摘要:隨著城市的快速發(fā)展，高層建筑如雨后春筍拔地而起。高層建筑的出現(xiàn)解決了高度密集城市人口居住難題，為人們的生活與工作帶來(lái)了極大便利。高層建筑能夠?yàn)榫幼≌邉?chuàng)造一個(gè)舒適的環(huán)境，其前提是擁有足夠的電力作為能量保障。現(xiàn)代高層建筑供配電系統(tǒng)作為建筑正常運(yùn)行的能量來(lái)源，長(zhǎng)期以來(lái)都受到了設(shè)計(jì)等部門的高度重視。本文詳細(xì)論述高層建筑供配地系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的要點(diǎn)，重點(diǎn)闡述供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)中涉及到的關(guān)鍵內(nèi)容，通過(guò)對(duì)供配電系統(tǒng)的配電方式、負(fù)荷計(jì)算以及變壓器選擇等方面的研究，以提高共配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)工作的質(zhì)量。

　　關(guān)鍵詞:電力工程師職稱范文,核心期刊論文發(fā)表,高層建筑,供配電,設(shè)計(jì)要點(diǎn)

　　改革開(kāi)放以來(lái)，我國(guó)城市化建設(shè)取得了舉世矚目的成就，伴隨著城市化的腳步，現(xiàn)代高層建筑的出現(xiàn)是必然的結(jié)果。在城市這個(gè)相對(duì)狹小的空間里，高層建筑高效地利用城市空間，承載起高密度的城市人口，對(duì)城市生活、經(jīng)濟(jì)發(fā)展起到極大的推動(dòng)作用。根據(jù)國(guó)家相關(guān)規(guī)定，通常將建筑高度大于24米的多層民用建筑及層數(shù)在10層以上的住宅建筑稱為高層建筑。在科技高度發(fā)達(dá)的今天，高層建筑的電氣化水平應(yīng)經(jīng)達(dá)到了一個(gè)相對(duì)高的高度，電梯、空調(diào)、閉路線路、廣播電話、給排水、防雷接地極照明燈安全服務(wù)系統(tǒng)廣泛地應(yīng)用于高層建筑中。而上述的一切配套系統(tǒng)的正常工作運(yùn)行都需要供配電系統(tǒng)的支持，供配電系統(tǒng)已經(jīng)成為了高層建筑不可分割的一個(gè)重要組成部分。作為一種舒適性佳、安全性好、經(jīng)濟(jì)合理的建筑形式高層建筑受到了社會(huì)各界的廣泛認(rèn)可，高層建筑諸多功能的實(shí)現(xiàn)依賴于科學(xué)合理的供配電系統(tǒng)。一個(gè)設(shè)計(jì)良好、運(yùn)行狀態(tài)良好的供配電系統(tǒng)保障著高層建筑的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，而當(dāng)供配電系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)就有可能導(dǎo)致高層建筑電氣災(zāi)害的發(fā)生，嚴(yán)重時(shí)危及居住者生命與財(cái)產(chǎn)安全。因此，在高層建筑供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)要對(duì)高層建筑電氣系統(tǒng)進(jìn)行科學(xué)合理地規(guī)劃與設(shè)計(jì)，以保障高層建筑供配電系統(tǒng)安全可靠地運(yùn)行，促進(jìn)高層建筑設(shè)計(jì)功能的實(shí)現(xiàn)，為人們創(chuàng)建一個(gè)舒適安全的居住環(huán)境。

　　1 現(xiàn)代高層建筑常用的供配電系統(tǒng)

　　現(xiàn)代高層建筑不同于普通建筑，其對(duì)建筑安全性能的要求更高。目前高層建筑常用的配電系統(tǒng)如下：一、雙電源各自獨(dú)立的系統(tǒng);二、設(shè)有應(yīng)急發(fā)電機(jī)組的系統(tǒng);三、帶不間斷電源裝置的供電系統(tǒng)。雙電源各自獨(dú)立系統(tǒng)主要應(yīng)用于一類高層建筑，該系統(tǒng)要求兩個(gè)外部電源是相互獨(dú)立的，目的在于滿足建筑消防負(fù)荷的要求。此外還需要設(shè)置附帶自動(dòng)投入裝置的專用饋電線路，此線路相對(duì)正常電源獨(dú)立。雙電源各自獨(dú)立系統(tǒng)能夠在高層建筑發(fā)生火災(zāi)時(shí)，及時(shí)地切斷非消防電源，同時(shí)保障對(duì)消防負(fù)荷的有效供電;高層建筑中設(shè)置應(yīng)急發(fā)電機(jī)組，目的是為了在緊急狀況下向重要性較高的負(fù)荷進(jìn)行供電，提升了供電的可靠性。通常高層建筑應(yīng)急發(fā)電系統(tǒng)在斷電狀況下快速啟動(dòng)的時(shí)間要求為15秒到30秒之間，供電中斷的時(shí)間不允許超過(guò)這個(gè)范圍。但在實(shí)際運(yùn)用過(guò)程中也會(huì)出現(xiàn)一些問(wèn)題，比如在供電網(wǎng)絡(luò)一回路發(fā)生故障而外部電源并沒(méi)用停止供電的情況下，備用應(yīng)急發(fā)電機(jī)組是不會(huì)啟動(dòng)發(fā)電的，這樣一來(lái)可能會(huì)造成消防負(fù)荷長(zhǎng)時(shí)間處于斷電狀態(tài)，此外盡管機(jī)組自動(dòng)啟動(dòng)了，若發(fā)電機(jī)出線回路發(fā)生故障，那么也將無(wú)法保障重要負(fù)荷的用電;對(duì)于不間斷電源裝置供電系統(tǒng)而言，其設(shè)置的目的在于對(duì)那些極為重要的負(fù)荷進(jìn)行供電保障，一些高層建筑在建立發(fā)電機(jī)組供電的基礎(chǔ)上，又設(shè)置不間斷電源裝置，以提高重要負(fù)荷用電的可靠性。不間斷電源裝置主要應(yīng)用在對(duì)連續(xù)供電要求極高或中斷供電時(shí)間要求為毫米級(jí)的供電系統(tǒng)中。

　　2 現(xiàn)代高層建筑供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求

　　現(xiàn)代高層建筑在進(jìn)行供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，要嚴(yán)格遵循國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，使最終的設(shè)計(jì)效果達(dá)到預(yù)定要求。供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)具體要達(dá)到以下幾個(gè)方面的要求：一、設(shè)計(jì)的可靠性;二、設(shè)計(jì)的節(jié)能性;三、設(shè)計(jì)的安全性。高層建筑設(shè)計(jì)的可靠性要求包管的供電電源能夠滿足建筑內(nèi)部各項(xiàng)用電負(fù)荷的需求，能夠確保一、二類負(fù)荷的供電穩(wěn)定性，同時(shí)要求用電負(fù)荷的電能質(zhì)量達(dá)到國(guó)家相關(guān)規(guī)范要求;高層建筑由于其整體結(jié)構(gòu)的巨大的原因，使得相應(yīng)配備的供配電線路長(zhǎng)度很長(zhǎng)，長(zhǎng)距離供電容易產(chǎn)生線路損耗及電壓損失，不利于電能的有效利用，為了節(jié)約能源，可以通過(guò)優(yōu)化設(shè)置配電壓器的方式來(lái)減少不必要的能源損耗;供配電系統(tǒng)安全性設(shè)計(jì)是整個(gè)設(shè)計(jì)中極為重要的一環(huán)，設(shè)計(jì)過(guò)程中力求系統(tǒng)的簡(jiǎn)單可靠，保證系統(tǒng)實(shí)際操作中不會(huì)產(chǎn)生危險(xiǎn)，便于檢修維護(hù)。

　　3 現(xiàn)代高層建筑供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)

　　3.1 負(fù)荷等級(jí)

　　高層建筑建筑空間大，能夠容納大量的人員及設(shè)備設(shè)施。高層建筑各項(xiàng)功能的實(shí)現(xiàn)離不開(kāi)各種電氣設(shè)備及機(jī)電設(shè)施，而這些設(shè)備設(shè)施的用電負(fù)荷都是極大的，這就造成了高層建筑整體供電負(fù)荷巨大，為了進(jìn)行有效的電力管理，需要對(duì)建筑內(nèi)的各種用電負(fù)荷限制分級(jí)。對(duì)重要性大的用電負(fù)荷要保持其供電的穩(wěn)定性，而一些普通的用電負(fù)荷可以視情況間斷供電，這樣既能夠保障供電的合理，也不會(huì)造成電能浪費(fèi)。對(duì)于高層建筑要對(duì)其用電負(fù)荷進(jìn)行合理的分級(jí)，根據(jù)建筑類別、用電負(fù)荷性質(zhì)等來(lái)劃分負(fù)荷級(jí)別。通常情況下，我們將一類高層建筑中的消防用電設(shè)置為一級(jí)負(fù)荷，二類建筑中的消防用電則視為二級(jí)負(fù)荷，而對(duì)于超高層建筑而言，應(yīng)當(dāng)將其消防用電劃為一級(jí)負(fù)荷。當(dāng)一級(jí)負(fù)荷為特別重要負(fù)荷時(shí)，影響一級(jí)負(fù)荷的空調(diào)用電也應(yīng)該視為一級(jí)負(fù)荷，若高層建筑中只存在大量的一級(jí)負(fù)荷，而沒(méi)有特別重要的額負(fù)荷，此時(shí)空調(diào)用電可視為二級(jí)負(fù)荷。

　　3.2 供電電源電壓、主結(jié)線、負(fù)荷計(jì)算及變壓器選擇

　　高層建筑因其負(fù)荷較大的特點(diǎn)，使其供電必須采用高壓。高壓供電能夠減少因電能長(zhǎng)距離輸送造成的損耗，有利于電能的高效使用。現(xiàn)階段我國(guó)大陸區(qū)域的供電電壓通常設(shè)置為10千伏，在部分地區(qū)也采用了20千伏供電電壓。相比于10千伏電壓供電，20千伏電壓供電具有提升供電功率、降低長(zhǎng)途運(yùn)電能耗、對(duì)現(xiàn)代高層用電特性契合性更好、滿足多回路、減少供電設(shè)備投資等優(yōu)點(diǎn)，所以筆者對(duì)當(dāng)代的高層建筑供電電壓選擇更傾向于20千伏。

　　高層建筑供配電系統(tǒng)高壓供電所采用的主結(jié)線通常為單母線制，之所以采用單母線制，是因?yàn)槠浣Y(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，涉及的設(shè)備較少，不需要投入大量資金。高層建筑供配電系統(tǒng)的負(fù)荷計(jì)算，雖然到現(xiàn)在還沒(méi)有一個(gè)較為準(zhǔn)確的計(jì)算方法，但在國(guó)內(nèi)多采用單位容量法、需要系數(shù)法等方法進(jìn)行用電負(fù)荷的計(jì)算。目前高層建筑在進(jìn)行供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)多采用容量加大的變壓器，追求其高效率。但變壓器容量也并非越大越好，還得依據(jù)高層建筑實(shí)際的用電負(fù)荷來(lái)選擇合理容量的變壓器。

　　3.3 合理選擇變配電所的位置

　　城市土地是極為寶貴的，高層建筑公用工程設(shè)施比如水泵房、空調(diào)設(shè)施及換熱站等耗電量大的負(fù)荷，在變配電所位置選擇時(shí)要考慮設(shè)置在盡量靠近耗電量大的負(fù)荷周邊，目的是避免因長(zhǎng)距離供電而造成電能損失，此外還得確保建筑高層的一些供電干線的最大電壓降不大于規(guī)定值。在實(shí)際位置選擇中，配電所的位置設(shè)定應(yīng)該遵循下列原則：一、配電所盡可能靠近負(fù)荷中心;二、配電所進(jìn)線與出線要便利，并接近電源側(cè);三、所選位置應(yīng)該便于設(shè)備設(shè)施的安裝，并且周圍不存在危險(xiǎn)物質(zhì)，不存在腐蝕性強(qiáng)的物質(zhì)，環(huán)境要少塵干燥;四、配電所要遠(yuǎn)離積水區(qū)域。而對(duì)于變電所的選擇而言，則應(yīng)該設(shè)置在高層建筑的地下室、中間層或最高層，針對(duì)實(shí)際情況合理選擇位置。

　　4 結(jié)語(yǔ)

　　高層建筑的出現(xiàn)改變了傳統(tǒng)城市的規(guī)劃格局，為城市居住者創(chuàng)建了一個(gè)舒適的生活、工作環(huán)境，同時(shí)也促進(jìn)了經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，為城市添加了一道獨(dú)特的風(fēng)景線。高層建筑供配電系統(tǒng)是建筑實(shí)現(xiàn)各種功能的前提，沒(méi)有合理的供配電設(shè)計(jì)，高層建筑中的各種電氣設(shè)備、機(jī)電設(shè)施等就無(wú)法正常運(yùn)轉(zhuǎn)，建筑自身的性能無(wú)法得到充分發(fā)揮。因此，相關(guān)設(shè)計(jì)部門一定要重視高層建筑供配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)工作，通過(guò)科學(xué)合理的設(shè)計(jì)促進(jìn)供配電系統(tǒng)的安全運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)高層建筑各項(xiàng)功能，以便更好地服務(wù)于建筑使用者。

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