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摘要：在現代化的高層建筑當中，各項電氣設備是確保建筑功能發揮的關鍵所在。高層建筑所使用的供電系統一般以低壓供配電系統為主，其既能夠滿足高層建筑對于電力資源的基本需求，又能確保用電過程的安全性。但是，低壓供配電系統依然存在一定的短板和弊端，尤其是在經過長期使用之后往往會出現供電不穩、電壓失常的等問題，從而影響到高層建筑用戶的生活體驗。為達到改善低壓供配電系統的目的，就必須從電氣設計的角度出發，強化對于其可靠性的研究。
關鍵詞：低壓供配電系統；高層建筑；電氣設計；可靠性
0引言
高層建筑的出現及相關施工技術的成熟為我國城市化進程帶來了一定的促進作業。高層建筑意味著可以在有限的城市土地資源中創造更多的生存空間，這顯然能夠有效解決各大城市土地資源不足的現狀。隨著高層建筑的數量越來越多、規模越來越大，其建設質量逐漸成為了社會各界廣泛關注的較低。電氣設計是高層建筑的基礎組成部分之一，加強對于低壓供配電系統的可靠性研究，對于提高高層建筑電氣設計實用性無疑有著一定的現實意義。
1設計原則探究
1.1安全性原則
電力資源的使用給人民群眾生活所帶來的便捷性是無法估計的，但電力資源的特殊性質決定了其難免會存在一定的風險性。尤其是對于高層建筑而言，高密度的人口分布意味著一旦出現用電安全事故所造成的影響也相對較大，因而電氣設計的基本原則即為安全性原則。長期以來，供電線路的設計及調整是高層建筑電氣設計的一個重點和難點，且布線控制需要基于建筑物自身的機構特征進行設計，且需要充分考慮到用戶及各類建筑電氣設備的用電需求。一般情況下，以高層建筑為主的小區所采取的低壓配電方式為樹干式配電法，而如何正確把控各個供電干線的安全確定值也是設計人員所需要面臨的主要問題。若能夠有效解決這些設計難點，則可以全面提高低壓供配電系統的安全性。
1.2可靠性原則
眾所周知，配電系統在運行過程中會因為供電速度及持續時間的增加而導致其可靠性下降。且高層建筑中往往會設置多個一級負荷電路，如消防系統所使用的電路即為一級負荷電路。一級負荷電路所連接的電氣設備及系統是建筑功能實現及安全性的基本保障，一級負荷電路需要時刻保值穩定的運行狀態，否則將會對建筑居民造成嚴重的負面影響。一般而言，使用以及負荷電路的電氣設備及系統會設置應急電源，應急電源會直接與建筑物內置的柴油發動機進行連接。這樣一來，即便是在供電線路出現故障問題，一級負荷電路無法正常供電的情況下，特殊的電氣設備及系統也可以保持基本的運行狀態。需要注意的是，為確保此類電氣設備及系統的運行可靠性，其所使用的應急電源不得與一般的電器相連接，以免在發生緊急事件時導致無法正常使用。
1.3優化原則
高層建筑電氣設計方案確定之后不能直接進行使用，而是依據某些特定的指標對設計方案進行優化、如節能優化是常見的優化原則之一，設計人員可以根據設計方案的基本內容，對某些特定部位的材料進行更換，將能耗較高的線路、設備等替換為低能耗、技能型的產品。需要注意的是，在優化過程中要確保整個配電系統能夠預留一定的備用電量，以緩解特殊時期或用電高峰期的供電不足問題。
2低壓供配電系統的配電方式
2.1樹干式
樹干式配電方式指的是在整個小區或某一特定的區域內所使用的供電線路為單一的主干線，而每棟建筑均會設置電線與配電箱實現與供電主干線的連接。這種配電方式較為常見，且施工的技術要求較低，成本較低，后期維護也相對較為容易。但是，樹干式配電模式所存在的缺陷也十分明顯，當其分支線路出現故障時，往往會導致單一建筑出現供電中斷的情況。若主干點故障時，則會造成整個小區的大面積停電。正因如此，樹干式配電模式的供電可靠性相對較低，其主要在民用建筑中進行使用。
2.2放射式
放射式配電方法指的是總配電箱配電，電力通過總配電箱分別被分配至各個建筑獨立的分配電箱當中。在這種供電模式當中，每一個配電箱均處于獨立的狀態，即單一配電箱的故障并不會造成大面積停電現象的出現，其可靠性要優于樹干式配電方法。但是，這種配電方式卻面臨著靈活性不足、建設難度大、施工周期長、施工成本高的特征，因而其并不適用于一般的民用建筑，而適用于一些電氣設備容量較大的商業化建筑當中。
3可靠性分析
3.1供電線路
電力負荷的大小對于供電質量的影響不容忽視，而供電線路的可靠性則是決定電力負荷的關鍵所在。在開展電氣設計時，設計人員應當明確高層建筑所擁有的各項基本功能及各類電氣設備的運行特征。同時，設計人員還需要預判施工階段可能出現的問題及技術難點，實現對于布線環節的優化設計，確保布線的合理性，并盡量減少客觀因素對供電線路所造成的負面影響。需要注意的是，供電線路的布置應當設置在干燥、獨立的環境當中，要盡量遠離存在腐蝕性特征的物質。此外，高層建筑中的特殊電氣設備需要使用特定的供電線路，且不得與一般的供電線路進行連接，如消防系統、電梯設備等。
3.2主線設備
主線設備或系統對于整個低壓供配電系統的運行可靠性起到了決定性的影響。在實際當中，主線設備需要持續運行的時間相對較長，且難免會存在不同程度、不同形式的故障問題。為減少主線設備的故障率，電氣設計人員可以采取集成式設計的思路，從而達到優化主線設備的目的。此外，調整電壓電源也能夠起到優化的效果。
3.3供配電設備
供配電設備是電力供應、配給的直接參與者。為保證供配電設備的質量及運行可靠性，設計人員應當在經濟允許的情況下，優先選擇高性能、高質量的供配電設備，或者為供配電設備提供諸多的輔助保護裝置。例如：智能化電壓器繼電保護裝置的使用可以實現對于電壓器的自動化控制，其能夠根據不同時間段的供配電需求調整電壓器的運行參數，從而起到提高電壓器穩定性、延長使用壽命的效果。此外，供配電設備的規格及參數選擇需要充分考慮到低壓供配電系統的實際使用需求，確保二者能夠有效吻合。
3.4設置接地保護
接地保護系統的應用可以確保當建筑電氣系統出現故障或不良反應時及時中斷故障區域的電力供應，從而降低電氣故障所造成的負面影響。接電保護系統的設置需要避免影響到低壓供配電系統的正常運行，以免起到負面的效果。從保護的先后順序來看，變壓器系統是保護的重點對象，且尤其需要側重于對易漏電部位的保護和控制。
4結語
綜合來看，隨著高層建筑的功能不斷完善，其所需的電氣設備數量勢必會呈現出增長的趨勢。因此，在開展電氣設計的過程中要始終將低壓配電系統的可靠性設計視為重點，保證建筑供電的穩定性。
參考文獻
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作者:任育 單位:山西省建筑設計研究院有限公司
