高層建筑供配電系統(tǒng)的設(shè)計要點(diǎn)和節(jié)能設(shè)計技術(shù)
關(guān)鍵詞：高層建筑,供配電系統(tǒng),節(jié)能設(shè)計
1、高層建筑供配電系統(tǒng)設(shè)計要點(diǎn)
1.1關(guān)于供電電源及電壓的確定。在高層建筑的供配電系統(tǒng)設(shè)計中，為了使得供電系統(tǒng)達(dá)到更加合理的狀態(tài)，應(yīng)該根據(jù)負(fù)荷的等級來采取相應(yīng)的措施，對于各級負(fù)荷的供電電源來說，要使得它們達(dá)到設(shè)計規(guī)范的規(guī)定。用電單位要根據(jù)用電的容量、用電設(shè)備的特性、供電的距離等等因素來進(jìn)行考慮。
1.2關(guān)于電力負(fù)荷的確定。在高層建筑的供配電系統(tǒng)的設(shè)計上，應(yīng)該依據(jù)建筑的性質(zhì)及規(guī)模，來確定建筑的相關(guān)電力負(fù)荷的等級，并且在實(shí)際工程中應(yīng)結(jié)合當(dāng)?shù)氐墓╇娋W(wǎng)的實(shí)際情況，進(jìn)而來確定高層建筑的電力負(fù)荷等級和容量。對于國內(nèi)高層建筑來說，它們的電源一般主要是采用l0KV的電源，對于超大型的高層建筑（群）也有些是采取35KV的電源，有時候甚至?xí)捎?10KV的電源。對于電源回路數(shù)而言，應(yīng)該要盡量根據(jù)電力的負(fù)荷等級要求來進(jìn)行相關(guān)的選取。
1.3對于高低壓供電系統(tǒng)結(jié)線形式的采用確定。對于高層建筑來說，供電系統(tǒng)宜采用雙路10kV高壓進(jìn)線，結(jié)線型式運(yùn)用單母線分段運(yùn)行方式，變壓器低壓側(cè)采取的是單母線分段結(jié)線，變壓器的低壓側(cè)要設(shè)置應(yīng)急母線段，用來保證在應(yīng)急的情況下能夠使得一級負(fù)荷進(jìn)行供電。
1.4變配電所的布置。對于高層建筑的來說，用電設(shè)備負(fù)荷是比較大的，并且很大的一部分是一、二級負(fù)荷，所以常常變電所的規(guī)模一般來說會比較的大�？偱潆娝詈檬窃O(shè)置在地下層內(nèi)，以便于使變配電室更靠近用電負(fù)荷中心。對于高層建筑的總變配電所來說，管線進(jìn)出的數(shù)量會比較多，有高壓也有低壓的電纜，管線布置應(yīng)可靠合理，有條件時宜設(shè)置多個變配電室，縮短低壓供電半徑，減少電纜數(shù)量及各專業(yè)的交叉。-
1.5關(guān)于應(yīng)急電源設(shè)備的選取。自投裝置的動作時間，如果是能夠滿足允許中斷供電時間的，則可以選取帶有自動投入裝置的專用線路，而使得其是獨(dú)立于正常電源的裝置。在允許的范圍之內(nèi)，可以選取那些蓄電池靜止型的供電裝置，來進(jìn)行不間斷供電。
1.6關(guān)于電壓選擇和電能質(zhì)量。要正確選取變壓器的變壓比和電壓分接頭，最好采用補(bǔ)償無功功率的措施，盡量減少電壓偏差，降低系統(tǒng)的阻抗，設(shè)計過程中應(yīng)盡量保持三相負(fù)荷比較平衡。為提高電能質(zhì)量，設(shè)計時應(yīng)考慮適當(dāng)?shù)臑V波方式，對于電能質(zhì)量要求較高的場所，可加入有源濾波系統(tǒng)。
1.7關(guān)于功率因數(shù)的方法的確定。提高自然功率因數(shù)，就是提高變壓器或者電動機(jī)的負(fù)載率到75~80％，以及選擇本身功率因數(shù)較高的設(shè)備。對于非線性負(fù)載電路（在通信企業(yè)中主要為整流器），則通過功率因數(shù)校正電路將畸變電流波形校正為正弦波，同時迫使它跟蹤輸入正弦電壓相位的變化，使高頻開關(guān)整流器輸入電路呈現(xiàn)電阻性，提高總功率因數(shù)。
2、供配電系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計技術(shù)要點(diǎn)
2.1配電系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計
①優(yōu)選高效節(jié)能配電變壓器。建筑供配電系統(tǒng)中，配電變壓器是重要的電能轉(zhuǎn)換和分配設(shè)備，但其自身又是一個能源消耗設(shè)備。因此，選擇合理變壓器容量和型號是提高配電變壓器電能轉(zhuǎn)換效率，降低運(yùn)行能耗的重要措施。在電氣節(jié)能設(shè)計時，應(yīng)根據(jù)實(shí)際負(fù)荷需求，按照略高于變壓器最佳負(fù)荷率來確定變壓器容量，通常應(yīng)設(shè)置負(fù)荷率在70%左右較為經(jīng)濟(jì)合理。另外，配電變壓器選型時，應(yīng)優(yōu)選空載、負(fù)載損耗相對較小的節(jié)能性配電變壓器。配電變壓器選型時，應(yīng)優(yōu)選空載、負(fù)載損耗相對較小的節(jié)能型配電變壓器。例如對容量為315kVA的配電變壓器而言，S13系列與S7系列配電變壓器相比，其負(fù)責(zé)損耗由4795W有效降低到3650W；其空載損耗由766W有效降低到340W，也就是節(jié)能型配電變壓器其節(jié)能降耗效果十分明顯。
②合理選擇無功補(bǔ)償策略。在對建筑供配電系統(tǒng)設(shè)計時，對配電系統(tǒng)選擇合理無功補(bǔ)償策略，可以有效提高配電系統(tǒng)功率因數(shù)，降低系統(tǒng)線損，達(dá)到節(jié)能降耗的目的。高層建筑供電系統(tǒng)中單相負(fù)荷主要包括照明、家用電器、辦公設(shè)備、以及計算機(jī)等設(shè)備；而三相負(fù)荷主要包括：電梯、水泵、風(fēng)機(jī)、集中空調(diào)等設(shè)備。因此，建筑供配電系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計過程中，要根據(jù)建筑三相用電實(shí)際情況，并從技術(shù)經(jīng)濟(jì)等方面進(jìn)行綜合考慮，合理設(shè)計“單相分補(bǔ)”或“單相、三相相互結(jié)合共補(bǔ)”無功補(bǔ)償方式。目前，“單相、三相相互結(jié)合共補(bǔ)”與諧波治理一體化無功補(bǔ)償裝置，在建筑行業(yè)中應(yīng)用節(jié)能效果和經(jīng)濟(jì)效益較為優(yōu)越，是節(jié)能設(shè)計中廣泛推廣使用的一種無功補(bǔ)償模式。
�、酆侠泶_定變配電間位置。建筑供配電系統(tǒng)中變配電間的位置，應(yīng)考慮盡量布設(shè)在靠近負(fù)荷中心位置，且便于設(shè)備運(yùn)輸，盡量避免多塵、高溫、有劇烈震動、有爆炸和火災(zāi)危險、以及環(huán)境潮濕等不利場所。
�、芎侠磉x擇電纜經(jīng)濟(jì)截面。在電纜型號選擇時，應(yīng)優(yōu)選電阻率較小的銅芯線；應(yīng)合理布設(shè)電纜走向，節(jié)省導(dǎo)線敷設(shè)長度。對于長期處于載流工況的電纜截面應(yīng)適當(dāng)放大一級，以便于與保護(hù)裝置配合和為建筑后期設(shè)備技術(shù)更新升級提高便捷有利整改條件。
2.2建筑照明系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計
對于熒光燈、高強(qiáng)度氣體放電燈等燈具選擇時，其燈具效率應(yīng)嚴(yán)格滿足GB50034-2004《建筑照明設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》中第3.3.2條中的技術(shù)要求，嚴(yán)格控制照明設(shè)計節(jié)能降耗等技術(shù)指標(biāo)。智能化照明控制系統(tǒng)的采用是高層建筑照明工程節(jié)能控制的重要技術(shù)措施，將智能調(diào)控技術(shù)與照明功能模式有機(jī)結(jié)合，不僅可以大幅度提高照明質(zhì)量，提高照明系統(tǒng)人性化服務(wù)水平；同時還可以根據(jù)內(nèi)部智能分析，制定高效經(jīng)濟(jì)的調(diào)控策略，使照明調(diào)控更加精細(xì)準(zhǔn)確，有效提高照明系統(tǒng)能源轉(zhuǎn)換效率，達(dá)到節(jié)能降耗目的。
2.3電機(jī)拖動系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計
電機(jī)耗電大約占整個建筑耗電的90%以上，而且大多數(shù)電機(jī)其電能利用效率較低，存在很大的節(jié)能降耗潛力。對于200kW以下從經(jīng)濟(jì)角度應(yīng)優(yōu)選低壓電機(jī)，對于355KW以上只有高壓電機(jī)。而對于200~355kW范圍電機(jī)，應(yīng)從技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、運(yùn)行能耗等多個角度進(jìn)行綜合評估，以選取合適的電機(jī)功率。另外，隨著電力電子元器件價格不斷降低，以及變頻調(diào)速控制技術(shù)日趨完善，應(yīng)結(jié)合建筑電機(jī)拖動系統(tǒng)的實(shí)際情況，采用變頻調(diào)速、軟啟動等先進(jìn)控制措施對電機(jī)拖動系統(tǒng)進(jìn)行節(jié)能降耗技術(shù)升級改造，以達(dá)到節(jié)能降耗的目的。
3、加強(qiáng)高層建筑供配電可靠性的具體措施
3.1不同負(fù)荷等級的電源保障。一級負(fù)荷一般要有兩個獨(dú)立電源供電，二級負(fù)荷要有兩個回路或一個專用回路供電。為了確保一級負(fù)荷的不間斷供電需求，有條件時應(yīng)配備應(yīng)急啟動的柴油發(fā)電機(jī)組。對于消防中心、計算機(jī)中心和事故照明等特殊的設(shè)備為確保其供電，要設(shè)EPS或UPS等不間斷電源供電系統(tǒng)。
3.2選擇合理的設(shè)備和導(dǎo)線。為了確保高層建筑供配電系統(tǒng)的安全可靠穩(wěn)定運(yùn)行，設(shè)備和導(dǎo)線的選擇也很重要。例如高壓斷路器宜選用真空斷路器，低壓短路器要選擇帶漏電保護(hù)的斷路器、電力變壓器要選擇節(jié)能阻燃的干式變壓器等。
3.3采取安全的接地方式。采取安全的接地方式是提高高層建筑供配電可靠性的重要手段，現(xiàn)在高層建筑電氣設(shè)備的保護(hù)接地，工作接地都合在了一起，成為一個混合接地系統(tǒng)。接地電阻應(yīng)滿足小于4歐姆的國家標(biāo)準(zhǔn)，在高層建筑基礎(chǔ)鋼筋等自然接地板滿足接地電阻的前提下，在裝設(shè)水平的人工接地體，把主要的高層建筑物基礎(chǔ)連成一個接地網(wǎng)，這對提高供配電系統(tǒng)的可靠性和均衡點(diǎn)位都有很大的好處。
4、結(jié)束語
總之，采取合理的電氣節(jié)能技術(shù)措施對建筑供配電系統(tǒng)設(shè)計進(jìn)行優(yōu)化，可以取得有效節(jié)能降耗效果，不僅能給建筑供配電系統(tǒng)系統(tǒng)帶來巨大經(jīng)濟(jì)效益，同時還可以實(shí)現(xiàn)有效資源的高效利用，最大限度地減少電氣系統(tǒng)運(yùn)行過程中對環(huán)境的影響，為建筑行業(yè)實(shí)現(xiàn)生態(tài)、綠色環(huán)保、低成本可持續(xù)建筑發(fā)展，提供重要的節(jié)能減排技術(shù)支撐。
參考文獻(xiàn)：
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