浅谈高层建筑电气工程供配电系统设计

  • 投稿柏舟
  • 更新时间2018-02-01
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  摘要:现代建筑已完全离不开对电能的应用,尤其是高层建筑建设中使用的电气设备越来越多。若发生停电故障问题,将严重影响整栋建筑的正常运作,造成电子设备、照明设备、电梯、电脑无法使用。因此,高层建筑建设中电气工程施工是重中之重,要根据高层建筑用电负荷,合理设计供配电系统,确保供配电系统运行稳定性、安全性,降低系统故障率。本文将针对高层建筑电气工程供配电系统设计展开探讨,以此促进供配电稳定性的提升。
 
  关键词:高层建筑;电气工程;供配电系统;供配电设计
 
  高层建筑建设能提高土地资源利用率,缓解土地资源稀缺问题,促进城市可持续发展,改善人们生活环境,现已成为现代建筑发展的主流方向。但高层建筑若想实现使用功能,维持正常运行离不开电能支持。高层建筑与低层建筑不同,供配电系统运行中不确定因素多,涉及大量电气设备,对供配电系统设计要求高。若高层建筑供配电系统设计不符合实际要求,没结合高层建筑特点进行设计,发生电气故障将严重影响系统运行,给人们生活、办公带来不便。甚至会引起电气火灾,威胁居民生命财产安全,合理设计至关重要。
 
  一、设计基本注意事项
 
  高层建筑是指层数超过十层,高度超过二十七米的建筑,是现代建筑建造的主流趋势。施高层建筑工难度大于普通低层建筑,电气工程占据重要位置,使用了大量电气设备。由于高层建筑垂直高度高,离开电能不仅电梯无法使用,甚至供水都无法实现。因此,为确保供配电稳定,通常要配备两个独立电源和一个备用发电机,采用单母线分段设计方式。独立电源发生故障时,便可能启动备用发电机,确保基本照明和垂直交通。而且电梯要用专用线,降低电梯故障率,避免业主被困电梯。此外,要对供配电系统运行负荷进行优化设计,合理确定电力负荷,根据实际用电规律选择设备型号,对电气设备布局进行必要优化,避免系统超负荷运行,影响供电稳定性。另外,高层建筑供配电系统还要进行必要防雷设计。若电气设备遭受雷击会造成设备损坏。甚至引起电气火灾,严重影响正常供配电。
 
  二、高层建筑电气工程供配电系统设计
 
  通过前文分析可知道稳定的供配电系统,是高层建筑基本功能实现的前提基础。因此,要结合实际用电情况,合理设计供配电系统,确保供配电的稳定性、安全性。下面通过几点来分析高层建筑电气工程供配电系统设计。
 
  (一)电源系统设计
 
  电源是整个供配电系统的核心组成部分,对供配电稳定性、安全性都有直接影响。高层建筑供配电系统电源,最少需两路独立电源,一个备用电源,以及三级保护设备。具体设计前,要先计算电气负荷,合理确定功率,可采用负荷密度法和需要系数法进行计算。在根据负荷等级采取有针对性的设计方案,科学选择电源设备。另外,设计中要考虑到电源过压、过热、过流问题,避免电源故障引起非计划性停电,影响供配电稳定性与安全性。
 
  (二)照明系统设计
 
  照明系统设计影响建筑能耗,关乎建筑基本功能实现,涉及到整个建筑的内部照明。主要设计内容包括:照明供配电线路、线路控制类型、照明方式选择等多个方面。照明系统设计中要考虑到节能问题,可充分利用自然采光,最大程度上减小人造照明使用,实现照明节能。另外,要将一般照明区和特殊照明区分开设计,考虑到特殊照明区对照明的特殊要求。照明控制方面,为降低照明能耗,可选择感应灯、声控灯,减少无人照明。
 
  (三)线路设计
 
  线路设计影响供配电稳定性、稳定性,关乎供配电线损率。线路设计过程中要根据实际情况,科学计算线路负载和总长度,尽量减少线路电阻。另外,要考虑到所使用的管线防火性能,要求使用阻燃型、耐火型电线电缆。可在护套材料中加入阻燃添加剂,避免电线电缆起火。线路敷设过程中,不论墙板内安装,还是楼板内安装,PVC管都要采用暗敷设方法。此外,消防用电分支线路不应跨越防火分区,且防火分区应配置保护开关。线路保护器方面,要考虑到高层建筑用电特殊性,保障保护器灵活程度。若线路保护器设计不当,导致保护器敏感度低,发生线路故障时便无法采取保护措施,便可能诱发电气火灾。
 
  (四)防雷接地设计
 
  高层建筑整体结构高,供配电系统在雨季易遭受雷火灾害,要进行必要防雷击接地设计,避免遭受雷击导致电气设备故障。具体设计中要结合当地气候条件,以及建筑使用等级,安装避雷装置,通过避雷装置降低雷电绕击概率。除了要安装避雷装置外,还要加强电气设备防雷能力,防止建筑遭受雷击时相关设备受到破坏。另外,还要进行接地系统设计。通过接地系统将电气设备与大地连接,使电气设备电位接近大地电位,就能电流避免对人身造成伤害。可有效防止电气设备因雷击遭受损坏,同时又可确保用电安全。接地系统设置方面,要做防腐、降阻、均压处理。避免接地系统地下部分被腐蚀,电阻率不符合要求,接地均压不好等一系列问题的出现,从而保障接地系统功能的发挥。
 
  (五)谐波防治设计
 
  高层建筑电气程度非常高,使用了大量电气设备,易受到谐波干扰和影响。一旦发生谐波干扰将对供配电系统运行稳定性、安全性造成影响,导致继电器拒动、误动,引起控制错误,削弱控制信号传输稳定性,甚至造成电气元件损坏问题的发生。因此,供配电系统设计中要考虑到谐波防治问题。可采用的主要防治措施有:加装抗干扰设备;科学控制走线等措施。从走线控制方面来看,应尽可能缩短走线,控制好线距,柜内线应采用屏蔽线,且设备走线和电源走线要避开高压高频回路动力线。而加装抗干扰设备能有效屏蔽谐波。例如:加装滤波器便能有防治谐波干擾,避免谐波对供配电系统运行造成负面影响。
 
  三、结束语
 
  随着经济的快速发展,土地资源需求量越来越大,为提升土地资源利用率,高层建筑逐渐成为现代建筑发展的主流方向。但高层建筑对电能具有较大的依赖性,其运行和管理都离不开电能支持。因此,为确保供配电安全性、稳定性,必须要根据建筑用电规律和实际情况,对供配电系统进行合理设计,避免发生电气设备故障,影响供电稳定、安全。
 
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  作者简介: 丁锋(1977.06—),男,汉,辽宁,中级,本科,研究方向:电气自动化。