趙廣嶺   萬春妮

摘要：高層建筑近幾年在我國各城市特別是大城市得到迅速的發(fā)展，它給人們特別是設(shè)計人員帶來了許多問題，而其供配電設(shè)計與一般低層建筑的供配電有很大不同．因此研究高層建筑供配電設(shè)計問題，對高層建筑是很有必要的。
關(guān)鍵詞：高層建筑 供配電  方案設(shè)計
中圖分類號：   TU208.3    文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A         文章編號：

Abstract: in recent years in China in high-rise building cities especially big cities of rapid development, it gives people especially design personnel causes a lot of problems, and the power supply design and general low-rise building supply and distribution of very different. So the high-rise building for distribution design question, of a high-rise building is very necessary.
Keywords: high-rise building for distribution scheme design


前言
隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，可以利用的建筑用地越來越少，促使很多建筑向高層發(fā)展，高層住宅、高層辦公樓、高層公共建筑增長速度很快。目前我國的高層建筑發(fā)展特點是大型化、綜合性、多功能。高層建筑的快速發(fā)展給此類建筑供配電系統(tǒng)設(shè)計施工的帶來了很多問題，這些問題引發(fā)了建筑電氣設(shè)計人員、建筑電氣施工人員的關(guān)注。
1.高層建筑的分類及特點
1.1高層建筑的分類
高層建筑根據(jù)用途不同，一般可分為一、二類及超高層建筑。
⑴一類高層建筑-：1)醫(yī)院；2)高級旅館：3)建筑高度超過50m或24m以上部分的任一樓層建筑面積超過1000m2的商業(yè)樓、展覽樓、綜合樓、電信樓、財貿(mào)金融樓：4)建筑高度超過50m或24m以上的任一樓層的建筑面積超過l500 m2的商住樓；5)中央級和省級(含計劃單列市)廣播電視樓：6)網(wǎng)局級和省級(含計劃單列市)電力調(diào)度樓：7)省級(含計劃單列市)郵政樓、防災(zāi)指揮調(diào)度樓；8)藏書超過100萬冊的圖書館、書庫；9)重要的辦公樓、科研樓、檔案樓：10)建筑高度超過50m的教育樓和普通旅館、辦公樓、科研樓、檔案樓。
⑵二類高層建筑有：①除一類建筑以外的商業(yè)樓、展覽樓、綜合樓、電信樓、財貿(mào)金融樓、商住樓、圖書館、書庫：②省級以下的郵政樓、防災(zāi)指揮樓、廣播電視樓、電力調(diào)度樓：③建筑高度不超過50m的教育樓和普通旅館、辦公樓、科研樓、檔案樓。
⑶超高層建筑有：1)建筑高度大于100m的民用建筑為超高層建筑；2)當(dāng)高層公共建筑的建筑高度超過250m時，其供電方案應(yīng)由供電方組織專題研究和論證。
1.2高層建筑的特點
高層建筑同一般的建筑相比有以下顯著特點：
⑴．功能多。目前相當(dāng)一部分高層建筑都是一個功能齊全的綜合性場所，商層建設(shè)一般集商住樓、寫字樓、酒店賓館、娛樂大廳、商場、地下車庫為一體。如各種照明燈具，電冰箱、電視機、電梯、自動空調(diào)、自動窗簾等。從高層建筑內(nèi)部結(jié)構(gòu)看，分布在高層建筑內(nèi)部的樓梯間、電梯間、上下水管、排水管、消防管系、電纜井、空調(diào)管道等縱橫交錯。
⑵．建筑結(jié)構(gòu)復(fù)雜。建筑結(jié)構(gòu)復(fù)雜是高層建筑最突出的特點，高層建筑主體建筑高、層數(shù)多，豎井、管道多。例如管道有排風(fēng)管、水管、電線管道等；豎井有電梯井、電纜井、樓梯井、管理井等。
⑶．人員密度大。高層建筑作為人員相對集中的場所，少則幾百人，多則上萬人。高層建筑不僅人員密度大，而且人員流動性也大。
⑷．設(shè)備多。具有綜合功能的高層建筑決定了其設(shè)備眾多，例如高層建筑內(nèi)部的樓梯間、排水管、電梯間、電纜井、上下水管、消防管系、空調(diào)管道等縱橫交錯：建筑房間的各種照明燈具，電冰箱，自動空調(diào)、電視機、自動窗簾等一應(yīng)俱全。
2. 高層建筑負(fù)荷分級及供配電技術(shù)方案的選擇
2.1高層建筑的負(fù)荷分級：一類高層建筑應(yīng)按一級負(fù)荷要求供電；二類類高層建筑應(yīng)按二級負(fù)荷要求供電；超高層建筑中的消防用電應(yīng)按一級負(fù)荷中特別重要負(fù)荷要求供電。
2.2高層建筑供配電方案選擇：
1)高層建筑及高層建筑密集地區(qū)(A類配電網(wǎng)：即負(fù)荷集中并對供電可靠性要求很高的區(qū)域，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)應(yīng)對所有配電設(shè)施滿足N—l安全準(zhǔn)則，檢修時不引起非檢修段的停電，所有線段的故障可隔離，非故障段可短時恢復(fù)送電。)的供電，應(yīng)結(jié)合建筑物結(jié)構(gòu)和當(dāng)?shù)嘏潆姉l件綜合考慮建設(shè)配電所：
2)高層建筑宜采用10kV及以上電壓等級雙電源供電；
3)當(dāng)用戶申請容量大于20MVA或建筑高度超過250m的超高層建筑時，其供電電壓等級及接入方式應(yīng)經(jīng)有資質(zhì)的設(shè)計單位進(jìn)行接入系統(tǒng)可行性研究，經(jīng)評審后確定；
4)高層建筑應(yīng)采用變電所方式供電，變電所不宜設(shè)地下最底層，若設(shè)置在地下最底層時，變電所地坪應(yīng)高于同層地面300mm以上。配電所、變電所應(yīng)具有排水、防滲水、隔熱和通風(fēng)設(shè)施及獨立的消防、檢修通道：
5)高層建筑低壓饋線宜選用封閉式母線或預(yù)分支電纜；
6)高層建筑有特殊防火要求的場所應(yīng)選用干式變壓器或耐高溫液變壓器；
7)高層建筑一次主接線宜選用單母線分段接線方式，雙電源同時供電，高低壓均設(shè)母聯(lián)。
3. 高層建筑供電系統(tǒng)設(shè)計方面的探討
3.1關(guān)于供電電源及電壓的確定。
在高層建筑的供配電系統(tǒng)設(shè)計中，為了使得供電系統(tǒng)達(dá)到更加合理的狀態(tài)，應(yīng)該根據(jù)負(fù)荷的等級來采取相應(yīng)的措施，對于各級負(fù)荷的供電電源來說，要使得它們達(dá)到設(shè)計規(guī)范的規(guī)定。用電單位要根據(jù)用電的容量、用電設(shè)備的特性、供電的距離等等因素來進(jìn)行考慮。
3.2關(guān)于電力負(fù)荷的確定
在高層建筑的供配電系統(tǒng)的設(shè)計上，應(yīng)該依據(jù)建筑的性質(zhì)及規(guī)模，來確定建筑的相關(guān)電力負(fù)荷的等級，并且我們在實際工程中應(yīng)結(jié)合當(dāng)?shù)氐墓╇娋W(wǎng)的實際情況，進(jìn)而來確定高層建筑的電力負(fù)荷等級和容量。對于國內(nèi)高層建筑來說，它們的電源一般主要是采用l0KV的電源，對于超大型的高層建筑(群)也有些是采取35KV的電源，有時候甚至?xí)�采�?10KV的電源。對于電源回路數(shù)而言，我們應(yīng)該要盡量根據(jù)電力的負(fù)荷等級要求來進(jìn)行相關(guān)的選取。比如說一級負(fù)荷的要求，是要由兩路獨立的電源對其進(jìn)行供電；而對于二級負(fù)荷的要求，則是由兩個回路的電源來進(jìn)行供電，但是不一定要求是相互獨立的。
3.3對于高低壓供電系統(tǒng)結(jié)線形式的采用確定
對于高層建筑來說，供電系統(tǒng)宜采用雙路10kV高壓進(jìn)線，結(jié)線型式運用單母線分段運行方式，變壓器低壓側(cè)采取的是單母線分段結(jié)線，變壓器的低壓側(cè)要設(shè)置應(yīng)急母線段，用來保證在應(yīng)急的情況下能夠使得一級負(fù)荷進(jìn)行供電。
3.4變配電所的布置
對于高層建筑的來說，用電設(shè)備負(fù)荷是比較大的，并且很大的一部分是一、二級負(fù)荷，所以常常變電所的規(guī)模一般來說會比較的大�？偱潆娝�最好是設(shè)置在地下層內(nèi)，以便于使變配電室更靠近用電負(fù)荷中心。對于高層建筑的總變配電所來說，管線進(jìn)出的數(shù)量會比較多，有高壓也有低壓的電纜，管線布置應(yīng)可靠合理，有條件時宜設(shè)置多個變配電室，縮短低壓供電半徑，減少電纜數(shù)量及各專業(yè)的交叉。-
3.5關(guān)于應(yīng)急電源設(shè)備的選取。
自投裝置的動作時間，如果是能夠滿足允許中斷供電時間的，則可以選取帶有自動投入裝置的專用線路，而使得其是獨立于正常電源的裝置。在允許的范圍之內(nèi)，可以選取那些蓄電池靜止型的供電裝置，來進(jìn)行不間斷供電。
3.6關(guān)于電壓選擇和電能質(zhì)量
要正確選取變壓器的變壓比和電壓分接頭，最好采用補償無功功率的措施，盡量減少電壓偏差，降低系統(tǒng)的阻抗，設(shè)計過程中應(yīng)盡量保持三相負(fù)荷比較平衡。為提高電能質(zhì)量，設(shè)計時應(yīng)考慮適當(dāng)?shù)臑V波方式，對于電能質(zhì)量要求較高的場所，可加入有源濾波系統(tǒng)。
3.7關(guān)于功率因數(shù)的方法的確定
提高自然功率因數(shù)，就是提高變壓器或者電動機的負(fù)載率到75~80％，以及選擇本身功率因數(shù)較高的設(shè)備。對于非線性負(fù)載電路（在通信企業(yè)中主要為整流器），則通過功率因數(shù)校正電路將畸變電流波形校正為正弦波，同時迫使它跟蹤輸入正弦電壓相位的變化，使高頻開關(guān)整流器輸入電路呈現(xiàn)電阻性，提高總功率因數(shù)。
4. 提高高層建筑供配電可靠性的方法
4.1不同負(fù)荷等級的電源保障。一級負(fù)荷一般要有兩個獨立電源供電，二級負(fù)荷要有兩個回路或一個專用回路供電。為了確保一級負(fù)荷的不間斷供電需求，有條件時應(yīng)配備應(yīng)急啟動的柴油發(fā)電機組。對于消防中心、計算機中心和事故照明等特殊的設(shè)備為確保其供電，要設(shè)EPS或UPS等不間斷電源供電系統(tǒng)。
4.2選擇合理的設(shè)備和導(dǎo)線。為了確保高層建筑供配電系統(tǒng)的安全可靠穩(wěn)定運行，設(shè)備和導(dǎo)線的選擇也很重要。例如高壓斷路器宜選用真空斷路器，低壓短路器要選擇帶漏電保護(hù)的斷路器、電力變壓器要選擇節(jié)能阻燃的干式變壓器等。
4.3采取安全的接地方式。采取安全的接地方式是提高高層建筑供配電可靠性的重要手段，現(xiàn)在高層建筑電氣設(shè)備的保護(hù)接地，工作接地都合在了一起，成為一個混合接地系統(tǒng)。接地電阻應(yīng)滿足小于4歐姆的國家標(biāo)準(zhǔn)，在高層建筑基礎(chǔ)鋼筋等自然接地板滿足接地電阻的前提下，在裝設(shè)水平的人工接地體，把主要的高層建筑物基礎(chǔ)連成一個接地網(wǎng)，這對提高供配電系統(tǒng)的可靠性和均衡點位都有很大的好處。
結(jié)語：對高層建筑的供配電系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計的時候，要注意準(zhǔn)確計算負(fù)荷的容量，不能夠求快而出現(xiàn)計算錯誤。高層建筑的供配電設(shè)計是一個極其重要的環(huán)節(jié)，所以我們對高層建筑的在進(jìn)行供配電系統(tǒng)設(shè)計的時候，要引起高度的重視。
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