高層建筑電氣中的低壓配電設(shè)計(jì)分析

【摘要】在進(jìn)行高層建筑電氣低壓配電設(shè)計(jì)的時(shí)候，需要結(jié)合相應(yīng)的技術(shù)規(guī)范與設(shè)計(jì)要求，嚴(yán)格遵循最優(yōu)化與經(jīng)濟(jì)性的設(shè)計(jì)原則進(jìn)行設(shè)計(jì)，綜合考量高層建筑的建筑類型、使用類型與實(shí)際用電需求，在滿足高層建筑用電需求的同時(shí)，也要保證低壓配電系統(tǒng)的安全性與可靠性。

【關(guān)鍵詞】高層建筑；電氣；低壓配電

1、高層建筑中進(jìn)行配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則

1.1優(yōu)化設(shè)計(jì)的原則

優(yōu)化原則是指在安全性能的得到保證的情況下，最大限度的經(jīng)濟(jì)性、合理性、協(xié)調(diào)性、可行性等方面的最優(yōu)化，在低壓配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)充分考慮資金問(wèn)題和節(jié)能問(wèn)題。首先，應(yīng)根據(jù)建筑物的建構(gòu)特性合理布置配電系統(tǒng)的位置和結(jié)構(gòu)，在電源負(fù)荷的設(shè)置中，應(yīng)適當(dāng)比建筑物所需最大負(fù)荷高一點(diǎn)，以便于日后建筑物投入使用有特殊要求時(shí)再進(jìn)行擴(kuò)容，還要配置備用電源以應(yīng)對(duì)電源發(fā)生意外的情況。設(shè)計(jì)配電線路時(shí)，應(yīng)充分考慮線路之間的絕緣問(wèn)題，在各線路之間預(yù)留好充分的距離以保證配電系統(tǒng)的安全性，還要在配電系統(tǒng)上設(shè)置防雷擊設(shè)備，以減小自然因素對(duì)配電系統(tǒng)的威脅。另外在設(shè)計(jì)配電系統(tǒng)時(shí)要對(duì)其進(jìn)行反復(fù)驗(yàn)證，以免實(shí)際施工時(shí)出現(xiàn)問(wèn)題導(dǎo)致更大的經(jīng)濟(jì)損失。

1.2合理高效的原則

對(duì)于高層建筑來(lái)說(shuō)，由于設(shè)計(jì)的復(fù)雜性，以及實(shí)際環(huán)境的特殊性，在這個(gè)低壓配電的實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生各種類型的電能損耗，一方面會(huì)產(chǎn)生大量的費(fèi)用支出，另一方面隨著電能損耗的增加也會(huì)誘發(fā)一些潛在的安全事故。因此，在高層建筑電氣中的低壓配電設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)盡可能的降低各種電能的損耗，在實(shí)際的損耗中，可以說(shuō)是包括了直接的損耗和間接的損耗，不論是直接還是間接所產(chǎn)生的電能損耗都是比較高的。

2、高層建筑電氣中的低壓配電設(shè)計(jì)路徑

2.1低壓配電設(shè)施設(shè)計(jì)

高層建筑電氣系統(tǒng)中的低壓配電系統(tǒng)，是由低壓與高壓配電線路、配電變壓器等相關(guān)控制保護(hù)裝置共同組成的。對(duì)于高層建筑來(lái)說(shuō)，由于樓層高、電力用戶多、電能耗能高等原因，需要以低壓配電系統(tǒng)來(lái)滿足高層建筑安全用電的需要。在這個(gè)過(guò)程中，需要進(jìn)行科學(xué)合理的低壓配電設(shè)施設(shè)計(jì)。在確定電源負(fù)荷的時(shí)候，需要充分考慮該高層建筑的實(shí)際用電需要，考慮高層建筑的建筑形式是商業(yè)建筑還是民用建筑。通常來(lái)說(shuō)，可以將高層建筑的電源負(fù)荷劃分為一級(jí)與二級(jí)負(fù)荷，在進(jìn)行電力供應(yīng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，通常使用源于不同變電所的兩路獨(dú)立電源。出于應(yīng)對(duì)突發(fā)電力情況的需要，高層建筑還應(yīng)當(dāng)搭配備用電源或者發(fā)電設(shè)備，如柴油發(fā)電機(jī)等，根據(jù)高層建筑的電力能源實(shí)際需求，選定合適的、超過(guò)一級(jí)電源負(fù)荷容量的發(fā)電設(shè)備。此外，高層建筑還需要對(duì)消防設(shè)備的電力系統(tǒng)進(jìn)行合理設(shè)計(jì)，包括消防水泵、消防風(fēng)機(jī)、消防電梯等，在進(jìn)行施工的過(guò)程中加以合理規(guī)劃與科學(xué)配置。

2.2低壓配電電能設(shè)計(jì)

低壓配電系統(tǒng)的電能設(shè)計(jì)，應(yīng)當(dāng)根據(jù)高層建筑的電能負(fù)荷等級(jí)選擇不同計(jì)算方式，如負(fù)荷密度法等。通常來(lái)說(shuō)，如果高層建筑的建筑類型為民用建筑，其用電性質(zhì)為生活用電，則通常按照負(fù)荷密度法進(jìn)行電能計(jì)算，以平方千米作為計(jì)算單位，根據(jù)使用功能進(jìn)行區(qū)域劃分，并根據(jù)其歷史分區(qū)電能負(fù)荷密度確定不同分區(qū)的電能特點(diǎn)，確定電能負(fù)荷密度值。低壓配電設(shè)計(jì)的過(guò)程中，通常將最大負(fù)荷設(shè)置為30min，引用電力能源消耗量與無(wú)功功率補(bǔ)償作為重要的計(jì)算依據(jù)。負(fù)荷密度法的應(yīng)用較為簡(jiǎn)單，能夠?qū)崿F(xiàn)配電負(fù)荷計(jì)算與變電負(fù)荷計(jì)算。在實(shí)際的低壓配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，根據(jù)電能負(fù)荷計(jì)算結(jié)果，來(lái)確定供電設(shè)備。在具體應(yīng)用時(shí)，應(yīng)當(dāng)注重電能分配的合理性，如用作居住功能的高層民用建筑，可以以一戶一表的方式進(jìn)行電能分配，并將電能計(jì)量設(shè)備統(tǒng)一安裝在一個(gè)位置集中計(jì)量，由線纜進(jìn)行連接。

2.3低壓配電安全設(shè)計(jì)

2.3.1低壓配電IT系統(tǒng)

IT系統(tǒng)在進(jìn)行工地電力供應(yīng)時(shí)擁有極大的優(yōu)越性，首先，其能夠給予工地以強(qiáng)大且持續(xù)的電力，其次，其能夠保證工地供電的安全性，既能夠保證工友的安全，而且對(duì)于一些供電時(shí)間較長(zhǎng)和供電要求較高的場(chǎng)所，低壓配電IT系統(tǒng)可以有成效的保證供電的穩(wěn)定性，保障用電場(chǎng)所的穩(wěn)定生產(chǎn)和有效營(yíng)業(yè)，這些優(yōu)點(diǎn)也就致使大多數(shù)企業(yè)的電力供應(yīng)系統(tǒng)都采用了低壓配電IT系統(tǒng)。而低壓配電IT系統(tǒng)也是相對(duì)的對(duì)某些區(qū)域進(jìn)行設(shè)置，比如其保護(hù)區(qū)域主要為經(jīng)過(guò)帶電阻、電抗或者阻抗的電源端口，以及外漏的用電設(shè)備的導(dǎo)電部分。而針對(duì)低壓配電IT系統(tǒng)的電源端口帶電區(qū)域就可以不進(jìn)行接地設(shè)置。

2.3.2低壓配電TT系統(tǒng)

在建筑電氣系統(tǒng)應(yīng)用低壓配電TT系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，在對(duì)接地保護(hù)上是存在選擇性的。在實(shí)踐過(guò)程中，若采用的方式為低壓運(yùn)行的方式，那么電力系統(tǒng)中的中性線N與通電系統(tǒng)PE，兩者聯(lián)合。同時(shí)，PE在實(shí)踐過(guò)程中，若不存在通電的可能時(shí)，電氣的運(yùn)作狀況并不會(huì)因此而受到打擾。針對(duì)電氣設(shè)備少，電容量較低，用電要求低的地區(qū)時(shí)，建筑電氣設(shè)計(jì)中低壓配電系統(tǒng)中TN系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用范圍。但是，就實(shí)際而言，城市的一些低壓線路供電也會(huì)使用低壓配電TT系統(tǒng)進(jìn)行電力供應(yīng)，同時(shí)，對(duì)于某些使用低壓配電TT系統(tǒng)的用電系統(tǒng)，供電部門也會(huì)對(duì)其進(jìn)行相關(guān)規(guī)定。

2.3.3低壓配電TN系統(tǒng)

不僅僅TT系統(tǒng)可以供電應(yīng)用，與此同時(shí)，TN系統(tǒng)同樣可以作為低壓配電系統(tǒng)進(jìn)行供電應(yīng)用，但是TN系統(tǒng)工作需要一定的條件，首先我們需要準(zhǔn)備一根保護(hù)線，然后利用保護(hù)線連接所有的電氣設(shè)備，同時(shí)，中性點(diǎn)也應(yīng)該在這條保護(hù)線上出現(xiàn)。同時(shí)需要連接的還有配電系統(tǒng)的各個(gè)中性點(diǎn)之間。TN-C，TN-S以及TNC-S均為TN系供電系統(tǒng)的模式之一。這些模式的設(shè)置依據(jù)，主要是指低配電系統(tǒng)的要求下開展的，在設(shè)計(jì)過(guò)程中，確定一定連接方式時(shí)，則需要在電網(wǎng)線路的導(dǎo)線截面要求大小下進(jìn)行選擇，同時(shí)，在實(shí)踐過(guò)程中，為了能夠減少整體線路出現(xiàn)影響，需要選擇正確的接線方式進(jìn)行操作。在實(shí)踐過(guò)程中，TN-C，TN-S和TN-C-S這三者模式優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)并存，比如三相四線加PE線的接地系統(tǒng)即為TN-S模式，其實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)合主要為數(shù)據(jù)處理和精密電子儀器或者易燃易爆炸場(chǎng)合，而TN-C即為單獨(dú)的三相四線模式，雖然其存在一定的局限性，但是其設(shè)計(jì)方案在生活中非常易于實(shí)現(xiàn)。除此之外，對(duì)于工礦企業(yè)而言，TN-CS就是最佳選擇了。

結(jié)語(yǔ)：

隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展，各種類型的高層建筑不斷出現(xiàn)，電氣中低壓配電設(shè)計(jì)的重要性進(jìn)一步凸顯，在充分認(rèn)識(shí)了低壓配電設(shè)計(jì)的基本原則、內(nèi)容體現(xiàn)等之后，就必須要嚴(yán)格的按照相關(guān)的設(shè)計(jì)要求進(jìn)行，只有這樣，才能保證低壓配電設(shè)計(jì)的科學(xué)性與合理性。

參考文獻(xiàn)：

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[2]趙衛(wèi)東.當(dāng)前高層建筑低壓配電設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題及不足[J].低壓配電，2017（01）.

作者簡(jiǎn)介：

張俊杰，華誠(chéng)博遠(yuǎn)工程技術(shù)集團(tuán)有限公司天津分公司，天津。