高层建筑高压供配电系统的电气设计分析谢亮

高层建筑高压供配电系统的电气设计分析谢亮

(宁夏工业设计院有限责任公司750000)

摘要:随着城市化进程的加快,高层建筑已经成为城市建筑的主要形式,成为城市的靓丽风景线。高层建筑的电气设计相比于多层建筑更加复杂。本文将进行分析。

关键词:高层建筑;供电系统;电气设计;要点

一、前言

建筑的供配电系统与建筑的使用密切相关,不但能够对用户的用电情况进行准确的掌握,还能够促进电力系统的高效运行。

二、配电系统的基本概念

所谓的配电系统是电力系统的重要构成部分,现如今,随着城市的发展速度不断加快,城市的供电容量也在不断加快。其中220kV电压是标准的电压类型。将其引入到供配电系统中意义重大。现如今,整个配电系统还无法从电压的角度来进行划分。仅仅是从配电系统的功能性来加以区分。现如今,电力系统的重要性日益出,配电系统的性能也随之得到了改进,无论是在提供电能还是在分配电能上都起到至关重要的促进作用。

三、配电系统的特点分析

1、配电系统设备的应用范围相对较广,有些配电系统往往会设置在露天的环境中。因此,配电系统很容易受到外界环境的影响。在配电系统运行的过程中,如果是相同的系统类型,可能会受到具体位置和环境的影响而影响到系统的性能。因此,在配电系统运行的过程中,要想保证其稳定性,就应该从整体的角度出发来进行分析。

2、配电系统本身的结构类型和规格大小也在变化。由于配电系统在实际的应用中主要以用户的需求为标准。因此,可能会出现同一配电系统的应用和检修方式不同的现象。因此,配电系统中各种设备的性能需要很长时间才能够实现明确地统计,这种统计数据本身存在着一定的规律性。

3、配电系统的结构形式以及运行方式呈现出一定的多样性。配电系统在运行的过程中,其性能的发挥主要是以配电设备为主。其中放射式和网状结构是比较常见的系统结构性能。因此,配电系统本身的特点直接影响到用户的用电安全。因此,对设备的特性进行分析,了解相关的数据类型是提升配电系统运行高效性的前提和基础。

四、高层建筑电气设计要点

1、设计高低压配电系统

现代高层建筑一般在高压配电系统上采用的都是两条相互独立,电压在lOkV的电源进行供电。一般高压在分段上采用单母线,可以实现自动切换,相互直接可以形成互补。母线在分段数量上应当于电源进线回路的数量相互适应。只有供电电源采取的是一主一备的方式时,才考虑采取单母线不分段的结线方式,在电源进线上应当全部应用电缆。

计费上应当采用高供高计的方式,但需要注意的是,在低压侧也需要按照电度表进行计费,动力和照明的电价应当分开计算,部分供电部门将建筑中的空调设备的用电划分到照明用电的计费系统中。在计费表的安装上较为常用的方式是在整个电路中安装两块表,一块是总表,另一块是动力表,在计算过程中用总表减掉动力表的,差值就是照明系统的产生的费用。

在高压供电系统中应当尽量减少变压器台数,一般使用的单台变压器都的容量都应当超过1000kVA。在供电线路中为了对低压侧短路电流进行限制,正常情况下,变压器解列运行,在中间需要设置联络开关。动力和照明变压器应当分开设置,如果动力容量过小,在动力变压器的安装上可以不分开。放射式系统是低压干线和高压系统配电上采用的一种系统,而楼层配电经常应用的系统为混合式系统,配电设备中重要的部门都为干线。现代民用高层建筑在竖井上应用的多数为插接式母线槽,水平干线因为在走线上存在较大困难,在连接上都是采用竖井母干线或全塑电缆。如果层数过多,负荷过大,一般应当依照层数进行分区供电,或者在地下层、中层、顶层对变压器进行分散设置。

在低压配电系统中使用的开关多数为自动空气开关,在保护装置设置上应当具有长延时、短延时、瞬时三种不同级别的装置对电路进行保护,避免越级跳闸的发生。建筑中使用的电梯应当运用不同路的变压器引出的电缆进线,同时应当在电梯机房末端的配电箱设置两路电源,电源在应用过程中能够进行自动切换,互相备用。

2、电气竖井内的供电主干线的选择

供电主干线在高层建筑的电气系统中起着至关重要的作用,如果发生故障就将会造成十分严重的后果,甚至会危害到居民的生命和财产安全。高层建筑电气竖井内的供电主干线的选择和设计对于可靠性要求较高,一般设计中会选择质量可靠、耐火、耐热、高阻燃性能的防火电缆,这样可以从原材料源头提高电气竖井内供电主干线的安全性。在高层居民住宅建筑的电气设计与施工过程中,通过在电气竖井内的墙壁上间隔一定距离架设支架或者桥架来进行供电主干线的敷设,但是由于竖井内空间有限而主干线相对比较集中,以往配电系统设计中采用的放射式供电方式,使得电缆在电气竖井内作为供电主干线的缺点逐渐体现出来。随着科学技术的发展,引进了具有结构紧凑、维护方便、运行可靠等诸多优点的插接式母线槽布线形式,后来由于其在高层建筑中施工难度大、资金投入多等原因而未得到广泛的推广和使用。近年来,预制分支电缆技术从理论层面上解决了以往插接式密集母线槽所存在的缺点,又由于其具备良好的抗震性、防水性、施工方便以及免维护等较为明显的特点,所以,现在的高层建筑电气设计过程当中,广泛采用预制分支电缆作为电气竖井内的供电主干线。

3、供配电设计

高层建筑供配电设计主要是指供配电系统的整体设计,以及不同楼层之间的分层电气设计,对于高层建筑所配备的电梯设备、消防设备等重要用电设施的供电要保证其连续工作的可靠性。这些重要的一二级供电负荷肩负着整个高层建筑在发生火灾等重大灾害时应急救援的重要作用。高层建筑用电负荷较为集中,这就需要为高层建筑配备至少两个独立的供电电源,在进行供配电设计时,一定要区别于低层建筑的电气设计,保障两个独立电源的供电可靠性、同时供电或者单独供电以及供电电源之间的切换都要务必设计合理,最终保证整个高层建筑供电系统的安全性。

4、强电、弱电系统的网络设计

在高层建筑的电气设计过程中要对强电系统网络和弱电系统网络进行分别设计,由于强电、弱电系统的网络设计存在一定的差异性,所以在对其进行设计与施工设计时要分析两者之间的差异性,同时寻找其中的相通之处,既要区别对待又要求同存异,这样在保证电气设计要求的前提下,可以降低物料资源的浪费,响应国家节能环保的倡议。在进行强电系统网络设计时,把动力线路,空调设备以及暖用电气能源设备等较大负荷情况进行综合性考虑,这就需要提前对设计需求进行预判,增加了网络设计的复杂性。同样的弱电系统网络设计在突出智能、现代等网络特点的同时要使电气设计更加合理,更要高瞻远瞩,控制网络设计的精度,提高居民用电的安全性和可靠性。

5、消防设计

消防系统应选择控制中心报警系统。火灾探测器设置部位符合现行国家标准《高层民用建筑设计防火规范》的有关规定。针对高大空间感烟感温探测器保护有死角的问题,可辅以配置红外光束感烟探测器。为了提升火灾早期探测能力,有条件可采用吸气式烟雾探测火灾报警系统。大量统计数据表明,高层建筑中因电气短路引发的火灾趋于上升趋势。因此有必要在电气竖井、配电箱等处安装缆式感温探测器或电缆温度传感器,利用剩余电流动作报警系统来监控电缆温度。

五、结束语

综上所述,高层建筑电气设计点多面广,我们要重视供配电系统设计,保证系统的稳定性,确保建筑功能的实现。

参考文献

[1]傅永平.超高层建筑电气设计[J].上海:现代建筑电气,2014,22(8):221-222.

[2]夏能勇.现代城市高层建筑电气设计的要点[J].江西建材,2012(02):71-72.

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