高层建筑配电负荷分配探讨

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摘要：高层建筑电气负荷计算及分配是关系到高层建筑变配电系统的设备选型、变配电系统的主接线方案、变配电系统的投资及运行成本，在技术方面及经济方面都具有十分重要的意义。

关键词：负荷计算；高层建筑

Abstract：The high-rise building electrical load calculation and distribution is related to the change of the high-rise building distribution system equipment type selection, variable distribution system Lord wiring schemes, and become the distribution system of investment and operation cost, in terms of technology and economy is of significance.

Keywords: load calculation; High-rise building

中图分类号：TU97文献标识码：A 文章编号：

1． 引言

现代高层建筑一般以商住用途为主，其用电负荷主要组成为商业负荷、住宅负荷、公共负荷。不同性质的负荷在用电量和电能质量上也存在差别，如公共负荷中的应急照明、消防设备、人防设备、电梯设备等均为一、二级用电负荷，在采用变压器供电同时，并设置发电机组作为事故应急备用电源保证其供电的可靠性。因此在高层建筑电气负荷计算及分配过程中应充分考虑其建筑特点，才能满足现代高层建筑的各项需求。本文针对高层建筑电气负荷计算及分配问题进行分析与阐述，供大家借鉴、参考。

2． 高层建筑负荷计算

负荷计算在变配电系统中主要起到指导作用，它是确定设备选型和主接线方式的基本依据，其计算的准确程度关系到投资及运行成本的高低。对于不同规模，级别和用途的高层建筑，其负荷计算也有很大差异。现根据各种高层建筑用电负荷的运行特点分析与阐述其负荷计算及负荷分配。

2.1住宅负荷

随着社会的进步和人们生活水平的提高，人们对用电量的要求越来越高。每户家庭对家用电器的要求，已由满足基本需要型向电气化，信息化，舒适化转变，各种各样大功率电器逐渐走进每个家庭。如：大屏幕彩电、微波炉、消毒柜、电热水器、空调等。同时每户家庭配置的家用电器各有不同，因此计算每户住宅负荷时比较适合采用各类用电负荷尚不够具体的指标法。目前电气设计中一般按每户住宅面积确定用电负荷，如表1所示为小康之家的用电指标。

表1住宅面积及其用电负荷

住宅面积/m2 ≤50 50~100 100~140 ≥140

用电负荷/kw 4 6 8 12~20

在确定每户住宅用负荷后，每单元的负荷计算可将该单元内各户的计算负荷之和乘以需要系数K求得。K的采值为：25～75户取0.4，76~100户取0.35，101~200户取0.3。当然住宅用电负荷也可以用其他的办法来确定，如用负荷密度来确定住宅用电负荷或考虑住宅的类别和用电指标来确定住宅的用电负荷等。

2.2商业负荷

现代高层建筑的商业负荷可分为用户式的办公型用电和商场式的大区域型用电两种。用户式的办公型用电负荷主要是指办公室的照明、空调等用电负荷，具有季节性波动性，负荷密度大，用电增长平稳的特点。虽然商业负荷在电力负荷中所占比重不及工业负荷和民用负荷，但商业负荷中的照明类负荷占用电力系统高峰时段。计算负荷时先以80W／m2考虑，计算出每户办公室的用电负荷，再以各户的计算负荷之和乘以需要系数K求得办公型用电负荷。由于人们的办公时基本一致，办公内的照明、电脑、空调基本全开，因此K的采值均为0.7以上。

商场式的大区域型用电是指商场的普通照明、中央空调、消防动力等用电负荷，其用电特点除了用户式的办公型用电负荷特点外还具有用电覆盖面积大，随节假日变化等特点。计算负荷时基本上采用负荷密度法，即采用单位面积的用电负荷容量计算得到总的商场用电负荷，单位面积负荷密度的取值会因为商场的经营特点及所处的地区而有所不同，一般情况商场的单位面积用电负荷容量以100W／m2考虑。在确定总的商场用电负荷后应乘以需要系数K求得实际的商场用电负荷。

2.3公共负荷

在高层建筑的负荷计算中，公共负荷的用电设备基本上可确的，其负荷大致分成照明负荷和动力负荷两大类，其中动力负荷可以分为水泵负荷、风机负荷、电梯负荷等。计算公共负荷时即根据不同用电设备组的负载特性采用不同的负荷计算数。如公共照明负荷计算，一般情况采用单位面积用电负荷容量计算。计算公共动力负荷时由于不同用电设备使用时间的差异和其它因素可采用不同的需要系数。

3． 主结线分析

3.1高低压主结线方式选择原则

高层建筑的用电负荷是综合型负荷，其包含所有等级用电负荷，如消防电梯、应急照明、消防水泵、排烟风机等一级负荷，客梯、生活泵、潜污泵等二级负荷及一、二级负荷以外的三级负荷。对于高层建筑高低压主结线方式的选择原则，应在当满足一、二、三级负荷运行要求的前提下，尽量节省投资成本及提高电能的质量。

由于我国商业用电与住宅用电的计费标准不同，在选择变压器时应当设置专用商业用电变压器，选择住宅用电变压器应时以考虑供电可靠性为主，一般采用两台或多台变压器分列运行，同时在各台变压器低压侧母线上设置的联络开关，使两台变压器能自动切换，互为备用。对于一级负荷应采用一路市政电源加应急发电机组，组成双回路供电，并设置带有自动投入及自复位功能的双回路电源切换柜，确保在市电停电后15秒钟内应急发电机组能自动投入，保证事故照明、电脑设备、消防设备、电梯等设备的事故用电。

现代高层建筑的公共用电负荷多数集中在地下室或底层，除此以外顶层、中间层也是电力负荷相对集中的地方，可能布置有设备层。顶层有防排烟风机、电梯、通风机等，层数较多时中间层可能还会有加压水泵、电梯等。当顶层、中间层或设备层的用电负荷大到一定数量时，就应该将配电变压器设置在顶层、中间层或设备层。将配电变压器深入负荷中心，降低电能损耗和有色金属消耗，这是配电系统设计的一条重要原则。对于楼层较低规模较的民用建筑，多数集中一处设置变电所是合理的。而对于一些大型建筑群、小区建筑以及大型体育场（馆）等单体建筑面积大或场地大的建筑，应适当分散设置配电变压器。

3.2确定主结线方案实践

对于建筑中的舒适型负荷中的冷冻站负荷约占全大楼负荷的40 %，运行时间5个月左右。因此在确定主结线方案时保障型负荷和冷冻站负荷宜由单独的变压器供电，在冷冻站停止工作时将变压器切除，以节省变压器的铁耗。在过渡季节有时需要少量的冷负荷，在保障型负荷变压器容量允许的情况下，也可由保障型负荷变压器供电，因为高层建筑变配电所一般在户内，可充分利用干式变压器在强迫通风情况下，其容量可以提高10 %，短时间提高50 %这一特点.因此在保障型负荷变压器的低压侧与舒适型负荷变压器低压侧间用母线联络开关将其联络.此时可将舒适型负荷变压器作为保障型负荷的备用变压器。

对于建筑中的保障型负荷在每天的早上9点到晚上10点这段期间负荷较大，较均匀.晚上11点到早上8点这段期间负荷较轻，只有早9点到晚10点的一半左右.若变压器在早上9点到晚上10点运行在70%的经济运行状态下，那么晚上11点到早上8点就运行在轻载非经济运行状态。由此看来，在确定主结线方案时，无论是单电源还是双电源，保障型负荷宜由两台变压器各负担一半，其容量按经济运行选择.在高峰负荷期由两台变压器供电，在低峰负荷期宜切除一台变压器，由一台变压器供电，以节省运行费用.大型冷冻站负荷也有类似的情况，也宜由两台变压器供电。

对于建筑中的保障型和舒适型负荷应用单独的变压器供电，在条件允许的情况下应根据计算负荷和负荷曲线进行变压器台数适当组合，以减少变压器轻载运行时间，降低运行费用和节约电能，将各台变压器低压侧进行适当联络，以提高运行的灵活性、可靠性和经济性。

4． 结语

高层建筑电气负荷计算及分配直接关系到建筑变配电系统的设备选型、变配电系统的主接线方案、变配电系统的投资及运行成本，在技术方面及经济方面都具有十分重要的意义。文章针对高层建筑电气负荷计算及分配问题进行分析，通过工程实践表明，在高层建筑电气负荷计算及分配过程中应充分考虑其建筑特点，以才能满足现代高层建筑的各项需求。

参考文献：

[1] 林涛，张景祯．配电网中有功负荷分配方法[J]．山西建筑，2007，28（10）：118~119．

[2] 杜海星．高层建筑配电系统设计[J]．价值工程，2011，27（01）：31~33．

[3] 陈水龙．建筑计算负荷及其配电系统配置浅析[J]．农村电气，2011，31（07）：57~58．

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