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高层建筑供配电系统设计

摘要：在我国现代社会这个快速发展的时代，各种各样的高楼不断崛起，因此，设

计人员必须根据高层建筑的特点并结合当地供电系统的实际情况为其构建安全可靠、技术

先进、经济合理的供配电系统，这将对高层建筑的可靠运行是很有必要的。

关键词：供电；配电；系统设计

由社会经济的飞速发展各式各样的高层建筑如雨后春笋般的拔地而起，人们对建筑

结构的要求也不断提高。因此，安全可靠、技术先进、经济合理的供配电系统是越来越

重要了。

1.高层建筑对供配电系统的要求

保证供电电源的高度可靠性:

高层建筑造价高，人员集中，供电的可靠性将直接关系到企业的运作和人员设备的安

全。高层建筑发生火灾时，主要是利用建筑物自身的消防设施进行灭火和疏散人员、物资。

而建筑物的消防设旖一般来说都离不开电。因此，如果没有可靠的电源，就不能及时地报

警、灭火，不能有效地疏散人员、物资和控制火势的蔓延，势必造成严重的损失。因此，

合理的确定电力负荷等级，保障高层建筑消防用电设备的供电可靠性是非常重要的。

如今国内一些高层建筑许多都采用两路独立电源配电系统的结构方式,可以采用放

射式、树干式或混合式。楼层供电,互为备用,10kV电压进线,设备用柴油发电机,如下

图1所示。当取得两路独立电源有困难时,则允许采用一路专用线供电再用柴油发电机,

如下图2所示。有条件也可由近处取得一路低压电源备用。

但为了防止电网停电,发电机无法启动,必须设置UPS电源作为计算机房事故照明,疏散

指示等一级负荷的需要。高层建筑供配电系统第二个特点是高压深入负荷中心,变压器进楼

(有的设在建筑物毗邻的变电所中),这样可以节省大量电线、电缆,使工程造价降低。根据

负荷分配的不同情况确定变电所的位置,可将变电所分别设置在楼的底层和顶层。我国多设

在地下室或底层。高层建筑供配电系统另一个特点是要求电器设备能防止火灾,保证安全。

因此一般不采用油浸式变压器,而多采用干式变压器和环氧树脂浇筑式变压器。后者具有防

潮、防火、噪声小、易搬运等优点。断路器也不采用油断路器,而多采用真空断路器或气体

绝缘断路器。高压开关柜均采用手车式结构。它的体积小、维修方便、迅速。目前,组合式

变电所正在迅速发展,它有结构紧凑,维修方便,安装工期短等显优点,越来越被高层建筑

所青睐。低压配电系统也是高层建筑供配电设计的重要内容。低压配电系统的结构方式,

可以采用放射式、树干式或混合式。楼层配电多以混合式为主;而且均采用插接式绝缘母线

槽沿竖井垂直敷设。水平干线多采用全塑电缆与竖井母线连接,下面图3为4种典型的低

压配电系统。

其中a方案,b方案,c方案3种为混合式配电系统。每根干线对一个供电配电,可靠性

比较高。其中b方案比a方案增加一条共用的回路(虚线)提高了可靠性。d方案适用楼

层多,负荷大的高层建筑(大树干式),维修方便。c方案比a方案,b方案增加一个中间配电

箱。各分层配电箱的前端都有总的保护装置,提高了配电的可靠性。我们常用的配电干线

的材料有铝排,铜排,铜芯电缆和装配式母线等。

电源转换的时间性和方式:

为了对电网能够提供两个独立电源的高层建筑，按规定已经满足了一、二级负荷的要

求，但是对特别重要的高层建筑(如超高层建筑)其内部含有特别重要负荷，应考虑电源

系统检修或故障时，另一电源系统又发生故障的严重情况，此时，一般应设柴油发电机组

做应急电源。对电网只能提供一路电源的高层建筑，应设柴油发电机组提供第二电源。

此时发电机组是作为备用电源使用,而不仅仅是应急用。为了保证发生火灾时各项求救工

作的顺利进行，消防用电设施两个电源的切换方式，应急发电设备的启动方式都是消防供

电系统应给考虑的问题。其中两个电源转换的时间能否满足消防设施的要求很重要。

2.高层建筑供配电系统设计

(1)供电电压的选择和配置

供电电压为380/220V，一般接地采用TN-S系统，当某楼为独立建筑物，电源由其

他建筑物引来时，接地采用TN-C-S系统。低压配电采用树干式和放射式混合配电，地下

室负荷较大，从低压配电房采用放射式配电，从低压配电房到地上各层配电箱采用树干式

配电，从层问配电箱至负荷采用放射式配电；大容量干线采用封闭式母线槽，小容量干线

采用铜芯塑料电缆；垂直部分沿电缆井敷设，水平部分