大型高层居民建筑的供配电电气设计

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【摘 要】大型高层居民建筑供配电电气设计是近几年来，经常遇到的问题，但其用电性质的特殊性，与普通小区，工厂用电在供电安全，设计理念上有根本上的区别，有必要单独提出来进行分析和探讨。

【关键词】高层；居民；供配电；设计

引言

大型高层居民建筑电气设计包括供配电系统，公用动力，公共照明，消防系统，电力监控系统，防雷及接地系统，安保系统等。

大型居民建筑多指楼层达18层以上，涉及人群较多，消防安保一级负荷集中等特点，从供配电设计，计量设计，终端通讯等几个方面进行分析说明。

对低层居民建筑和大型城市综合体来说，在《供配电设计》等有关设计标准中均能找到设计依据和相关技术标准，但大型高层居民建筑既区别于工厂配电，也区别于居民小区用电。

综上所述，对大型居民建筑单独作为一类电气设计提出来研究，是很有必要单独考虑设计方案。

在本次讨论的题目中，对《供配电设计》等有关标准不在赘述。

1 供电系统设计

1.1 负荷等级

大型居民建筑中，消防用排烟风机，应急照明，安保与消防监控中心，消防水泵，均为一级负荷。因此，配电设计应保证达到高压双电源，并能在末端切换的要求。

按照现行的《重要电力用户供电电源及自备应急电源配置技术规范》分类，居民用户为三类负荷，但大型居民建筑人员密集，停电后对正常生活产生较大影响，在供电方式的选择上，应该考虑按二级负荷来配置电源，但根据投资和负荷的重要情况，适当降低设计标准，尽量不考虑公网变电站专线供电的方式，应考虑从公网选择双电源供电，保证其安全可靠性。

1.2 容量计算

容量根据《低压供电设施制作安装规范》住户基本容量配置。计算容量除了考虑其他动力、物业等用电外，还应考虑当地气候条件，对采暖和制冷的集中用电的实际需求，以及干式变压器过载能力的考虑，应考虑增加一定百分比的用电容量余度。

1.3 供电一次系统设计

1.3.1 运行方式及配电设计

配电室电气一次设计中，应按两个独立电源进线设计，采用单母分段，两台变压器设计，设母联开关及母线PT装置，装设备自投装置，可自投自复。

与居民建筑非独立异地建设的地下配电室或楼层配电室，应采用干式变压器设计，配电室门窗防火等级按Ⅱ级设计。

1.3.2 保安电源设计

保安电源与公网电源之间有电气和机械联锁设计，不得并网运行，能满足消防及应急照明一级负荷的末端切换，并保证在非事故情况下，给部分重要负荷供电的可能，如底层大型商场电梯，照明或导向指示照明系统等。

根据其负荷分类，可参照二类负荷标准，但因属于居民建筑，考虑维护运营成本，不必设计大型的UPS电源或者成套的直流屏柜设计，也不必设计自备发电机设计，但可以考虑对消防系统的楼外泵房等负荷，除了本供电系统的双电源外，在条件允许情况下还可以增加外部公网低压电源作为另外一路备用电源设计，提高一级负荷的供电可靠性。

1.4供电二次系统设计

根据电气一次设计，保护装置应按终端配电室设计，进线柜设微机线路保护装置，受电柜设变压器保护装置，母联保护装置，独立配电室的油变，应含非电气量温度瓦斯保护功能，备自投等功能。

双电源之间，应设计可靠的电气闭锁装置。低压装置中应设电容自动投切装置。

2 低压配电系统设计

在土建设计中，应有配电通道设计，每层设配电间，配电间最小门宽不低于0.8米，门高不低于2.1米，配电间面积不小于2.5平方米，与热、水、通信等管道不在同一通道通过，配电间应有移动通讯信号。

低压配电系统应按TN-S系统设计；低压总断路器不应采用欠压脱扣装置。不同楼宇不同单元的配电，应从配电室低压柜引出的电缆分支箱二次分配电能，楼宇和单元间设电缆观察井，便于维护和检修。

在低层居民建筑中，一般都采用三相四线电缆配电，计量箱内分层分相配电，因户数少，负荷小，配电设计简单，大型高层居民建筑配电方式因同一单元内负荷集中，配电距离长等因素并存。

高层居民建筑内各单元负荷分配，单层间的负荷较为集中，用电容量大的特点，一般考虑不同楼层段分段供电，即在几个楼层间共用一个母线桥，用多个相对独立的封闭式母线桥将整个建筑分为多段，从低压配电室每个馈路电缆向不同的封闭式母线桥进行供电，每层再通过电缆向计量箱引入三相电源及零线和PE线。

零线和PE线采用与多段母线桥贯通的整根铜排设计，零线和PE线应该按两点接地设计。

3 接地与防雷

大型高层居民建筑，属于人口密集建筑，高压电缆T接点及进线柜均设避雷器，高低压进户线绝缘子铁脚、母线桥外壳均应可靠接地。因贯通的PE线距离较长，等电位联接要以总等电位联接为主，辅助等电位联接和局部等电位联接为辅的方式。

高层建筑的楼顶设计有避雷针和避雷带，雷击以后接地线引出电流向大地泄流，同时在接地线上会留有泄流残压，将对供配电系统的接地、零线甚至相线形成反击电压，目前在居民建筑中没有设计室内低压避雷器和浪涌保护等避雷措施，造成电气设备损坏。这是低层建筑和大型高层居民建筑设计中不同的地方，应引起民用建筑设计人员的足够重视。

与混砖结构的低层居民建筑不同，高层建筑防雷接地和电气接地必须做到两者分离，两个接地装置接地点距离3米以上，接地电阻单独校验计算，在设计过程中应加以区别。

4 用电计量设计

应根据供电部门要求集中装表，分别安装负荷控制终端，集中器，通讯采用GPRS无线移动通讯系统。高层建筑混凝土建筑结构对通讯信号有屏蔽作用，配电室应设计引入GPRS无线移动通讯信号。

参考文献：

[1]杜秀兰.等电位联结与接地故障保护[J].低压电器，2009（8）.

[2]陈家斌.接地技术与接地装置[M].中国电力出版社，2003.

作者简介：

黄学恩（1975年8月-）男，甘肃武威人，大专学历，经济师，客户服务中心报装班报装工，负责800千伏安及以上客户用电报装业务，常年研究企业服务文化建设。

雷彩红（1980年12月-），女，甘肃临洮人，大专学历，助理工程师，大客户服务部审核班电费审核员。