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摘要：本文对智能化楼宇的供配电系统总体设计进行探究，文章首先概述了供配电设计及楼宇自动化系统；其次分析了楼宇配电系统相关问题，包括负荷计算、接线方式选择等；最后对楼宇供配电系统总体设计方案进行分析，包括供配电监控及保护子系统、照明用电控制子系统以及空调及通风用电控制子系统。
关键词：智能化楼宇；供配电系统；总体设计方案
引言
随着社会的不断发展，人们对美好生活的向往越来越强烈，现有的用电方式已经无法满足人们的需求。尤其是在高层住宅建筑中，传统的供电系统出现供电可靠性较低、电能损耗较大以及处理电力故障时间较长等问题，为解决这些问题，本文针对高层智能化住宅供配电系统总体设计进行分析，探究智能化楼宇设计时对供配电系统要求及解决措施。以期为智能化楼宇供配电系统提供一定的参考。
一、楼宇自动化系统及供配电设计概述
（一）楼宇自动化系统的作用与组成
《智能建筑设计标准》GB/T50314-2015中指出智能楼宇是在建筑物的基础上对各种智能化信息综合运用的建筑。楼宇自动化系统是智能建筑重要的组成部分，通过I/O端口，该系统能够对建筑物内的各种数据进行检测，从而对建筑物内的照明、通风、给排水等各个子系统进行调节，以使资源得到合理配置，从而降低能耗，实现可持续发展。
为实现楼宇的智能化，其自动化控制系统需要囊括楼宇的各个环节，故而其子系统也较多，依据国标进行划分，楼宇自动化系统可以划分为两大类，分别是设备运行管理与监控类以及消防与安全防范类。
（二）楼宇自动化系统的设计原则
智能化楼宇在建立中需遵循五点原则，分别是实时性好、可靠性好、操作性好、通用性好以及性价比高。实时性是指I/O单元对所采集到的数据能迅速传给控制单元，控制单元再依据这些数据做出调整，从而及时处理各种事物；可靠性是指所设计的系统应尽可能的减少出现故障的情况，以确保系统能够平稳运行，必要时候可以采用双机并联方式来确保无论什么时候都有一套系统能够正常的运转；操作性主要要求该系统能够方便操作人员对系统的日常监控，系统所展示给操作者的文字、图形、动画需直观化；通用性是指楼宇系动化系统的设计应选用常见的控制器件、编程软件等，以为建设智能楼宇集群打下基础；性价比是指所设计的系统需要在性能与价格中选择一种最优的构建方法。
（三）供配电设计
供配电设计即对某一区域如住宅、工业区、商业楼等用电的整体设计。供配电设计包括的内容较多，并且涉及面非常广。一个全面合理的配电系统设计方案要保证安全、可靠、经济、适度超前。其中根据供电方案和有电负荷的实际情况合理选择负荷计算方法，并应适度超前，在正确计算负荷的基础上，选择合适的变压器容量和台数，根据计算电流选取各种电气设备、导线型号等，最后对选取的电气设备进行校验，确保所选设备安全可靠，只有确保这些环节的安全可靠，方能保障建筑项目的用电需求。
二、楼宇配电系统相关问题
（一）负荷计算的原则
配电系统的设计原则主要是依据楼宇实际负荷情况来选择合适的配电网络。由于智能楼宇类型较多，用电设备多、负荷大，并且对供电可靠性要求高，因此准确地划分负荷等级合理的计算负荷容量至关重要，正确的负荷计算是提高楼宇配电系统的可靠性、正确选择各类配电设备容量的前提。电力负荷一般分为一级负荷、二级负荷与三级负荷，高层建筑一般都有一级负荷和二级负荷，根据相关的规程规范和负荷特性合理确定负荷计算的方法，一般在设计阶段选用需要系数法计算负荷，应选取合理的同时系数。正确的负荷计算是进行设备选择的基础，所以应重点关注。
（二）配电网络接线方式
智能化楼宇对供电可靠性要求高，为了确保智能建筑消防设施和其他重要负荷用电，智能建筑一般要求10千伏两路或两路以上独立电源供电，并且在低压侧加联络，确保在一路电源发生故障时，另一路电源应能自动投入运行并可转带其全部的一二级负荷。低压出线一般一二级负荷选择双回路放射式，三级负荷选择单回路放射式。对于存在特别重要的负荷时，还应增设与电网不并列的、独立的应急电源供电，同时严禁将其他负荷接入应急供电系统。智能楼宇中应急电源一般选择柴油发电机组，要求在15s内自动恢复供电，保证事故照明、计算机设备、消防设备、电梯等设备的事故用电。
（三）低压配电系统的接地
智能化供配电系统中需要确保电器设备金属外壳不对使用者的人身安全造成威胁，故而需要设置一个可靠的低压配电接地系统。当前主要的三种低压配电接地系统为IT接地、TN接地以及TT接地三种。TN-S接地是将供电系统中的一点与大地直接相接，该种方式成本低廉，且有安全可靠的性能，故而在自动化楼宇中较为常见。
（四）其他配电保护方法
智能化楼宇的供配电系统还应配备合理继电保护功能，以确保电路的稳定运行。电力系统继电保护是反映电力系统中电气设备发生故障或不正常运行状态时，自动、快速、有选择地将故障设备从电力系统中切除或发出告警信号或者减负荷等，从而保证非故障设备继续运行，缩小停电范围，提高供电可靠性。电力系统继电保护的基本要求：选择性、速动性、灵敏性、可靠性。通常情况下需要包括短路保护、过载保护、以及变压器保护等。继电保护装置是智能化楼宇供配电系统安全稳定运行的基础保障，应根据其运行状态选择适宜的保护方式，必要时可采取多种方式进行保护，但应注意其上、下级保护之间的配合条件必须考虑周全，考虑不周或选配不当，则会造成保护的非选择性动作，使断路器越级跳闸。
三、楼宇供配电系统总体设计方案
（一）楼宇自动化配电系统总框架
楼宇供配电系统应当能够为智能楼宇的“智能化”服务，同时也应当方便使用者操作，故而该系统在设计时应当设置智能控制以及人工控制两种控制方式，从而实现实时监控。具体来说，应当设置三个子系统，并且预留一定的扩展空间。其框架如图3-1所示：
图3-1楼宇自动化配电系统框图
（二）供配电监控及保护子系统
供配电监控及保护子系统是整个智能化楼宇供配电系统的核心组成部分，该子系统中应当具备对线路、变压器以及各级开关状态进行检测的功能，通过监测来判定三相供电电压、电流、功率因数、变压器温度等等数据。当智能化的监测系统发现线路或者设备存在故障，则能够发出警报，并切除故障。另外，如果某电路失电，该系统还能启用备用的发电机以保障电流的稳定性。
（三）照明用电控制子系统
当前主要的照明用电有两种，分别为系统自动控制以及操作者的手动控制，在自动控制方面，如果系统检测到室内没有人，则需要关闭照明开关，具体的操作。该系统除却可以自动关闭开关，还能够在有人以及灯光不足的情况下，开放灯光，以使使用者更为舒适。
（四）空调及通风用电控制子系统
空调以及通风用电控制子系统判定的依据主要是室内的温度，通过系统检测判定室内温度是否需要打开空调系统，是否需要调节额送风温度等，当室内没有人时，则需要关闭空调系统。
由上可以看出，智能化楼宇的供配电系统中判定是否送电、是否打开或关闭开关等均需要依据室内的具体情况判定，但是系统可能会存在偏差，故而可以将这些控制系统连接到手机，利用人机交互来实现对系统的全面控制。
结语
本文是对智能化楼宇供配电系统总体设计进行的探究，文章在简单概述了供配电系统相关理论后又阐明了在设计中应注意的问题，最后对设计总方案进行了分析设计。希望可以为相关人员提供一定的参考，为楼宇自动化供配电技术的发展提供一个新思路。
参考文献：
[1]赵建一.高层建筑高低压供配电系统的设计及应用[J].电气制造,2017
[2]王新宇.浅谈高层建筑供配电系统的设计[J].山西建筑,2016