论述高层建筑供配电系统设计的相关问题

论述高层建筑供配电系统设计的相关问题摘要：随着科学时代的发展，各种各样的高楼不断崛起，各种电气设备的使用日趋增多。尤其是计算机网络信息技术的普及，建筑物越来越多采用各种信息化的电气设备。本文就建筑供配电系统设计的相关问题进行分析，以供参考。关键词：建筑电气；供配电系统；设计就目前而言，在满足相应设计规范，实现预定功能的前提下，电气设计师对同一或同类建筑可能做出多种配电方案。各方案的特点会有所不同。在很多具体工程中，因受到多方面因素的限制，配电方案的合理性、灵活性、实用性等优点不可能同时兼备，但我们可以在设计工作中认真总结，广泛交流，统筹兼顾，扬长避短，力求做到最优。建筑供配电系统设计的目的，就是要采用一切可能的、恰当的技术手段，在数量上、质量上满足各种用电设备在正常事故状况下的不同用电要求，保证供电的安全和可靠，同时考虑技术与经济的统一。一、供配电系统设计的规范要点供配电系统设计应贯彻执行国家的经济技术指标，做到保障人身安全，供电可靠，技术先进和经济合理。在设计中，必须从全局出发，统筹兼顾，按负荷性质、用电容量、工程特点，以及地区供电特点，合理确定设计方案。还应注意近远期结合，以近期为主。设计中尽量采用符合国家现行有关标准的效率高、能耗低、性能先进的电气产品。1.负荷分级及供电要求电力负荷应根据对供电可靠性的要求及中断供电在政治、经济上所造成的损失及影响的程度分为一级、二级、三级负荷。独立于正常电源的发电机组，供电网络中独立于正常的专用馈电线路，以及蓄电池和干电池可作为应急电源。二级负荷的供电系统，应由两线路供电。必要时采用不间断电源（UPS）。一级负荷：一级负荷为中断供电将造成人身伤亡者；或将在政治上，经济上造成重大损失者；或中断将影响有重大政治经济意义的用电单位的正常工作者。1.2二级负荷：二级负荷为中断供电将在政治上，经济上产生较大损失的负荷，如主要设备损坏，大量产品报废等；或中断供电将影响重要的用电单位正常的工作负荷，如交通枢纽、通信枢纽等；或中断供电将造成秩序混乱的负荷等。1.3三级负荷：三级负荷为不属于前两级负荷者。对供电无特殊要求。2.电源及供电系统供配电系统的设计，除一级负荷中特别重要的负荷外，不应按一个电源系统检修或者故障的同时另外一个电源又发生故障的情况进行设计。需要两回电源线路的用电单位，应采用同级电压供电；但根据各级负荷的不同需要及地区供电的条件，也可以采用不同的电压供电。供电系统应简单可靠，同一电压供电系统的变配电级数不应多于两级。高压配电系统应采用放射式。根据负荷的容量和分布，配变电所应靠近负荷中心。3.电压选择和电能质量用电单位的供电电压应根据用电容量，用电设备的特性，供电距离，供电线路的回路数，当地公共电网的现状及其发展规划等因素，经济技术比较确定。二、建筑供配电系统设计原则建筑供配电自动化系统应遵循稳定可靠性原则、规范性原则、分层分布式原则、独立原则、分散和灵活开放性原则等。要保证供配电的稳定，宜选用技术成熟且通过国家检测检验机构认定的，经过现场运行考验的综合保护与测量于一体的自动化系统；供配电自动化系统的设计应执行国家和行业制定的相关标准、规范、规定等；系统的各种接口规约应逐步采用国家或行业标准执行，对特殊的通讯规约应具备详尽的规约文本，并通盘考虑直流系统及计量系统的建设；分层分布顾名思义即按不同的建筑楼层进行分布，以充分应用现场总线等通讯技术楼层内数据交换问题；由于供配电系统的特殊性，自动化系统保护功能也相应独立，不能依赖于其他的控制设备，而应设置专门装置；单元之间的装置需要较高的可靠性和抗干扰能力，能向全分散全下放化过渡，结构平台应灵活方便系统扩展且具备与建筑自动化其他系统集成的能力。三、高层建筑供电系统的设计1.负荷等级的计算。负荷等级的确定应按有关规范进行，一般情况下，高层建筑负荷等级也可按以下确定：一级负荷包括疏散楼梯、消防电梯前室及地下室的应急照明、消防水泵、排烟风机、消防电梯等；二级负荷包括部分客梯电力、生活泵电力；三级负荷包括一、二级负荷以外的其他用电负荷。2.供电电源。供配电系统设计中，为保证供电系统的合理性，要求根据负荷等级采取相应的供电措施。各级负荷的供电电源应满足设计规范的相关规定。对高层建筑来说，一般没有特别重要负荷，且一级负荷容量较小，因此采用两路市政电源供电或一路市政电源加应急发电机组供电均可满足要求，后者在工程应用中较为常见。供电电源采用一路独立的l0KV高压电源，由市政区域变配电站引入至小区首层开关房.低压配电电压采用380/220V。设置柴油发电机，以确保消防设备用电。3.变配电所的设置。一般应根据负荷容量、负荷分布以及建筑物功能分区的实际情况，与相关专业协调确定变配电所的位置以及数量。变压器容量应根据计算容量选择，变压器的负荷率一般取70%～85%。低压线路的供电半径一般不宜超过200m，当供电容量超过500KW，供电距离超过200m时，宜考虑增设变配电所。只要条件许可，变配电所的位置应尽量靠近负荷中心，从而简化了配电系统，有利于增强系统的稳定性与安全性，同时也减少了线缆的使用量，降低因线路造成的电能损耗.由于首层空间的商业价值比较高，一般高层建筑的变配电所设于负一层，便于通过地下停车库的车道运输变配电设备。4.高低压供电系统结线型式及运行方式。对于高层建筑，其高低压供电系统结线型式及运行方式一般做如下设计：高压系统采用一路l0kV高压进线，结线型式采用单母线运行方式；变压器低压侧采用单母线分段结线型式，每台变压器对应接一段母线，母线段之间采用母联开关联络，正常情况下各段母线分列单独运行，母联开关打开，当其中一台变压器故障退出运行时，母联开关手动合上，由同组的另一台变压器保证部分重要负荷的供电，当故障的变压器恢复供电后，母联开关自动打开，恢复正常运行方式。母联开关与进线开关应具有电气联锁功能并加机械联锁，以防止电源倒送。变压器低压侧设置应急母线段，由正常电源与备用柴油发电机电源经双电源切换开关向该母线段供电，以保证应急情况下一级负荷的供电，双电源切换开关设有电气和机械联锁，防止发生向市电反供，消防负荷均采用双回路供电，在末端配电箱切换。5.电能计量装置。商业用电采用高压计量，居民用电采用低压计量到户。商业高压10kV进线侧装设专用计量柜，安装有功电度表、无功电度表；变压器低压侧不同用户的供电回路分别装设有功电度表，监视仪表根据供电部门及建设方要求设置。为了方便管理，一般商铺分户电表集中设于每层电表间或配电间，住宅用户采用一户一表，九层以下(包括九层)的住宅楼，电表箱可集中设于首层电表间内；九层以上的住宅楼，电表箱分设于每层的电井内，为方便管理可设置远程抄表系统，梯灯及电梯用电单独计量，由住户分摊。6.备用电源和应急电源。自备柴油发电机组的容量按照需供电的最大稳定负荷，计算时分别考虑消防情况和非消防情况下必须保证的电源容量，取其较大者。当市电中断时，柴油发电机组应立即启动，并在15s内投入正常带负荷运行；当市电恢复时，机组自动退出工作并延时停机。四、结束语总之，高层建筑供配电系统就应该贯彻经济、合理、技术和材料先进的原则，仔细斟酌具体的设计细节，保证在建造时可以合理分配各个部件安装到位尽量减少误差达到安全的标准，设备的选择要按地点和位置来进行最佳的配置。在现在高层建筑供配电系统中最主要的是在建造完成后使用时的安全。因此，在对高层建筑供配电系统进行设计时，其负荷容量计算是否准确，供电电源选择及变配电所布置是否合理，供配电系统是否经济，运行是否能保持稳定、安全等方面，将决定其最终成果的优劣。参考文献：[1]王磊.浅析民用建筑供配电系统设计要点[J].山西建筑.2007(09)[2]纪艳生.现代高层智能建筑供配电系统的设计[J].安徽冶金.2009(01)