摘要:隨著中國城市化進程的加快,高層建筑越來越多的進入我們的生活,高層建筑的設計也越來越多,高層建筑電氣設計的內容非常多,但是配電系統的可靠性一直是高層電氣設計的重中之重,本文著重分析了高層建筑電氣的配電問題.

　　關鍵詞:高層建筑,供電可靠性,柴油發電機

　　隨著中國城市化進程的加快,高層建筑越來越多的進入我們的生活,高層建筑的設計也越來越多,高層建筑電氣設計的內容非常多,包括:負荷計算、電源選擇、高低壓配電系統、照明系統、弱電系統。其中配電系統為設計中的主要內容，對于配電系統的可靠性及接地一直是大家探討的熱門話題，筆者多年從事電氣設計，現將一些觀點與大家分享。

　　一.配電系統的選定

　　(1)高層建筑的負荷分級

　　一級負荷：消防用電設備，應急照明，消防電梯

　　二級負荷：客用電梯，供水系統，公用照明

　　三級負荷：居民用電等其它

　　(2)配電系統

　　因為高層建筑存在著一級或二級負荷，因此高層建筑配電系統的供電電源應有兩個獨立的回路供電或采用一條回路電源和備用電源(發電機)供電。

　　a、高壓配電系統：現代高層建筑均是采用兩路獨立的10kV電源同時供電。一般高壓采用單母線分段，自動切換，互為備用。母線分段數目，與電源進線回路數相適應。只有當供電電源為一主一備時，才考慮采用單母線不分段的結線。電源進線幾乎全部采用電纜進線。

　　B、為減少變壓器臺數，單臺變壓器的容量選擇一般都大于1000kVA。為限制低壓側的短路電流，正常時變壓器解列運行，中間設聯絡開關。照明和動力分開設變壓器，當動力用電容量太小時，動力變壓器可不分開裝設，而在低壓側應對動力負荷分類計費。

　　C、高壓系統及低壓干線的配電方式基本上都采用放射式系統。樓層配電則為混合式系統。配電設備中的主要部分是干線。現代高層建筑的豎井多采用插接式母線槽。水平干線因走線困難，多采用全塑電纜與豎井母干線聯接。每層樓豎井設層問配電小問。層間配電箱經插接自動空氣開關從豎井母干線取得電源。當層數較多負荷數較大時，一般按層數分區供電，或將變壓器分散設在地下層、中間層或最頂層。

　　D、低壓配電系統各級開關均采用自動空氣開關(斷路器)，設置瞬時、短延時、長延時三級過流保護裝置。各級自動空氣開關的保護整定，應注意選擇性配合，防止越級跳閘。

　　E、配電電壓采用220/380V。配電系統根據負荷大小用單相(共三線：L線，N線，PE線)220V配電或三相(五線：即L1 L2 L3線，N線，PE線)配電。高層住宅的垂直干線宜采用電力電纜，分支電纜或母線槽配電、干線應在電氣豎井內敷設，而電纜截面應按發熱條件選(即：使其允許載流量不小于通過相線的計算電流)，再校驗電壓損和機械度。

　　高層住宅中只有一級和二級負荷才用雙電源供電，設計系統時應注意。

　　每個住宅單元應設宅配電總箱、樓層電表箱和住戶配電箱，樓層電表箱與住戶配電箱應分開設置。公用走廊、樓梯間照明負荷應單獨設公用電表計量。住宅電能計量系統應采用總線式集中抄表或自動抄表系統，以便物業管理。

　　住戶配電箱應設照明回路和一般電源插座回路、廚房插座回路、衛生間插座回路、空調插座回路。除照明回路導線截面選擇外，其余回路導線截面選擇參照前面所述的電纜截面選擇。

　　照明回路對電壓要求較高。按GB50034-92規定，燈的端電壓一般不應高于其額定電壓的105%，也不宜低于其額定電壓的95%。因此照明回路導線截面選擇應按下式：

　　A=��∑M+∑αM′��/CΔUal%

　　∑M——為計算線段及其后面各段(指具有與計算線段相同導線根數的線段)的功率矩(M=PL)之和

　　∑αM′——為由計算線段供電而導線根數與計算線段不同的所有分支線的功率矩(M′=PL)之和，這些功率矩應分別乘以對應的功率矩換算系數后再相加

　　α——為功率矩換算系數(如下表)

　　ΔUal%′——為從計算線段的首端起至整個線路末端上的允許電壓降對線路額定電壓的百分值

　　C——為計算系數。

　　計算時，應從靠近電源的第一段干線開始，依次往后計算各線段的導線截面。計算出截面后，應選取相近而偏大的標準截面。而每段導線截面均應按機械強度和發熱條件進行校驗。

　　住宅配電線路應設短路保護、過負荷保護、接地保護以及漏電保護。為了防止電源電壓波動對家用電器的影響，宜在住戶配電箱內裝設浪涌抑制保護裝置，住宅室內配線宜用PVC管暗敷。

　　二.高層建筑的保護接地系統、等電位聯結、接地保護的設定

　　(1)高層建筑若是城市公用變壓器供電，低壓配電系統保護接地形式應采用TT接地系統，且設專用保護線。若是住宅小區或單位內變壓器供電，低壓配電系統保護接地形式應采用TN-S形式。

　　(2)等電位聯結是使電氣裝置各外露可導電部分和裝置外可導電部分電位基本相等的一種電氣聯結。等電位聯結的作用，在于降低接觸電壓，以保障人員安全。

　　按GB50054-95《低壓配電設計規范》規定，采用接地故障保護時，在建筑物內應作總等電位聯結。而當電氣裝置或其某一部分的接地故障保護不能滿足規定要求時，尚應在局部范圍內做局部等電位聯結。因此高層建筑住宅中的浴室、衛生間、廚房等應做局部等電位聯結。

　　(3)接地保護

　　a.TN-S系統中接地保護：對己有總等電位聯結的措施;

　　若配電線路只供給固定式用電設備的末端線路，接地故障保護動作時間不宜大于5s，即top(E)≤5s

　　若供電給手握式和移動式電氣設備的末端線路，則

　　top(E)≤0.4s

　　而系統配電線路接地故障保護的動作電流Iop(E)應滿足：

　　Iop(E)≤Uφ|Z∑φ|

　　Uφ_系統相電壓

　　|Z∑φ|_接地故障回路總阻抗模

　　接地保護可由過流保護或零序電流保護來實現，如達不到保護要求時，則應采用漏電電流保護。

　　b.TT系統中的接地保護

　　己采用總等電位聯結措施的，其接地保護滿足下式：

　　Iop(E)RE≤50v

　　其中：Iop(E)_接地故障保護動作電流

　　RE_電氣設備外露可導電部分的接地電阻和PE線電阻

　　當采用過流保護時，反時限特性過流保護電器Iop(E)應保證5s內切斷接地故障回路;而當采用瞬時動作特性過流保護時，Iop(E)應保證瞬時切斷接地故障回路。

　　若過流保護達不到上述要求時，則采取漏電電流保護。

　　總結：高層建筑往往集多種功能于一體，其中工作人員、社會影響也較大，大樓供電的可靠性非常重要，也是高層建筑電氣設計的主要內容，因此，在此方面的重視程度也要格外注意，只有科學的選用配電方案及選用柴油發電機才能有效的解決供電可靠行問題。

　　參考文獻有：

　　(1)《建筑電氣設計技術規程》中國建筑工業出版社。

　　(2)《建筑電氣安裝工程圖集》，水利電力出版社。

　　(3)《民用建筑電氣設計規范》JGJ16—2008