高層住宅供配電系統設計

孫建峰

摘要：隨著我國經濟快速發展，高層建筑越來越多，其供配電系統的設計難度也相應增加。因而，設計人員必須根據高層住宅的特點且結合當地供電系統的實際情況，就高層住宅樓中存在的有關問題，構建一種技術先進、安全可靠、經濟合理的供配電系統，保證高層住宅樓能夠滿足住戶對用電設施的需求。

關鍵詞：高層住宅；配電系統；設計

前 言

高層住宅供配系統設計實際上就是低壓配電系統和高壓供電系統設計，包括：應急發電室及設備和10KV級變配電室設備、公共通道照明、0.4KV級低壓配電室設備、消防報警、電話等，高層住宅的特點是：高度高、人員密集、消防安全性要求高等特點，因此，經濟合理、安全可靠的供配電系統愈顯得重要了。

一、高層住宅對供配電系統要求

1.保證供電的高度可靠性要求

低壓配電線路應當滿足住宅所需的供電可靠性要求?？煽啃?，就是指根據住宅用電負荷的性質和停電事故給人們在經濟、政治上造成的損失，對用電設備提出的供電不中斷的要求。不同的民用建筑對供電的可靠性要求不同，一般我們將用電負荷分為三級。即使在同一民用建筑中，相同的用電設備，不同的部位，其用電負荷級別也不都相同。

2.用電質量要求

低壓配電線路應該滿足高層住宅用電質量的要求。用電質量主要有電壓和頻率兩個衡量指標。電壓質量就是加在用電設備端的實際電壓與該設備的額定電壓之間的差值，差額越大，說明電壓質量越差，對用電設備的危害也就越大。電壓質量除了與電源有關以外，還與照明線路、動力的有效設計相關，在設計線路時，一定要考慮線路的電壓損失。由于建筑物高，供配電線路較長，為了減少電壓損失和線路損耗，配電變壓器可以根據情況分層布置。

二、變配電室設置

一般高層建筑的用電負荷主要設在地下層，其他較大的用電負荷主要設置于一層及以上的裙樓，當地上建筑高度不超過200m，由變配電所引至屋頂的用電設備的供電距離也在比較合理的范圍之內時，為使變壓器盡量不靠近負荷中心，一般將變配電所設在地下一層，而將柴油發電機房設在變配電所附近。

三、高層建筑供配電系統的設計

1.負荷等級

電力負荷根據中斷供電及供電可靠性在政治經濟方面造成的損失或影響程度可分為一級負荷、二級負荷、三級負荷。高層建筑供電負荷大，所以更有必要對各種用電負荷進行限制分級，這樣做是為了保證在供電合理的前提下，不造成成本的上升和用電的浪費。一般來說，大多數高層建筑用電負荷都屬于一級負荷。如何對高層建筑的負荷分級，一要看用電負荷性質，二要看建筑物類別以區別對待一、二級用電問題。

2.配電系統的設計方案

2.1引入高壓供電電源，高層住宅一般用l0kV電源進行供電，住宅樓和其他公用設施的用電負荷分級宜符合現行的《高層民用建筑設計防火規范》和《建筑設計防火規范》等規定。供電電源可取自附近區域變電所的供電回路，當住宅小區內同時具有一、二級負荷時，應根據區域變電所的變壓器臺數和電源路數確定供電電源，如果區域變電所的電源僅有一路時，可設置自備電源或從別處的區域變電所引來備用電源。

2.2低壓配電的引入，采用TN-C系統（三相四線制），在建筑物進線處作重復接地后進入建筑物總配電箱，成為TN-S系統（三相五線制），重復接地與住宅防雷接地共用一套接地裝置，保護線（PE線）在進戶重復接地極處與中性線分出，戶內的PE線不得再與中性線（N線）有任何連接，電源再從總配電箱傳送到各分配電箱。

3.設備選型

3.1 高壓開關柜?，F代高層建筑的變配電室一般設在主樓地下層，按規定不宜采用油開關。國外用于高層建筑的開主要有三種類型：高壓空氣斷路器，SF6開關和真空斷路器。而其中SF6開關尺寸數大，氣體具有毒性，高壓空氣斷路器技術陳舊，故目前來講10kV真空斷路器應用的比較普遍。因此，應按照高層建筑地下室的標準，選擇具有“五防”功能的真空開關手車式高壓開關柜。

3.2 電力變壓器。由于防火的要求，主樓內不允許裝置大容量的油浸電力變壓器。目前有干式變壓器、硅油變壓器等產品可供選用。

3.3低壓配電屏。國外低壓配電屏的結構，大多做成抽屜式，而大容量的出線，則做成手車式。

3.4應急柴油發電機組。應急柴油發電機組，最好設置在靠近各區域配電中心之處，當單臺柴油發電機組容量較低時，可以設置二臺及以上柴油發電機組，以確保一級負荷中特別重要的負荷的供電可靠性，避免單臺柴油發電機組容量較大，一級特別重要的負荷過于集中，柴油發電機組一旦發生故障，難以保證一級負荷中特別重要的負荷的供電可靠性，應急供電系統應單獨成系統，禁止將其他負荷接入應急供電系統。

4.配電線路設計

4.1導線的選擇

目前我國發生的火災中，絕大部分是由電氣原因引起的，其主因是由于電纜電線的過載和老化等不當使用引起的。同時，火災發生時引燃電纜電線中可燃的護套和絕緣材料，使得火災范圍繼續擴大，為了盡量減少護套和絕緣材料的燃燒所釋放的煙霧及有毒氣體對住戶造成的傷害，在工程設計中應根據建筑物的使用性質和重要程度，應盡可能選用低煙無鹵的環保電纜，萬一火災發生時，可以減少煙霧及有毒氣體的產生，為大樓內的人員爭取更多的疏散逃生時間。

對于導線截面的選擇，主要是根據住戶的計算電流來確定，并考慮環境條件、敷設方式、機械強度、電壓損失和熱穩定性等因素，進戶線及干線應適當留有余量以滿足日后的需要。相當對于鋁導線，銅芯導線在使用壽命、用電安全等諸多方面都比鋁導線優越，因此目前住宅電氣線路一般首選銅芯導線。

4.2 配線方式

現代住宅建筑功能齊全，增加住宅配電分支回路，可以使室內負荷電流分流，減少因線路升溫、諧波危害等電氣火災的發生，現代住宅一般采用穿PVC冷彎阻燃管暗敷設，將電氣線路的管線沿墻、地面等整齊排列，盡量減少交叉重疊。多根導線穿管時，導線的總截面積不應超過管內面積的40%，管內徑大于或等于導線束直徑的1.5倍，為了方便穿線，線路不要太長，否則需選用大一級的管徑或裝設中間接線盒。

四、結束語

在科學技術進步和人民生活水平日益提高的今天，用電設備越來越多，對線路安裝和供配電系統設計提出了許多新的要求，只有認真按照設計和操作規范進行優化設計和施工，不斷地總結經驗、深入研究，才能不斷提高設計水平，確保供電的可靠性以及消防的安全，使高層住宅用戶安心生活。

參考文獻：

[1]封淑玲.高層住宅的配電設計[J].科技資訊，2009，（15）.

[2]朱慶元，高文恰.建筑電氣基礎設計[M].北京：中國建筑出版社，l990.