浅析高层建筑供配电系统

浅析高层建筑供配电系统

中国建筑西南设计研究院有限公司四川省成都市610041

摘要:随着我国经济的快速发展和科学技术的不断进步,建筑行业也进入了长久的发展期,这对城市高层建筑的供配电系统提出了越来越高的要求。高品质的供配电系统是满足高层建筑用电需求的保障。本文通过分析高层建筑供配电系统存在的问题,从而提出解决方案。

关键词:高层建筑;供配电;对策

一、高层建筑供配电系统的设计难点

1、建筑结构越来越复杂

随着建筑楼层的增加,给建筑的相关设施带来了很多布置难题,也给建筑结构的重要组成部分供配电系统带来更多的布置难题。供配电设计过程中,不仅要在建筑空间的相关线路的传输管线的设计上下工夫,还要方便为以后的日常检修和维护工作做好准备,为了能有长久的安全性,还需要不断地研究和发现问题,来迎接不断变化的建筑结构。

2、建筑功能越来越多样化

在科学技术逐渐成熟的今天,对于建筑的设计也注入不少科学元素,而且建筑的功能不再是单一化,相对更为复杂化和多样化,如现代的高层住宅项目,我们不难发现大多小区都有地下车库的设施,从而供电系统不仅要满足房屋的用电需求,还要满足不同功能区位的电力需求,建设好多方面的电力设施,以确保人们对电能的可靠性的认可。

3、电气设备越来越多元化

不难想象现在的楼房建筑越来越高,再加上建筑功能的日益复杂和建筑类型上不断变化,用电设备日益成为建筑的重要组成部分,以往的电力设备上只是单一的照明线路就足够了,但现在的供电设备就不一样了,住宅的电力设置要分的很明细,有照明系统设备、自动化系统设备、暖通系统、以及安防监控等系统,随着建筑功能的增多,同时越来越多的用电设备对建筑结构和布局也有新的要求,一般的线路布局都是隐蔽的,为了空间的美观性,所以更要把供电配套系统的可靠性能做到位。

二、高层建筑供配电系统设计

1、高压供电系统

高层建筑的用电负荷比较大,需采用高压供电,在我国供电电压一般为10kV,单母线制由于其结构简单,成本小经济效果好,高压供电系统一般采用单母线制,具体结线有以下几种:单母线分段,两路10kV进线同时供电互为备用,当母线出现故障或检修时可以保障部分用户供电,但是母线引出线断路器故障和检修时,引出线用户也必须停电,高压母线向各配电变压器以放射式供电,由于母线分段,供电可靠性得以提升;单母线不分段,两路10kV进线,一个正常使用另一个备用,当工作电源故障或检修时,备用电源可以自动投入也可以保证两路负荷用电;当只有一路高压供电时,可采用附近的低压供电或采用备用柴油发电机。

2、变压器

变压器是供配电系统的重要组成部分,现代社会高层建筑的规模越来越大,高层建筑供配电系统中高压深入负荷中心势在必行,从技术及经济角度来考虑,为了施工安装维护管理的便利性,在我国,选择了将变压器放置在高层建筑的底层或地下室。另外从安全角度出发,一般采用具有防潮、防火、低噪的干式变压器和环氧树脂浇注式变压器。配电变压器应根据高层建筑的功能及使用特性综合考虑,按照略高于配电变压器最佳负荷率来进行变压器容量选择,一般认为变压器负荷率在70%左右较为节能经济合理。在配电变压器型号选择过程中,应优选空载损耗、负载损耗等均较小的节能性变压器。

三、供配电系统存在的问题

用电设备主要分为三种类型:照明设备、通风设备、自动化设施。高层建筑由于其特殊的功能,需要更为复杂和更为多样的照明设施,这些照明设施通常分为两大类:室内照明和楼面照明。高层建筑尤其是用作商业和酒店的综合体,需要在原有照明系统上增加一部分辅助设施作为建筑整体的外部灯光造型体系,这使得供电系统需要在更多隐蔽工程的位置进行更为周密的布置,即为系统设计增加了难度,也为施工带来了不便。这些地方在建筑整体完成之后,很难进行后续的施工维护,一旦发生故障,整体功能不容易在短时间内恢复。高层建筑的通风设施也更为复杂,需要地上和地下两部分通风系统。供电系统需要围绕通风设施进行更为细致的设计。高层建筑综合体中往往存在比较多的自动化设施,这些自动化设施需要更为灵敏稳妥的电力供应,比如监控系统和电梯系统,是建筑功能的重要组成部分,常常因为供电问题导致失灵,在进行电路设计的同时需要更进一步的进行辅助电力维护,以免影响建筑的使用功能。

四、高层建筑低压配电系统的配电要求

1、电能质量高。

2、低压配电线路应当力求简单,操作方便、安全,具有一定的灵活性,并能适应负荷发展的需要。

3、民用建筑低压配电系统还应满足:配电系统的电压等级一般不宜超过两级;为了便于维修,高层建筑宜分层设置配电箱,每套房间宜有独立的电源开关;单相用电设备应适当配置,力求达到三相负荷平衡;一般应将动力和照明分别配电;

由建筑外引来的配电线路,应在屋内靠近进线处,便于操作维护的地方装设开关设备;采用链式配电系统时,配电箱不宜多于4台,如为电动机,一般为3~5台,其中最大一台电动机的容量不宜大于10KW。

五、供配电系统相关措施

1、提高供配电系统经济性

在进行高层建筑供配电系统设计时,应根据建筑内部机电设备符合容量及分布等因素,进行科学合理布线。整个供配电系统结构应简单清晰,从技术经济角度来看,应选用电导率较小的新型材质导线。对于负荷容量较大的一类、二类建筑中应选用铜导线,而对于三类或者负荷量较小的其他建筑物中宜选用铝芯导线,以提高供配电经济性。

2、提高供配电系统安全性

想要提高供电系统的安全稳定性,最重要的就是进行更为安全的接地系统设置。在高层建筑中,接地系统比以前更为复杂,常常是保护接地和T作接地都合在一处,进行接地系统的整合。首先接地系统的整体电阻要小于我国规定的4Q国家标准,其次可以结合建筑物的建造基础,如果基础中的钢筋等结构原料可以满足电阻的要求,就能够以此为基础进行人T接地系统的铺设,将不同高层建筑的基础连成一个接地网,加强了相互供应,大大提高了供电系统的安全稳定性。

六、总结

在高层建筑的发展过程中,我们不应该一味追求高度,应该对建筑精度有更高水平的追求。供电系统是高层建筑的功能基础,需要从业人员不断探究,找到更为安全可靠的设计安装办法,从更本上保证高层建筑的质量安全。

参考文献

[1]易晓东,高层建筑供配电技术方案及其可靠性分析[J].机电信息,2010,(30).

[2]刘清伟,高层建筑供配电技术分析及可靠性浅析[J].中国科技博览,2010,(36).

[3]隋杨,高层建筑供配电设计方案的比较[J].黑龙江纺织,2007,(4).

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