摘要：在建筑电气设计过程中,低压配电系统具备十分重要的作用,属于电气系统的重要环节,若施工不当极易引起安全隐患。高层建筑中电压负荷量较大,对此,在设计高层电气系统时应充分做好低压配电系统的安全设计工作。相较低层建筑,高层建筑具有更多的楼层,用电量会更大,对此高层建筑比低层建筑的电压负载荷会更多。在高层建筑中,每种电气数量与种类都会有所增加,这也增大了安全隐患。由此,必须设计更为安全可靠的供电系统。高层建筑主要指的是楼层数量超过10层,总高度超过24m的建筑,随着社会的不断发展,加之受高层建筑结构特点的影响,对其电气设计也提出了更高的要求。
关键词：高层建筑；电气设计；低压供配电系统；可靠性
通过某工程实例,对高层建筑的供配电系统进行简要介绍,并对避难层的配电设计提出合理化见解;通过对比国内外标准,详细分析消防设备的配电方案;最后对工程中主要采取的节能及谐波治理措施进行介绍。选取的项目由地上和地下两部分组成。其中地上部分共计有32层,由S1、S2两个塔组合而成。地上部分分为办公区、人员避难层、商业区,其总的建筑面积为131260.26m2。其中办公区为建筑物的6~18层和20~32层。人员避难层有两层,分别为5层和19层。而商业区域则是地上的1~4层。地下部分仅仅有一层,专门用于停放车辆。其总的建筑面积为24885.58m2。
1高层建筑电气设备的可靠性概述
楼层在十层以上的建筑被称为高层建筑,高层建筑中的电气设计直接关系到居民生命财产安全,因此要重视高层建筑中的电气设计。建筑越高存在的安全隐患越多,相对电气设计也就越复杂。
高层建筑的低压供配电对建筑的用电安全起着至关重要的作用,它直接影响着我国建筑行业的发展水平,并对人们的生活水平也有着一定的影响。建筑行业想要提升其发展的层次,需对建筑设施的供配电设计上投以关注,分析出该电力系统的可靠性设计方式。传统的电气设计已无法满足建筑设施的功能展现为让高层建筑中的电力设备可正常的运行,需要调节好电力能源的使用状况,对其设计理念进行改革和创新,优化并改善其方式,合理的安排建筑施工的布局,保证电力线路不会受到温度的影响,更不会沾染到其它的灰尘等。将建筑设施的伸缩程度以及其冲击力考虑进去,可适当的设置一些专用的电力线路,比如说消防设备的使用上,在对其进行电力线路的设计时,可以从多个角度去考虑其实施的范围以及方式,以安全为主,构建供配电的回路。在一些地下车库的电气设计中,要对供配电的电箱进行安全性的设计,把其防止在配电间中,防止火灾等意外事件发生对其的影响,保证照明系统可以安全运行。
2影响高层建筑低压供配电系统可靠性的因素
2.1过载短路问题
在高层建筑电气设计中,站在低压供配电系统可靠性视角上,要加大对过载保护与短路保护的重视力度,保证在配电系统发生故障时,断路器和保护装置及时反应,切断故障电路,进而保证供电线路与供电设备的安全性。
2.2接地质量问题
在高层建筑电气设计中,常常发生低压供配电系统接地形式混乱问题,或是接地管理混乱,再加上接地处理没有充分的重视,接地处理不规范,没有根据相关要求和标准进行操作,很容易发生接地质量问题,降低低压供配电系统的可靠性。
2.3供配电持续性
高层建筑内部一般应该要提供两个独立电源,这样才能保障供配电持续性,从而保证人民出行顺利。独立电源应该要达到一级或是二级负荷要求,然而实际情况不容乐观,因为往往许多高层建筑内部电压会过载。当高层建筑电源系统出现故障时,而另外一个独立电源无法正常供电时,就非常影响人们生活和工作。因此,在这样基础之上,还需要增加柴油发电机组辅助供配电工作,保证系统可靠性。
3高层建筑电气设计低压供配电系统设计
3.1明确系统配置要求
第一,非消防一级负荷供配电要求。基于低压供配电系统可靠性视角,针对关键负荷而言,必须设置双重电源,或是启动备用电源,两个电源相互独立,其中一个电源发生故障后,另一个电源会立即启动,保证高层建筑的正常供电,防止断电事故的发生。第二,非消防二级负荷供配电要求。以回路供电为主,通过同步供电的方式保证电量充足,提高高层建筑低压供配电系统的可靠性。第三,民用高层建筑供电要求。若消防用电负荷为一级,系统主电源与备用电源则独立于回路,实现双电源供电;若消防用电负荷为二级,则由主电源、变电源进行双回路电源供电。
3.2优化干线配置方案
在低压供配电系统干线配置中,有三种配置方式,一是电源、变压器进行分段低压单母线,安装应急备用电源,符合消防负荷或是非消防负荷要求。这种干线配置方案一般应用在普通高层住宅建筑中,满足规范化设计要求,但所需应急电源容量大,会提高投入成本。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆二是独立两路电源、变压器分别运行和使用,实现低压单母线分段,安装应急备用电源。这种干线配置方案供配电可靠性高,可以应用在大负荷高层建筑中。三是电源、变压器进行低压母线分段,利用电源线低压引出两个回路电源,使用到两个低压分母线段中。
3.3选择适合备用电源
当前很多高层建筑会出现区域性停电问题,为了减少停电带来的不良影响,设计人员应准备一定的备用电源,处于安全性与合理性,采用单台机组的备用电源额定容量应保持在1500kVA以下。同时,确保备用电源在断电后可以自行启动,降低因停电引发的损失。发电机组达到一定程度时,应错开投入时间,为电流的恢复提供一定时间。当供电系统突然停电时,当负荷较大时会引发更大损失,甚至会威胁人们的财产安全。对此,恢复电力系统供电模式后不能直接送电,应延迟1min左右,之后恢复供电再重复供电,提升发电机组运行的安全性与合理性。
3.4合理筛选漏电断路器
电气设备在电力系统运行期间需要承载更大的负荷量,对此在设计高层建筑的电气系统时,其要求更高的安全性与可靠性。在电力系统的运行过程中,为了避免发生安全事故问题,应设置漏电断路器,其可以有效保护低压配电系统,为漏电设置了有效保护屏障,可以保护整个建筑的电力系统,由此必须对其进行加强防护。在选择漏电断路器时,设计人员应充分结合高层建筑的结构情况,明确漏电保护器的额定标准,并在之后的设计与筛选时利用准确数字,且漏电器的额定限流也应大于电力系统发生短路故障时的漏电数值。同时,选择漏电器时需要通过多种接触模式加强防护,这样才可以充分发挥电力设计优势,确保电力系统的安全稳定运行。除此之外,还应做好漏电器额定电流的选择范围,清楚配电系统末端应采用何种种类与何种型号的漏电保护器,确定线路的额定电流数值,且其数值应大于电力系统短路故障时外漏的电流数值,保障电力系统的安全性。
3.5漏电保护装置
漏电保护装置的使用可以对于接地事故进行较为合理的防控,它在电气设计实际工作中非常常见。当建筑用户的身体不慎直接和电流进行接触时,漏电保护设备可以瞬间将供电电源进行切断操作,达到断电的目的。然而,现在的高层建筑低压供配电系统漏电保护装置设计与施工中基本上都出现了不同程度的问题,这导致漏电保护装置无法及时有效的对漏电状况防控,在用户发生触电时无法及时断开电源,因此事故,严重的还会危及用户的生命安全。还有,在高层建筑供配电工程设计工作中,低压供配电系统的设计对接地工作重视程度不够,设计工作人员没有严格按照国家和行业相关规定进行设计,这导致建筑电气供配电系统存在一定的安全隐患,其可靠性明显不足。所以,应该提升对高层建筑电气设计低压供配电系统漏电保护装置的设置,使其能够科学有效的发挥其本身的防控作用,从而提升系统的可靠性。
4供配电系统运行可靠性分析
4.1供配电线路的可靠性分析
高层建筑中的电气设备在运行过程中要求电力系统要有着很高的电力负荷,因此供配电系统的可靠性非常的重要。在对整个高层建筑的供配电系统进行铺设的时候,要对整个高层建筑的特点进行分析,并结合高层建筑的实际运行情况,来对相关的供电线路进行铺设以及对相关的电力设备进行安装。不但要保证整个供配电系统不会受到高温情况的影响,也要保证整个供配电系统不会因为在长时间的运行中受到灰尘的影响,同时也要注意供配电线路要远离那些能够腐蚀线路的物质。另外一个方面,因为高层建筑的安全问题,因此消防设备以及电梯设备都是高层建筑所必备的,因此也要保证如果高层建筑出现问题时,消防设备以及电梯设备能够使用,这个时候就要在对高层建筑的供配电线路进行设计的过程中,考虑到供电回路。比如说配电箱的安装要安装到消防设备的旁边,同时因为当今社会的高层建筑建设时都会建设有地下车库,地下车库就会有应急的照明系统,这个时候就要保证配电箱的安装,防止应急照明系统出现故障。
4.2可靠性评价
为判断设计方案是否合理,本工程在设计后,通过调试的途径,对低压供配电系统的安全性进行了调试。与解析法及人工智能法相比,采用模拟法对低压供配电系统的可靠性进行评估,可行性更强。因此本工程决定将模拟法,应用到可靠性评估过程中。本工程在全楼满负荷运行之后,在48h内每隔1h抽取低压柜中各智能电表参数,利用模拟法建造模型进行评估。评估结果提示,采用上述方案布置,所有低压供配电设备,均能够正常运行。运行48h后,设备未见任何故障发生。建筑低压供配电系统使用1年内,系统未见任何安全问题发生。表明本工程所应用的设计方案有效提高了低压供配电系统的可靠性。
结论
综上所述,线路的布置情况、接地设计方案、变压器的布置方式,是决定低压供配电系统可靠性的主要指标。为提高建筑电气系统的安全性,电气设计过程中,设计人员应视配电柜所在的楼层,对“电缆夹层方案”“电缆沟方案”进行合理选择。
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[2]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,2017(35):96.
论文作者:南锋
论文发表刊物:《基层建设》2019年第4期
论文发表时间:2019/5/22
标签：高层建筑论文; 供配电论文; 系统论文; 低压论文; 电源论文; 可靠性论文; 电气设计论文; 《基层建设》2019年第4期论文;