关于高层建筑供配电系统的电气设计分析

　　摘要：随着各种新技术设备不断的向智能化设备方面发展，无论是民用、办公还是商用建筑的用电设备种类都越来越多，如电力、照明、电梯、空调、消防、通信、计算机等，而且耗电量也明显增加，这就对供配电方面提出了许多新的要求，把供配电的可靠性、安全性、灵活性摆到了更为重要的位置。下面结合实例对高层办公楼的电气设计进行系统阐述。

　　关键词：高层建筑;供配电系统;低压配电;设计分析

　　Abstract: with all kinds of new technology and equipment to intelligent equipment of continuous development, whether civil, office or the power of the commercial building equipment types are increasing, such as power, lighting, elevator, air conditioning, fire control, communication, computer, and power consumption and increased, this to the power supply provided many new requirements, the power supply reliability, safety and flexibility to be a important position. Combined with examples below to the electrical design high-rise office system in this paper.

　　Keywords: high building; For distribution system; Low voltage distribution; Design analysis

　　中图分类号：S611 文献标识码：A 文章编号：

　　1 电气设计说明

　　1.1本工程为综合楼，包括办公和酒店式写字楼(办公楼地上为十七层，写字楼为二十七层)和三层地下室以及立体车库，该工程的消防设备、电梯、生活水泵、楼梯及电梯前室照明等为一级负荷供电。进线采用两路 10kV高压进线，在地下室设变配电室一处，在变配电室设置高低压配电柜、四台 1250kV·A 变压器，供地下室及办公楼和写字楼的消防、照明及其动力用电，变配电室设计高低压配电系统。10kV双路常供，0.4kV侧单母线分段，母联常开。各用电设备电源从地下变配电室穿管或沿桥架引出。电缆及电线在地下室内敷设以及进入人防区时做密闭封堵。

　　1.2本工程采用高供高计;低压侧分计量，商铺、办公、公共用电及动力用电分别计量，无功功率负荷采用低压静电电容器柜进行集中补偿，补偿后功率因数大于 0.9。

　　1.3本工程采用三相五 线 制 即 TN- S 系 统 ，低 压 供 电 电 压 为380/220V。变压器设中性点接地，设备的保护接地、消防设备接地、弱电系统接地以及建筑的防雷接地采用共同接地体，接地电阻小 1Ω;若实测接地电阻不能满足设计要求时，增设人工接地装置。

　　1.4 本工程的照明设有一般照明、应急照明和疏散指示照明。其中地下车库、楼梯间、公共通道和主要出入口、水泵房、配电房、消控中心等设备用房设带镍铬蓄电池的应急照明灯，其中风机房、水泵房、配电房、消控中心以及消防电梯机房连续放电时间不少于 180min，其余地方为30min。

　　1.5 导线选择及敷设方法：电缆沿桥架敷设至电气竖井，在竖井内采用电缆沿桥架敷设。

　　该工程的一般线路导线选用 ZR 型导线及电缆穿保护管或沿桥架敷设，消防线路选用NH 型电线及电缆穿管敷设。地下室电力干线均采用电缆穿钢管埋地暗敷或沿桥架敷设。支线采用 ZR- BV 或 NH- BV 穿管埋地或埋墙暗敷。电线及电缆的型号、规格及根数均如各图中所注。若未标注导线截面的，照明支线为2.5mm，插座线及 5kw 以下动力线均为4mm2电线管埋楼板及墙暗敷设。当截面为 2.5mm2时，4 根及以下穿直径 20，5~6 根直径 25 消防管及埋地管采用 SC管。进出地下层人防区的导线均做防护密闭处理。

　　1.6 设备安装：消防水泵控制柜及其他控制柜、配电柜落地安装，其基座采用槽钢，现场制作其他设备自带控制箱均挂墙安装，下端距地1.5m;剪力墙上配电箱均明装。户内箱、开关、插座均墙上暗装。楼梯灯采用节能吸顶灯，电梯前室采用节能型筒灯。除注明外，厨房、卫生间选用防溅型插座，距地 2.0m;普通插座采用安全型插座，距地 0.3m。

　　2 灯具的安装

　　2.1 地下室人防部分灯具采用链吊、风机房的灯具吸墙安装;非人防区的灯具采用吸顶安装。

　　2.2 有吊顶的部分灯具采用嵌顶安装;非吊顶的部分灯具采用吸顶安装。

　　2.3 灯具安装离地小于 2.4m 时增设接地线。

　　3 供电电源

　　办公楼和其他公用设施的用电负荷分级应符合现行的《建筑设计防火规范》和《高层民用建筑设计防火规范》等的规定。当办公楼内仅有三级负荷时，供电电源可取自附近的 110~35/10kV 区域变电所的若干10kV 供电回路，当办公楼内内同时具有一、二级负荷时，则应根据区域变电所的电源路数和变压器台数确定供电电源，若区域变电所的110~35kV 电源仅为一路，则办公区域的备用电源应从另外的区域变电所引来。当办公区域内的一、二级负荷较小，且设置自备电源比从城市电网取得第二电源更经济合理时，可设置自备电源。对规模较大的办公区域，当区域变电所的10kV 出线走廊受到限制或配电装置间隔不足且无扩建余地时，宜在办公区内设置 10kV 开闭所(开关站)。开闭所宜与10kV变电站联体建设。总之，办公区域的供电方式必须与当地供电部门协商确定。

　　4 低压配电系统的设计

　　低压配电系统主要担负着向各设备分配电源的作用，同时在提高变压器的经济运行，提高应急负荷的供电可靠性等方面，也起着重要的联络作用。高层建筑的低压配电系统，应能满足计量、维护管理、供电安全及可靠性的要求。

　　低压配电系统中比较常用的结线方案有: 每两台变压器的低压侧，均采用单母线分段运行的方式(其中用空气断路器分段)，即所谓互为备用的桥式结线。这种结线方式，有时在保证重要负荷供电可靠性起着一定的作用。应用这种结线方式，应注意两段母线的备用方式，是热备用还是冷备用?热备用即母线分段开关，在任一方低压受电失电时，母联断路器应能自动投入;冷备用则在一方失电后，由人工确认后手动投入母联断路器。采用何种备用方式，应根据对系统供电可靠性和变压器备用率(或负荷率)的大小确定。可靠性按常规理解，自动投入应该比较可靠。但这种结论，若母线发生故障(或该段母线的馈线发生故障，且其保护不动作)，引起该母线段受电跳闸失电，此时故障未消除，母联断路器的自动投入，可能会越级跳闸，引起正常母线段的受电跳闸，就会造成整个低压系统的失电，无法满足急负荷的可靠供电。因此，对母线段上存在应急负荷的低压系统，母联不应采取自动投入的方式。应急负荷供电可靠性，应从两独立的母线段分别引取两路电源，在设备末端进行自动切换的方法解决。低压系统母联自动投入的方式，应使正常供电的母线段的变压器容量，除满足本段负荷容量要求，尚能满足需自动投入的负荷容量要求，这样就会要求变压器的备用率较高(最高为 100)，按此选择相关变压器、其容量较大。在正常运行的情况下，变压器的负荷率很低，这对工程的初期投资，及日后的运行费用都是很大的浪费，对一般工程此结线是不可取的。规模较大的一类高层建筑，由于一级负荷的设备容量较大，且设置有发电机自备电源，为提高一级负荷的可靠性及不同等级负荷的投切，可将低压母线分为三个不同的母线段:应急负荷母线段、重要负荷(有时称为保证负荷)母线段及一般负荷母线段。对消防用电及共他重要场所设施的用电，由应急负荷母线段供电;当正常电源停电时，又希望由自备电源供电的设备场所，所生活水泵、工作电梯、商场营业照明等的用电，可接至重要负荷母线段(此时应确保没有消防用电的情况下)。空调、洗衣等其他设备，接至一般负荷母线段。

　　5 低压配电系统设计，应注意如下几个问题

　　5.1 计费问题。供电部门对不同负荷，有不同的收费标准。很多工程要求对同类的负荷进行集中计费，这时设计者应与业主及供电部门协商，在满足有关规范的条件下，形成一个折中方案，不完善之处，采用一些其它可行措施进行补救。

　　5.2 设计与用户的协调处理。设计者从规范技术方面考虑的多，与运行部门日后的操作、管理等方面经常存在矛盾。准时设计应与运行部门进行协谈，达到一致共识，取得一个合理的有效的方案。

　　5.3 供电系统可靠性的问题。设计出来的系统，可靠性有多高，不能单看系统的自动化程度，供电系统可靠性与系统的结线方式、设备元件及线路等有关。对一个系统来说简单就是可靠，在满足规范的要求下应尽量简单，使用过多的联络开关设备(或线路)，反而会使系统复杂化，可靠性降低。对供电系统的可靠性，应进行系统性的分析(必要时需进行定量化计算分析)，找出影响系统可靠性的关键因素，采取相关措施，使系统更加可靠。

　　6 结语

　　超高层建筑和特大型建筑工程的供配电设计过程是复杂的，是一个全过程多专业协作、不断优化的过程，不仅方案的技术性要合理，而且投资的经济性也要合理，方为一个成熟的设计。

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文章名称： 关于高层建筑供配电系统的电气设计分析

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