摘要：随着经济建设的发展和市民生活质量日益提高，用户对供电可靠性要求越来越高，尤其是智能电网建设带动了电力技术的迅速发展，新设备新技术普遍应用。为了确保住宅建筑工程的水平，必须提升供配电系统的设计水平。在此本文对供配电系统的设计原则及住宅供配电系统的设计要点进行分析，并结合工程实例对配电系统的设计方式进行分析，以此为类似工程提供借鉴。
关键词：建筑电气；供配电设计；强电系统设计
电气供配电系统作为电气工程最主要的设备能源供给基础，其设计的可靠性与安全性对建筑工程整体使用性能来说具有非常重要的影响。由于多高层建筑自身的整体构造非常复杂，所以对电气工程供配电系统的设计也提出了更高的要求。
一、电气工程供配电系统设计的主要原则
供配电系统作为高层建筑机电工程的重要基础，不仅承载着建筑电力系统电能的配用环节，而且也为基础建设的电力设施提供的安全保障。高层建筑的供配电系统主要服务对象就是以建筑使用者以及建筑内部电气设备为主，所以供配电系统的稳定运行，能够对建筑电力系统整体的安全性能具有非常重要的影响。一般来说，高层建筑相关的供电系统主要采用的是单方向流动的模式，由电源端至用户端，这样就能够保证电源分配和降压的快速处理，使得外部电能转化为可供用户端直接使用的电能。由于现阶段高层建筑电压并不超过110kV，所以结合建筑设计的实际需求即可。通过科学合理的判断用电量、系统负荷等基础参数，综合各种可能出现的问题，这样才能满足建筑基础整体的使用功能，也能够保证高层建筑供配电系统的可扩展性。在高层建筑电气工程供配电系统设计时，也必须遵循安全、节能、环保的设计要求。设计人员在进行供配电系统设计时，除了满足地方规定外，还应符合国家行业的相关标准规范。只要根据科学的方式判断设备型号，尽量避免出现资源浪费的情况，加强供配电系统的成本控制。此外还应该选用节能环保的材料，最大程度上减少高层建筑供配电施工，环境污染等问题。
二、供配电系统设计要点
（一）电力负荷系统设计
在设计民用建筑供配电系统方案时，设计人员应根据建筑设计划分的一、二、三级负荷，进行复核并且确定供配电方式。
住宅建筑一级负荷应采用双重电源供电，住宅建筑二级负荷应由两回线路供电。住宅建筑一级负荷的低压配电应采用专用回路。住宅建筑的消控中心、消防水泵、消防电梯、消防防排烟风机、安防中心等应在其配电线路的最末一级配电箱处设置自动切换装置。
所有高层住宅的生活电梯及生活给水泵的低压配电应采用以下原则配置：一级负荷应采用双电源配电，二级负荷应采用双回路配电，建筑高度大于100 米住宅建筑的消防负荷和一级负荷，除满足一级负荷的供电要求外，还应设置柴油发电机组。
（二）高压供电系统设计
由于高层建筑的供电负荷通常比较大，故其供电一般采用10kV的高压，并且主要包括环形双回路、单侧回路和双侧双回路三种供电方案。其中，环形双回路的供电方案投入成本和可靠性都比较高；单侧回路的供电方案投入成本和可靠性都比较低；双侧双回路的供电方案由于采用了两个电源同时对系统进行供电，故其供电有着较高的可靠性。在对高层建筑高压供电系统进行设计时，除了需要考虑建筑施工方的投入成本外，还应考虑片区额整体布局及电力系统上级的负荷承载能力，选择适当的供电方案。由于不同的高压电源具有不同的供电形式，因而高压主接线的方式也会随之不同。当两路高压电源对系统同时进行供电的情况下，一般是采用单母线分段的形式，但是对母联开关却不进行设置。这种供电形式的特点在于所需要的设备非常少，而且结构相对来说也比较简单，同时投资成本也比较低，但是其供电的可靠性和灵活性都比较低。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆当两路高压电源对系统采用一个供电一个备用的情况下，一般是采用单母线不分段的形式，这种供电形式的特点在于其线路相对来说比较简单。当供电系统中一个电源发生故障时，另一个备用电源就能立刻取代原电源对系统进行供电。目前，在高层建筑中应用比较广泛的供电方案是设置母联开关，并且单母线分段进行供电，当系统中任一电源发生故障时，母联开关自投，对故障电源侧的负荷恢复供电。这种供电形式虽然接线相当复杂，而且投资成本也最高，同时其供电系统的可靠性也是最高的。
（三）低压配电系统设计
①在一般情况下在对高层建筑中的电气系统进行设计时，应当严格遵循以下几条原则：第一，应当对建筑物内的电气设备进行充分的了解，以确保建筑用电的安全性，进而在最大程度上避免电力事故对人身及其财产造成危害，在对高层建筑中的电气进行设计时，在对建筑电气进行设计时，在电气系统中要进行自动切断故障电路的设备的设置以及接地保护的设计。建筑物处的低压系统电源中性点、电气装置外露导电部分室外保护接地、保护等电位联结的接地极等，可与建筑物的雷电保护接地共用同一接地装置。共用接地装置的接地电阻，应不大于各系统要求值中的最小值。配电变压器设置在建筑物外时，低压线路在引入建筑物处，PE或PEN应重复接地，接地电阻不应超过10欧姆。从装置的任一点起，N和PE分别采用单独的导体时，不允许改N再连接到装置的任何其他的接地部分。②为了保证建筑物供配电可靠性，进而避免发生断电事故，非消防Ⅰ、Ⅱ级负荷的供配电方案的设计，以此来确保电量的充足，可以设置双重电源以及备用电源的方式，采取回路来同时供电，确保一个电源出现故障时，整个电源依然可以正常供电，对于具有十分重要作用的负荷，比如在住宅高层建筑中应当将主电源、备用电源与专用回路双电源独立开来。对于非消防Ⅱ级负荷，例如商用高层建筑系统，可以采用双回路电源来供电，包括主要电源和变电系统，进行供电。③在一般性的高层建筑，如住宅的低压供配电系统的设计上，要满足了规范化设计的要求，还要有效地确保供配电的可靠性，需设置应急备用电源，将低压单母线进行分段，独立两路电源和两台变压器，分列运行，尤其是高层建筑具有非常大的负荷，可以通过一路电源与一台变压器对低压母线进行分段；在电源线低压侧将2个回路电源引出来，有效满足消防负荷和非消防负荷的使用要求，并且分别应用到不同的低压分母线段之中。但是，该种方案适用于住宅类高层建筑，不适用于超大负荷的高层建筑。
三、高层建筑供配电系统设计实例
某高层建筑小区，共5幢高层，包括地下室及小区配套设施、商铺等，建筑工程总高度为241.5m，其中，地上结构11层，地下结构1层，建筑面积约为2.4×104m2。在该小区供配电设计过程中，我们需要注意以下几点：①保障用电安全。在配线方式方面，尽量采用树干形式，同时减少配电级数以及电力线路长度，对于线缆以及保护管材料，必须满足国家规范要求，针对于住宅类的桥架通道，要求采用低压无卤型电缆。②提升用电可靠性。采用两路高压进线方式，电源分别来自于不同的电站。③为了提升用电合理性，在配电房设置过程中，应该尽量将配电房深入至负荷中心，在满足供电半径的条件下，要求缩短供电线路的长度，对于地下一层，还需要设置专用配电间，确保其供电合理性。
总而言之，在高层住宅领域的发展过程中，完善低压供配电系统设计的可靠性发展研究是整个电气工程发展的基础性内容。因为高层建筑内部电气设备呈现出多样化的发展趋势，在具体施工中带有一定复杂性，用电量过大还会造成电力设施超负荷运行，损坏电力设备，对人们的生产、生活造成一定的影响。因此，在进行电气设计的过程中，必须不断优化高低压供配电方案，选择性能高效的用电设备，营造良好的供配电运行环境，保证其系统运行的安全可靠性，提升电气设备整体功能，实现电力行业的可持续发展。
参考文献：
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[2]贾浚辰.高层建筑电气工程供配电系统设计研究[J].山东工业技术，2018（21）
[3]乔鹏鸣，张笑培.建筑电气供配电系统设计浅析[J].科技与企业，2016（09）
[4]GB 50054-2011低压配电设计规范
论文作者:张玲
论文发表刊物:《基层建设》2019年第4期
论文发表时间:2019/4/30
标签：系统论文; 供配电论文; 负荷论文; 高层建筑论文; 电源论文; 可靠性论文; 建筑论文; 《基层建设》2019年第4期论文;