关于高层建筑电气设计的探讨

随着中国城市化进程的加快,高层建筑越来越多的进入我们的生活,高层建筑的设计也越来越多,高层建筑电气设计的内容非常多,包括:负荷计算、电源选择、高低压配电系统、照明系统、弱电系统。其中配电系统为设计中的主要内容，对于配电系统的可靠性及接地一直是大家探讨的热门话题，笔者多年从事电气设计，现将一些观点与大家分享。
一.配电系统的选定
(1)高层建筑的负荷分级
一级负荷：消防用电设备，应急照明，消防电梯
二级负荷：客用电梯，供水系统，公用照明
三级负荷：居民用电等其它
(2)配电系统
因为高层建筑存在着一级或二级负荷，因此高层建筑配电系统的供电电源应有两个独立的回路供电或采用一条回路电源和备用电源(发电机)供电。
a、高压配电系统：现代高层建筑均是采用两路独立的10kV电源同时供电。一般高压采用单母线分段，自动切换，互为备用。母线分段数目，与电源进线回路数相适应。只有当供电电源为一主一备时，才考虑采用单母线不分段的结线。电源进线几乎全部采用电缆进线。
B、为减少变压器台数，单台变压器的容量选择一般都大于1000kVA 。为限制低压侧的短路电流，正常时变压器解列运行，中间设联络开关。照明和动力分开设变压器，当动力用电容量太小时，动力变压器可不分开装设，而在低压侧应对动力负荷分类计费。
C、高压系统及低压干线的配电方式基本上都采用放射式系统。楼层配电则为混合式系统。配电设备中的主要部分是干线。现代高层建筑的竖井多采用插接式母线槽。水平干线因走线困难，多采用全塑电缆与竖井母干线联接。每层楼竖井设层问配电小问。层间配电箱经插接自动空气开关从竖井母干线取得电源。当层数较多负荷数较大时，一般按层数分区供电，或将变压器分散设在地下层、中间层或最顶层。
D、低压配电系统各级开关均采用自动空气开关(断路器)，设置瞬时、短延时、长延时三级过流保护装置。各级自动空气开关的保护整定，应注意选择性配合，防止越级跳闸。
E、配电电压采用220/380V 。配电系统根据负荷大小用单相(共三线：L线， N线， PE线)220V配电或三相(五线：即L1 L2 L3线， N线， PE线)配电。高层住宅的垂直干线宜采用电力电缆，分支电缆或母线槽配电、干线应在电气竖井内敷设，而电缆截面应按发热条件选(即：使其允许载流量不小于通过相线的计算电流)，再校验电压损和机械度。
高层住宅中只有一级和二级负荷才用双电源供电，设计系统时应注意。
每个住宅单元应设宅配电总箱、楼层电表箱和住户配电箱，楼层电表箱与住户配电箱应分开设置。公用走廊、楼梯间照明负荷应单独设公用电表计量。住宅电能计量系统应采用总线式集中抄表或自动抄表系统，以便物业管理。
住户配电箱应设照明回路和一般电源插座回路、厨房插座回路、卫生间插座回路、空调插座回路。除照明回路导线截面选择外，其余回路导线截面选择参照前面所述的电缆截面选择。
照明回路对电压要求较高。按GB50034-92规定，灯的端电压一般不应高于其额定电压的105%，也不宜低于其额定电压的95% 。因此照明回路导线截面选择应按下式：
A=∑M+∑αM′　/CΔUal%
∑M——为计算线段及其后面各段(指具有与计算线段相同导线根数的线段)的功率矩(M=PL)之和
∑αM′——为由计算线段供电而导线根数与计算线段不同的所有分支线的功率矩(M′=PL)之和，这些功率矩应分别乘以对应的功率矩换算系数后再相加