高层建筑低压配电系统设计

高层建筑低压配电系统设计

杨世成

杨世成

摘要：低压配电系统在电气设计中占据重要地位，如今高层建筑中电气设备复杂多样，电压负荷较大，不仅要使配电系统达到建筑物内供电稳定性及安全性的标准，还要满足现代化电气的要求。

关键词：建筑电气设计；低压配电系统

一、低压配电系统简介

低压配电系统由以下几个部分组成：配电变电所、高压配电线路、配电变压器、控制保护设备和低压配电器，通过在对电能分配的过程中进行调控，发现严重的负荷或者过载情况就自动切断线路，来保护电源线路和电动机。

但是在低压配电系统运行过程中，可能会由于安装过程中出现问题，或者是对电气线路和设备没有进行定期检查，以及电器产品质量不合格等等因素，造成漏电的情况甚至引发火灾，给人民的生命和财产安全带来极大的损失。所以低压配电系统的安全性是一定要得到保证的，现如今的相关应对措施一般是加装漏电保护器、实施等电位联结等方法。

二、高层建筑低压供配电系统设计要求

高层建筑的用电负荷量相对较大，对电气的设备的配置的电能质量要求也比较高，因此要保证高层建筑的供配电电源的可靠性还是存在一定难度。另外，由于高层建筑的高度较高，所以相应供电的线路也较长，一定程度上加重了安全隐患。目前我国规范要求高层用电负荷中的很多用电设备必须按照一级负荷中特别重要的负荷规定进行供电，如消防电梯、消火栓、生活水泵用电等。高层建筑的供配电体统的设计方案设计中，也应该按照这些要求进行，其中最重要的的还是考虑设计方案的简单可靠和安全。

三、高层建筑中配电系统的设计原则

（一）优化原则

供配电的设计要根据建筑物的结构来进行，保证设计的科学性和合理性，可以有效避免线路的交叉重叠等等，可以更好的节约材料、减少投资，高层建筑更应该利用自身优势以及现代化技术来做好节能工作。配电系统在保证安全可靠以及满足负荷电容的前提下，应该适当规划出备用容量以便日后扩容。同时，供配电线路的绝缘性能要良好，彼此之间保持安全距离，高层建筑尤其要注意防静电和防雷击技术的运用。

（二）高效原则

高层建筑中的电气设备较多并且复杂，如果配电设计没有考虑周全，就会造成浪费，影响到整座建筑物的效能，所以在配电设计中应该以负荷容量为依据设置多个配电中心，通过这种分散化的配置来节约电能避免损耗。单一配电箱的设计会造成电缆的交叉重叠，造成浪费的同时还加大了整体负荷，影响供电可靠性。同时在供配电系统的设计中尽量保证三相供电系统的负荷分配均匀，这种平衡的负荷可以更好地高效利用资源，帮助供电变压器良好运行。

四、低压配电系统安全性

（一）系统负荷分级设计

可根据《民用建筑电气设计规范》确定高层建筑的负荷等级，《民用建筑电气设计规范》表明，建筑物的使用性质与建筑物在其内部设施的负荷等级划分有较大联系。

1.变压器设计

变压器的位置与数量选择要综合多方面进行考虑，不仅要要考虑到建筑的功能、建筑中负荷分布、负荷容量等因素，而且需要在满足当地供电局的要求的基础上进行专业间的协调。在变压器的容量选择过程中，应该先进行计算，并以得到容量为依据。一般情况下变压器的负荷率在80%左右，供电半径低于200米。以下两种情况需要增加配电所的设置，一是实际需求的供电距离超过200米，二是供电容量大于500千瓦。在条件允许的情况下，在负荷中心附近建设配电所，达到简化配电系统的目的，而且能够增强低压配电系统的安全性与稳定性，同时降低电压在线路中流通过程中的损耗。

2.电压设计

在高层建筑电气中低压配电系统的设计过程中，应该在满足在设计规范方面的相关规定的基础上，围绕供电负荷等级，有针对性地选择相应的供电措施。通常情况下，低压配电系统，其供电电源的电压往往是380/220V。我们可以调整变比和变压器一次侧分接头来调整输出电压，达到末端设备配电电压的要求。

（二）高层建筑低压电源配置

1.配置要求

（1）非消防Ⅰ、Ⅱ级负荷供配电要求

为了确保供电的可靠性，非消防Ⅰ级负荷应该由双电源进行供电，如此可保证一个电源出现故障，仍可正常供电，不会引起断电事故的发生。而对于特别重要的负荷，应配置双重电源和备用电源。对于非消防Ⅱ负荷而言，则可采取回路进行同时供电，保证充足电量。

（2）民用建筑的供电要求

当消防用电负荷是Ⅰ级时，系统主电源和备用电源应独立于专用回路的双电源进行供电；当消防负荷在Ⅱ级时，系统主要电源和变电系统应该采用双回路电源来供电。

2.干线配置

高层住宅干线配置主要有三种方案：

（1）应用一路电源和一台变压器，把低压单母线分段。需设置应急备用电源，其需要有效满足消防负荷和非消防负荷的使用要求。该种方案在一般性的高层建筑住宅较为适用，超大负荷的住宅不太适用。该方案满足了规范化设计的要求，但应急电源容量较大，投入相对较高。

（2）独立两路电源和两台变压器，分列运行，将低压单母线进行分段，设置应急电源备用。该种方式可有效确保供配电的可靠性，适应高层建筑，尤其是负荷较大的高层建筑。

（3）应用一路电源和一台变压器，采取低压母线分段，并通过电源线低压侧引出两个回路电源，分别应用到不同的低压分母线段之中。

（三）接地保护设计

为了让高层建筑物用电更加安全，免除电力系统对于人身和财产安全的威胁，高层建筑一般都会进行接地保护，在出现问题时会自动切断故障电路以保障建筑物的供电系统。接地保护设置要考虑到建筑物的配电系统接地型式、建筑电气设备的分布和使用情况、电气回路中保护线截面情况等，但是不论哪种接地保护形式都要进行总等电位联结来避免外部电压影响到建筑物的电路。

低压配电系统中TN系统如果出现接地故障，一般是由于金属性短路或者发生故障的电流过大，为了避免这种情况我们可以在进行接地保护的同时加装电流保护器，实现对电流短路和电路负荷的保护，同时也可以保护低压配电系统的接地故障保护装置。

（四）漏电断路器的选择

在电力系统运行的实际情况中，我们可以看出漏电断路器有着十分重要的作用，它的有效运用避免了很多事故的发生。从产生的效果中看出其设备与接零和接地保护都是一样的，对电力系统起到共同的保护作用。也可以说是低压配电系统漏电的第二道保护防线。

在高层建筑电气的设计中，漏电保护器的放置是必不可少的。针对漏电断路器的使用，其中关于漏电断路器种类的选择也是十分重要的，其中的重中之重就是漏电断路器额定动流的范围选择。在进行选取的过程中需要对一些情况作明确的调查了解。要清楚配电系统的末端所采用什么种类和什么型号的漏电断路器，安全界限标准的额定数值是多少，在选择时选取漏电断路器的额定限制电流一定要超过电力系统发生断路外漏的电流的数值。

五、结束语

综上，随着科技的发展，更多新产品新技术将会在工程中得到广泛应用，需要我国目前存在的电气规范能够做到与时俱进，逐步完善，从而对实际工程进行有效指导。

参考文献：

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[2]王培龙.浅谈智能化低压配电系统的发展[J].科技致富向导.2012（15）

[3]李然.低压配电系统的配电制式[J].科技信息.2009（12）.

[4]李继光.遥测在低压配电系统中的应用[J].科技信息.2011（07）.

[5]沈天杭.关于建筑电气低压配电设计中各种接地系统的分析[J].中华民居（下旬刊），2014（06）.

作者简介：

杨世成，男，1987年8月，汉族，籍贯河南信阳，学士学位，从事低压配电系统