电力情况的需要，高层建筑还应当搭配备用电源或者发电设备，如柴油发电机等，根据高层建筑的电力能源实际需求，选定合适的、超过一级电源负荷容量的发电设备。此外，高层建建筑还需要对消防设备的电力系统进行合理设计，包括消防水泵、消防风机、消防电梯等，在进行施工的过程中加以合理规划与科学配置。
3.2低压配电电能设计
高层建筑的电能负荷计算需要依据相关的规范。根据《建筑设计防火规范》，一类高层建筑低压配电系统的一级负荷包括疏散走廊、消防系统等设备。二级负荷是指生活泵电力设备等。三级负荷是指日常生活负荷。显然不同的负荷等级，应用的范围也是不同的。
在计算电能时也要根据负荷等级选择不同的计算方法。比如说负荷密度法和单位容量法。其中负荷密度法比较适用于生活用电的计算，主要就是以每平方公里为基本单位，并根据功能分区，先计算历史的分区负荷密度，再计算各分区的实际特点，推算出负荷密度值。而在实际低压配电设计中，则是以30min作为最大负荷，并根据发热条件选择合适的配电变压器、电气等。通常为了方便计算会将电能消耗量和无功功率补偿作为计算依据。如可以用设备功率乘以需要系数和同时系数，直接求出计算负荷。这种方法比较简便，应用广泛，尤其适用于配、变电所的负荷计算。或者是采用利用系数求出最大负荷的平均负荷，再考虑设备台数和功率差异的影响，乘以与有效台数有关的最大系数得出计算负荷。单位容量法主要就是测量高层建筑的照明度。总的来说，在实际的低压配电设计中，要根据实际的计算结果，选择合适的供电设备。另外，施工过程中还要重视合理分配电能。比如说在高层居住建筑中，可以实行一户一表，将集中计量箱安装在负一层，并将各户住宅配电箱都由负一层沿电缆井单独引上，不分配电箱。总的来说，施工过程中应当重视合理设计低压配电电能，并根据实际的电能需求选择合适的设计标准和方法。
3.3低压配电安全设计
高层建筑电气设计中的低压配电安全设计，通常包括接地故障保护、短路保护与过电流保护，在低压配电设计过程中需要严格遵循我国相关的设计规范，切实保障低压配电系统的安全性与可靠性。本文着重阐述低压配电系统的接地保护系统。接地保护系统中最为常用的三种接地保护模式包括IT、TT、TN三种，其中，IT接保护模式能够在低压配电系统外网区域发生电路故障，且低压配电系统无法实现对于供电系统的保护性中断的情况下，自行启动保护模式，以避免配电系统故障造成更大的损失。
TT系统是电源中性点的接地保护设计，能够对发生漏电或者接地故障时的电气设备实现接地保护。通常中性线N与PE之间，由于配电关系不存在而并不进行电力流通，二者之间并无通电。通常在用电负荷较小的高层建筑中，会使用TT接地保护系统。
TN系统是当前最为安全有效的接地保护系统，在民用建筑电气设计中较为常用，电容量较低或者用电要求不高的电气系统皆可使用。TN接地保护系统的设计需要将所有电气设备外壳与保护线相连，以形成保护模式，并且连接配电系统的中性点。TN接地保护包括三种模式：TN-C、TN-S、TN-C-S。其中，TN-C接地系统是将工作零线同时作为接零保护线，是一种三相四线接地保护形式，通常在一般的电气设计中较为常用；TN-S模式是将工作零线与专用保护线相互分离，使用TN-S模式的电气设备金属外壳接零保护是通过专用保护线来实现的，相对而言安全性更高；TN-C-S通常用于建筑临时供电，在高层建筑电气低压配电设计中的运用较少。
4结束语
近年来，人们对于高层建筑电气中的低压配电设计越来越重视，相关设计人员应结合高层建筑工程的实际情况，充分考虑到电力供应能力和建筑用户的电力需求，积极优化和改进设计，制定高效节约、科学合理的低压配电设计方案，确保高层建筑电气系统的安全、稳定运行。
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论文作者:贾桥龙
论文发表刊物:《电力设备》2018年第21期
论文发表时间:2018/11/28
标签：高层建筑论文; 低压配电论文; 系统论文; 负荷论文; 高层论文; 建筑电气论文; 电能论文; 《电力设备》2018年第21期论文;