【摘要】在高層建筑工程中，因受到多方面因素的限制，配電方案的合理性、靈活性、經濟性、實用性等優點不可能同時兼備。本文筆者結合多年的工作經驗，針對高層建筑供配電系統設計進行探討，提出個人見解供參考。

　　【關鍵詞】高層建筑,供配電,系統設計

　　0前言

　　伴隨著社會的發展，城市現代化進程的推進速度越來越快，高層建筑在我國各城市特是大城市得到迅速發展，但它給人們特別是設計人員帶來了許多問題，如供配電設計.其與一般低層建筑的供配電設計有著很大的不同.高層建筑供配電系統是有許多特點的。我們只要在設計、安裝工作注意這些特點并采取有效的對策，對于高層建筑的整體質量必將起到有益的作用。總之，在滿足相應設計規范，實現預定功能的前提下，電氣設計師對同一或同類建筑可能做出多種配電方案，各方案的特點會有所不同。

　　1高層建筑對供配電系統的要求

　　高層建筑供配電系統的設計，是高層建筑電氣設計的重要組成部分，合理與否會影響整個建筑使用功能及安全。由于現代高層建筑通常是集辦公、娛樂、商業等功能于一身，具有多元化功能，同時與消防、空調、給排水等專業以及與現代化管理手段相配套的設備也相當多，因此在對高層建筑進行供配電系統設計師應根據其本身性質、規模，明確建筑相關電力負荷等級，并結合當地的供電網的實際情況，才能確定高層建筑供電電源的電壓等級、電源回路數、專線電源還是公用電源以及是否設置自備電源等。

　　1.1保證供電電源的高度可靠性

　　高層建筑造價高，人員集中，供電的可靠性將直接關系到企業的運作和人員設備的安全。高層建筑發生火災時，主要是利用建筑物自身的消防設施進行滅火和疏散人員、物資。而建筑物的消防設施一般來說都離不開電。因此。如果沒有可靠的電源，就不能及時地報警、滅火，不能有效地疏散人員、物資和控制火勢的蔓延，勢必造成嚴重的損失。因此，合理的確定電力負荷等級，保障高層建筑消防用電設備的供電可靠性是非常重要的。

　　1.2電源轉換的時間性和方式

　　對電網能夠提供兩個獨立電源的高層建筑，按規定已經滿足了一、二級負荷的要求，但是對于特別重要的高層建筑(如超高層建筑)其內部含有特別重要負荷，應考慮電源系統檢修或故障的另一電源系統又發生故障的嚴重情況，此時，一般應設柴油發電機組做應急電源。對電網只能提供一路電源的高層建筑，應設柴油發電機組提供第二電源，此時發電機組是作為備用電源使用，而不僅僅是應急用。為了保證發生火災時各項求救工作的順利進行，消防用電設施兩個電源的切換方式，應急發電設備的啟動方式都是消防供電系統應給予考慮的問題。其中，兩個電源轉換的時間能否滿足消防設施的要求很重要。

　　2常見的高層建筑供配電系統

　　2.1雙電源各自獨立的系統

　　這種系統適用于一類高層建筑物，要求外部2個電源各自是獨立的，以滿足一類高層建筑對消防負荷的要求。該系統自變壓器低壓端出線后，即把消防及非消防負荷通過自動開關分開，消防及非消防負荷由各自母線分段供電。一旦火災發生，自動切斷非消防電源，保證對消防負荷可靠供電。

　　2.2備有應急發電機組的系統

　　在高層建筑采用的具有應急發電機組的供電系統，具有較高的可靠性。但是，有的文獻也有不同意見，認為這種結線雖然做到了消防負荷在末級切換，但由電網供電至切換箱的2路配電線路中任一回路出現故障時，因外電源未停，備用應急發電機并不會自動啟動，消防負荷仍將斷電：當發電機出線回路故障時，雖然發電機已經啟動送電，但仍然無法保證故障回路的負荷用電。

　　3高層建筑供電系統設計

　　3.1負荷等級的確定和各級負荷容量的計算

　　負荷等級的確定應按有關規范進行，一般情況下，高層建筑負荷等級也可按以下確定：一級負荷包括疏散樓梯、消防電梯前室及地下室的應急照明、消防水泵、排煙風機、消防電梯等：二級負荷包括部分客梯電力、生活泵電力：三級負荷包括一、二級負荷以外的其他用電負荷。根據負荷用途的不同，將用電負荷劃分為商業用電和住宅用電。由于商業用電與住宅用電的計費標準不同，—般分別設置商業變配電房與住宅變配電房。

　　商業用電包括商鋪用電、售樓部和會所用電、地下室照明、動力用電及其他商業用途的負荷，其供電由商業變配電房提供;住宅用電包括住宅相關的照明、動力等的用電，其供電由住宅變配電房提供。確定建筑總用電計算負荷的方法主要有負荷密度法、單位容量法和需用系數法，通常習慣使用負荷密度法和單位容量法對高層建筑用電負荷進行計算。對于普通商鋪的負荷計算，經常使用負荷密度法，即采用單位面積的用電負荷容量(取整)作為單間商鋪的預留負荷，并據此與其他商業負荷通過計算，得到總的商業用電負荷。商鋪負荷密度的取值會因為商鋪的經營特點及所處的地區面有所不同，普通商鋪一般按100～150W/m2計算，如商鋪的負荷可以確定，則應按實際負荷計算，各類設備負荷的需要系數及功率因數見技術手冊的相關章節。

　　對于住宅的負荷計算，一般使用單位容量法也稱單位指標法，即根據商住樓的住戶數來確定容量的計算方法。住宅用電負荷需要系數的選取可參見技術手冊的相關章節，同時應該細致地分析當地供電部門所提供的統計數據，對應工程實際情況，做出合理、經濟的選擇。

　　若進行負荷計算時，沒有充分考慮用電負荷的特點，需要系數選取過大，造成變壓器容量選型過大，投資增加，資源浪費，經濟性差：需要系數選取過小，又造成變壓器容量選型過小，用電高峰時，變壓器負載率過高，既降低了配電系統的安全性。又縮短了設備的使用壽命。

　　3.2供電電源及電壓

　　供配電系統設計中，為保證供電系統的合理性，要求根據負荷級別采取相應的供電措施。各級負荷的供電電源應滿足設計規范的相關規定。對高層建筑來說一般沒有特別重要負荷，且一級負荷容量較小，因此采用兩路市政電源供電或一路市政電源加應急發電機組供電均可滿足要求，而后者在工程應用中較為常見。供電電源采用一路獨立的10kv高壓電源，由市政區域變配電站引入至小區首層開關房。低壓配電電壓采用380/220V，設置柴油發電機，以確保消防設備用電。當投資方對某些用電負荷有特殊的供電要求時，也可由柴油發電機組提供保障。

　　3.3變配電所的布置

　　一般應根據負荷容量、負荷分布以及建筑物功能分區的實際情況，與相關專業協調確定變配電所的位置以及數量。變壓器容量應根據計算容量選擇，變壓器的負荷率一般取70%～85%。低壓線路的供電半徑一般不宜超過200m。當供電容量超過500kw，供電距離超過200m時，宜考慮增設變配電所。只要條件許可，變配電所的位置應盡量靠近負荷中心，有利于簡化配電系統，有利于增強系統的穩定性與安全性，同時也有利于減少線纜的使用量，降低因線路造成的電能損耗。由于首層空間的商業價值比較高，一般高層建筑的變配電所設于負一層，便于通過地下停車庫的車道運輸變配電設備。

　　3.4商業低壓供電系統結線型式及運行方式

　　對于高層建筑其商業低壓供電系統結線型式及運行方式一般做如下設計：高壓系統采用一路10kv高壓進線，結線型式采用單母線運行方式;變壓器低壓段采用單母線分段結線型式，每臺變壓器對應接段母線。母線段之間采用母聯開關聯絡，正常情況下各段母線分列單獨運行;母聯開關打開，當其中一臺變壓器故障退出運行時，母聯開關手動合上由同組的另一臺變壓器保證部分重要負荷的俠電;當故障的變壓器恢復供電后，母聯開關自動打開，恢復正常運行方式。母聯開關與進線開關應具有電氣聯鎖功能并加機械聯鎖，以防止電源倒送。變壓器低壓側設置應急母線段。由正常電源與備用柴油發電機電源經

　　雙電源切換開關向該母線段供電，以保證應急情況下一級負荷的供電雙電源切換開關設有電氣和機械聯鎖，防止發生向市電反供，消防負荷均采用雙回路供電，在末端配電箱切換。

　　3.5機房與機電設施的配合

　　在進行方案設計或初步設計時，設備工種將根據大廈的功能，按國家規范及主管部門的要求提出各種設施的設備用房要求，建筑師應根據這些要求在相應的平面中予以保證，在規劃這些設備用房時，最重要的是解決配電設備用房的位置、面積、要求層高，并與建筑師及結構工程師密切合作方能設計出合理、實用、經濟的機房平面布局。

　　4高層建筑配電系統設計

　　供電電壓為380/220v，一般按地采用TN—S系統，當某樓為立建筑物，電源由其他建筑物引來時，接地采用TN—C—S系統。低壓配電采用樹干式和放射式混合配電。地下室負荷較大，從低壓配電房采用放射式配電;從低壓配電房到地上各層配電箱采用樹干式，配電層間配電箱至負荷采用放射式配電。

　　大容量干線采用封閉式母線槽，小容量干線采用銅芯塑料電纜，垂直部分沿電纜井敷設，水平部分采用金屬橋架或金屬線槽敷設，支干線及支線采用阻燃或難燃塑料絕緣導線，放射式采用阻燃或難燃銅芯電纜。

　　一般動力、照明由低壓配電柜正常電源母線段供電，火災應急照明、消防電梯、消防水泵、防排煙風機及消防中心等一級負荷采用雙回路供電，并在線路末端配電箱處自動切換，一回路引自應急電源母線段，另一回路引自正常電源母線段，雙回路電源切換柜為自投自復，設電氣和機械聯鎖。

　　5 結語

　　因此，設計人員必須根據高層建筑的特點并結合當地供電系統的實際情況為其構建安全可靠、技術先進、經濟合理的供配電系統，這對高層建筑的可靠運行是很有必要的。我們可以在設計工作中認真總結，廣泛交流，統籌兼顧，揚長避短，力求做到最優。

　　參考文獻

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　　[2]隋楊，高層建筑供配電設計方案的比較[J].