【摘要】城市高層建筑的增多，讓高層建筑的電氣設計成為了一個人們不得不面對的技術課題。高層建筑的結構復雜、用電需求不均勻、能耗不易控制等都成為了高層建筑電氣設計的難題。因此應當在充分了解高層用電特征的同時，盡量合理的設計主要系統(tǒng)，并合理選擇基礎設備，這樣才能打造一個高效率、低能耗的高層建筑供電網絡。
【關鍵詞】建筑供電；設備選��；電氣設計；節(jié)能措施
一、高層建筑電氣系統(tǒng)設計
1．供電系統(tǒng)電源的選擇。在高層建筑電氣設計中，電力供應基礎就是電源，因此電氣設計的首要內容就是電源的選取。高層建筑的供電系統(tǒng)，均與市政電源條件有關，高層建筑應有兩路高壓電源，國內的高層建筑所采用的電壓都是10KV標準，并且兩路高壓電源需獨立運行，采用兩路同時供電互為備用的方式，并要求其中一個電源發(fā)生故障另一個電源不致同時受到損壞。另外依據高層建筑的定位及供電方案的要求，有時需要配備發(fā)電機組作為備用電源，保證高層建筑中特別重要的一級負荷、一級負荷、消防負荷等的設備用電。
2．建筑的電力負荷估算。電氣設計的下一步就是確定整個建筑的用電負荷容量，高層建筑電氣設計也不例外。在這里對電力負荷的估算是否準確將關系到整個系統(tǒng)的設備、安全和經濟性，因此高層建筑的電氣設計離不開負荷計算，普遍采用的方法是負荷密度和需要系數這兩種計算方法。
3．高壓變配電系統(tǒng)。高壓變電配電系統(tǒng)是設計中的重點環(huán)節(jié)，因為建筑中的電氣設備用電大部分為低壓設備（220V-380V），所以需要將高壓電（10KV）經過變壓器進行電壓轉換才能正常使用。這些任務就由建筑中的高壓變配電系統(tǒng)來完成。
�。�1）高壓配電系統(tǒng)的實現。高壓配電系統(tǒng)：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。
�。�2）電路的計費方式。電路的計費方式普遍采用的是依據當地供電部門的要求進行設置，但是在低壓側仍需要安裝電表進行計費，以便將動力和照明系統(tǒng)分開進行計費。這主要是為了適應供電部門的計費差異，有的地方將空調設備也劃入到照明用電計價中。因此在電氣設計中應安裝總電表和動力電表合理的管理電能，了解電能的使用情況。
�。�3）變壓器的選擇。針對變壓器的選擇，應當按照前面的估算的負荷來進行選用，包括容量和臺數的確定。這里應注意對變壓器經濟運行和節(jié)能需求進行著重的考慮，盡量讓變壓器能在經濟運行的條件下工作，以達到節(jié)能的目的。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。
4．配電系統(tǒng)的線路設計。在建筑的電氣設計中還應對整個電路的分布和敷設形式進行設計。原則上，高壓和低壓干線的配電都是以放射式來進行設計，樓層配電則以樹干式或放射式進行配電。配電設備中的主要部分就是“干線”，對高層建筑來說，配電豎井一般優(yōu)先采用插接式的母線槽，布線方便。而水平的干線鋪設較為困難，多采用的是全塑電纜和豎井中的母線相連。每個樓層都需要配置小型的配電間，以保證配電和用電安全。層間的配電箱進過空氣開關從母線上取電，并經過預埋線路管進入到室內。這時如果建筑的層數較多應合理設計實現分區(qū)供電，或者將變壓器進行分散設置。
5．其他配電系統(tǒng)設計
�。�1）低壓配電系統(tǒng)的控制。在低壓配電系統(tǒng)中應當注意對斷路器的應用和設計，這主要是對分路系統(tǒng)進行必要的安全保護，防止一些人為或者意外事故造成大面積的停電或者短路事故，而且在設計中應當合理分級，合理選擇斷路器的過流標準，防止隨意配置造成隱患。
�。�2）電梯系統(tǒng)的設計。在對電梯的供電系統(tǒng)設計中，電梯的配電應當采用兩路專用電纜，且兩路電纜應引自不同變壓器的低壓柜饋線回路，并在電梯機房末端配備自動切換裝置。
二、高層建筑電氣設計中的關鍵設備選取
1．高壓開關柜的選用。目前的現代化高層建筑的配電室一般都在地下。應根據高層建筑的地下室的標準選用適合建筑負荷的真空高壓開關柜，以保證整個供電系統(tǒng)的安全。
2．變壓器的選擇。變壓器在選擇中除了根據負荷需求進行選用外，還需要考慮防火要求，在主樓內不允許裝設大容量的油浸電力變壓器。
3．低壓配電屏和發(fā)電機組配電屏一般的形式都是采用抽屜式的結構，大容量的出線則采用車式結構。在發(fā)電機組的選擇中應當采用較為先進的燃氣輪機發(fā)電機組，其優(yōu)勢為體積小、反應快、故障率低，采用這一類型的幾組可以延長機組壽命、提高備用供電的能力。
4．對變電所的位置設計。高層建筑的用電特點就是需求的電量較大，在確定變電所的位置時應當考慮負荷的中心位置，盡量使之靠近負荷中心，這主要是為了降低大負荷供電而造成的線損，也提高了供電的質量。
5．照明電器設備的選擇。照明系統(tǒng)是高層建筑的重要基礎設備，在設計和選取的過程中應注意對光源、照度、美觀、位置等的合理配合，并且盡量采用可以實現智能控制的燈具，以便節(jié)能。
6．系統(tǒng)的防雷和接地系統(tǒng)。電氣系統(tǒng)的防雷和接地是十分重要的保障措施，處理采用避雷針和避雷帶等傳統(tǒng)措施外，還可采用消雷器、放射性避雷針，這兩項技術在實際的應用中得到了推廣，也取得了較好的效果。目前的設計方向是將防雷、接地、電氣設備接地保護、工作性接地等系統(tǒng)有機的結合起來，形成一個接地系統(tǒng)。接地電阻應當按照要求設計，保障在1Ω以下。可以采用建筑物本身的鋼筋混凝土基礎作為接地極，但同時也要額外的敷設接地扁鋼，負責將小區(qū)內其他臨近的建筑物基礎連接形成一個接地網絡，提高安全性能。
7．消防系統(tǒng)的構建。目前的高層建筑都需要配備火災自動報警和自動滅火系統(tǒng)，具體包括：火災探測器、分區(qū)消防報警控制器、消防中心和氣體自動噴射滅火及自動灑水滅火系統(tǒng)等，以此形成自動報警、滅火的自動化。在電氣設計中應當保證必要的專用線路來維持這些系統(tǒng)的日常伺服性能，使其在火災中能夠發(fā)揮作用。探測器探測到火災信號后轉換成電信號，進入分區(qū)報警器和消防中心，發(fā)出聲光報警信號。消防中心負責整座大樓火災的監(jiān)控和消防指揮。
