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摘要：低压配电设计是高层建筑电气系统的重要内容，其设计质量直接关系着整个高层建筑的用电情况。低压配电设计在高层建筑电气系统中具有提供电力的作用，并对高层建筑中其他功能的使用产生一定影响。如果高层建筑电气系统中的低压配电设计出现问题，将会埋下安全隐患，所以加强对高层建筑电气系统中低压配电设计的探讨有重要意义。
关键词：高层建筑；电气；低压配电；设计
引言
近些年来我国建筑业蓬勃发展，越来越多的高层建筑被建成，高层建筑普遍用电负荷量比较大，而且与普通高度的建筑相比，高层建筑面积比较大、用电设备多，这就对建筑的配电系统提出了更高的要求，而低压配电系统是整个配电系统中最重要的一部分。因此，为保证高层建筑用电的安全性，必须不断完善低压配电设计，选择最优的设计方式。
1低压配电系统概述
低压配电系统分为 3 种形式，分别为放射式、链式以及树干式。放射式指的是由总配电箱将电直接传到各个分配箱内。因为各个负荷单独供电，所以如果出现故障，不会对其他分配箱进行干扰。这种供电方式安全性较高，但是其线路比较复杂，并且灵活性不高，主要应用在设备容量较大的场合。链式指的是一条线路中连接着多个分配箱。这种供电方式缺少分支点，所以，投资成本较低，并且适合电缆线路的铺设。缺点是如果出现故障，要将所有的用电设备断电，安全性能不高。通常这种方式仅适用于可靠性要求低的用电设备。树干式低压配电系统指的是通过一条主干线将分配箱和总电线连接起来。这种配电方式成本较低，施工方便。缺点为如果主干线发生故障，受到的影响较大。因此，树干式配电方式通常应用在对供电可靠性要求不高的场合。
2高层建筑电气中的低压配电设计原则
2.1高效原则
高层建筑中的用电设备复杂多样，所以在对配电系统进行设计时应当保证设计的科学性，避免造成资源浪费和电力损耗。因此，在设计过程中，可以分析建筑物的整体电力需求，可以将电力供应和配送中心设置在耗电量较大的地区。另外，配电中心实现分散设置可以有效减少资源浪费。为了提高配电系统的有效运行，在设计过程中也要求均衡的负荷分配。例如，使用三相供电系统可以起到平衡收费的作用，从而提高电力资源的利用率。
2.2最优化设计原则
对高层建筑进行低压配电设计，应当根据高层建筑的建筑特点来进行。首先，结合高层建筑耗电量等特点，考虑实际的低压配电施工可行性，并进行高层建筑电气中的低压配电设计，对设计结果进行反复考量、计算与验证，确保低压配电系统设计的可行性与实用性。其次需要保证高层建筑的日常用电与安全用电使用需求，并为高层建筑的低压配电系统提供备用电源或发电设备。
2.3节约原则
节约原则包括资金的节约和能源的节约，即经济性和节能性。经济性和节能性是指在保证配电系统安全性的前提下尽量减少资金的投入和能源的使用。比如根据建筑的特点和未来区域划分合理铺设线路，这样可以减少用电材料的使用，进而减少了一部分支出，另外，要懂得利用高层建筑的优势，架设太阳能系统，充分利用太阳能，这不仅能减少资金投入，还能节约能源，除此之外，简化线路、使用节能材料、充分利用地热等途径都能达到减少资金投入、节约能源的目的。
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3高层建筑电气中低压配电设计现状
3.1用电设备多
目前，高层建筑往往具有商业和生活两种功能，对供水系统、供暖系统、通风系统、配电系统、消防系统等相关配套设施提出了更高的要求。这些设施大多涉及电力的使用，因此，在大型建筑物，类型的大型电气设备的数量，和电力的传输和分配有不同的需求，这无疑增加了低压配电设计的难度。
3.2用电量大
因高层建筑的容量和承载力都比普通低层建筑大，所以其用电负荷和用电量也比较大。高层住宅建筑用电量要比普通低层住宅用电量高，更不用说具有酒店、办公楼等功能的商务性高层，其用电量更加明显，用电量的增加，增大建筑的用电负荷，为满足高层建筑的用电需求，加强对低压配电系统的设计有其必要性。
4高层建筑电气中的低压配电设计
4.1电源设计
高层建筑对配电设计的低压电源提出了更高的要求，除了大量的电力设备安装在一个负载和两个负载，其他要满足电力设备的电力需求，必须提供强大的电力供应电力方面，为达到这一目的，高层建筑在设计时一般采用双向独立供电方式，双向供电方式一般来自同一变电所的母线段或不同的变电站，因此即使在发生断电后，可以使用另一条电路进行供电，以确保所有电气设备稳定正常运行。
4.2低压配电电能设计
低压配电系统的电能设计，应当根据高层建筑的电能负荷等级选择不同计算方式，如负荷密度法等。通常来说，如果高层建筑的建筑类型为民用建筑，其用电性质为生活用电，则通常按照负荷密度法进行电能计算，以平方千米作为计算单位，根据使用功能进行区域划分，并根据其历史分区电能负荷密度确定不同分区的电能特点，确定电能负荷密度值。低压配电设计的过程中，通常将最大负荷设置为30min，引用电力能源消耗量与无功功率补偿作为重要的计算依据。负荷密度法的应用较为简单，能够实现配电负荷计算与变电负荷计算。在实际的低压配电系统设计中，根据电能负荷计算结果，来确定供电设备。在具体应用时，应当注重电能分配的合理性，如用作居住功能的高层民用建筑，可以以一户一表的方式进行电能分配，并将电能计量设备统一安装在一个位置集中计量，由线缆进行连接。
4.3高低电压运行模式的设计
高低电压运行模式的转化是通过变电器并辅以适当的接线方式实现的，最基本的模式是高压线按照单母线方式结线，进线电压为10kV，变压器转低压部分同样应用单母线结线方式，并且每一台变压器都要单独结线以保证各电压器的独立性和高低压运行的安全性。另外，在单母线的另一侧应设置备用母线，以防变压器母线出现短路、短路等意外状况。
4.4低压配电系统的安全性分析
高层建筑的用电使用安全不仅关系到日常工作和生产是否能够正常进行，更是保证人民生命财产安全的重要手段，所以我们在此对高层建筑低压配电系统的安全性从以下几个方面进行剖析：首先需要考虑的是供电系统的负载分级系统设计，主要包括变压器和电压两个方面，合理的选择变压器不仅有利于电流的输送更是用电安全的有效保证，在选择变压器的时应当注意高层建筑各层的功能分布与用电需求，确保对电流量进行合理的分配，另外需要符合项目用地所在区域供电局对于电流量的综合调配要求，最后由于变压器长时间处于高负荷的工作状态当中，应当保证负荷率在百分之八十以下，并且服务的半径不超过两百米。其次应当加强电路主要连接线的安全控制，由于配电系统具有符合大，电压使用频率变化迅速等特点，如果发生故障会影响到整个供电线路的正常使用，所以建议在实际的工程当中使用放射或树状输电模式，从而提高供电的稳定性。最后应当注意电路的接地保护，虽然在传统的认识当中接地保护是最基础的保护措施，但在实际的操作当中，应当根据建筑的具体形态和使用需求进行客制化设计。
结语
在低压配电设计工作中，设计师通过对高层建筑的整体功能，结构和用电需求分析，合理的低压配电设计，提高高层建筑供电效率，实现能源资源的节约，保证各用电设备的安全稳定运行。
参考文献
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论文作者:陈茂志
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第17期
论文发表时间:2018/11/7
标签：高层建筑论文; 低压配电论文; 系统论文; 电能论文; 负荷论文; 方式论文; 高层论文; 《建筑学研究前沿》2018年第17期论文;