高層住宅低壓供配電系統(tǒng)設(shè)計
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1.我國的高層住宅按照用電的負荷
（1）一類高層住宅
包括消防用電負荷、值班照明、應(yīng)急照明、走廊照明、業(yè)務(wù)和計算機系統(tǒng)、電子信息設(shè)備機房、安防系統(tǒng)、排污泵、生活水泵、航空故障照明、客梯為一級負荷。
（2）二類高層住宅
包括消防用電負荷、走廊照明、安防系統(tǒng)、客梯、生活水泵、應(yīng)急照明、值班照明為二級負荷。
2.配置原則
在對高程住宅低壓電源系統(tǒng)進行設(shè)計時，應(yīng)該注意消防負荷對供電方面的要求，其要求一般會高于非消防供電要求。
（1）非消防一、二級負荷供電要求
1）一級負荷應(yīng)該由雙重電源進行供電，這樣可以保證在其中一個電源發(fā)生故障的情況下，另一個電源可以進行正常工作，避免同時受到損壞。一級負荷中特別重要的負荷，除了要有雙重電源進行供電以外，還應(yīng)該增加備用的電源。但不能將其他負荷接入到備用的供電系統(tǒng)中，以免在應(yīng)急的情況下不能正常使用。2）二級負荷的供電電源應(yīng)該由兩個回路進行同時供電，確保電量的充足。
（2）民用建筑的供電要求
當(dāng)消防用電的負荷等級為一級時，其主電源和備用電源應(yīng)該獨立于專用回路的雙電源進行供電；當(dāng)消防負荷等級為二級時，其主電源和變電系統(tǒng)應(yīng)該采用雙回路的電源進行供電。當(dāng)需要為消防用電設(shè)備提供雙重電源的時候，可以將任何一個回路設(shè)置為主電源；當(dāng)出現(xiàn)電源斷電的情況時，可以保證另一個電源自動進入供電的狀態(tài)。高層住宅中的消防配電系統(tǒng)裝置應(yīng)該設(shè)置在建筑物的電源線處或者是配變電所處，其應(yīng)急裝置也要和主配電裝置進行分開設(shè)置。在條件不允許的情況下，不能分開設(shè)置。這就需要將其與主電源并列布置，在兩者的分界處設(shè)置防火隔斷，配電裝置應(yīng)根據(jù)情況進行明確的標(biāo)注。
3.干線配置
（1）第一種方案
獨立的兩路電源和兩臺變壓器進行分列運行，對低壓單母線進行分段，設(shè)置應(yīng)急的電源做備用。這種方式可以保證供電的可靠性，適用于高層建筑中，特別是負荷量較大的高層住宅。
（2）第二種方案
采用一路電源和一臺變壓器，將低壓單母線進行分段。設(shè)置應(yīng)急備用電源，此備用電源可以有效的滿足消防負荷和非消防負荷的使用。這種方案適用于一般的高層建筑住宅，不適用于超大負荷的住宅。這種方案雖然滿足了規(guī)范化的要求，但應(yīng)急電源由于容量較大，其投資也相對較高。
（3）第三種方案
使用一路電源和一臺變壓器，采用低壓單母線分段，并由電源線低壓側(cè)引出兩回路電源，分別用到不同的低壓分母線段中。設(shè)自備的應(yīng)急電源做備用，其電源的容量應(yīng)該滿足消防負荷用電。
（4）第四種方案
采用兩路電源和兩臺變壓器，低壓設(shè)置一般的負荷母線和重要的負荷母線，這兩個母線要分開。兩路電源為獨立電源時，適用于無重要負荷的高層住宅。如果兩路電源不是獨立電源，則其使用于二類高層住宅。這種方案較簡單，負荷的關(guān)系也很明確，便于維護和管理。
二、高層住宅的低壓供配電系統(tǒng)
1.低壓配電系統(tǒng)注意事項
在高層住宅中的低壓配電系統(tǒng)設(shè)計中，要將照明、電力、消防和防災(zāi)用電負荷形成獨立的系統(tǒng)。在消防負荷方面，應(yīng)該在建筑進線處設(shè)立單獨的配電裝置。以便當(dāng)遇到火災(zāi)事故時，消防人員能夠快捷的切斷消防負荷電源。在供配電設(shè)計中，應(yīng)該對低壓配電級數(shù)進行控制，其級數(shù)最好不要超過三級。在減少配電級數(shù)的過程中，不能盲目的認為將部分配電箱的總開關(guān)由斷路器換成隔離開關(guān)，這樣不能達到限制級數(shù)的效果。在有關(guān)建筑工程設(shè)計措施中，要對配電級數(shù)有明確的定義。配電級數(shù)是通過配電裝置將一個供電回路分成幾個供電回路來進行分配供電，但不能因為其進線開關(guān)的改變來決定其配電級數(shù)。在配電箱和配電回路的劃分過程中，應(yīng)該根據(jù)具體的防火分區(qū)、配電的負荷性質(zhì)和管理維護等多個條件進行綜合分析和確定。
2.高層住宅低壓配電干線分支方式
常用的低壓配電方式主要有三種。
（1）樹干式配電
樹干式的配電方法主要是將各層的配電箱設(shè)置在電氣豎井力，這樣就可以通過接式封閉母線槽、欲分支電纜或者是電纜穿刺線夾對電進行有效的分支，這種方式適用于樓層較多的住宅。對于這種負荷量比較大的住宅，一般可以用這種方式減少低壓配電屏的數(shù)量，并且這種方式在安裝維修方面都比較方便。
（2）分區(qū)樹干式
這種配電方式采用的是每個回路干線對一個供電區(qū)域，這種供電方式有一定的可靠性。其中，每個回路干線對應(yīng)的層數(shù)為5～6層。對于高層住宅來說，由于涉及的層數(shù)較多，所以其分區(qū)的層數(shù)可以適當(dāng)進行調(diào)整，但最高層數(shù)不要超過10層。
（3）放射式
放射式也是高層住宅低壓配電方式的一種，在消防設(shè)施和重要用電負荷中適合采用放射式的配電方式，即采用專用的垂直干線回路?；芈放c備用回路相互獨立，不共線、不共管，可以使兩個回路在末端配電箱進行自動的切換。
3.高層住宅配電設(shè)計
在對高層住宅進行用電負荷計算時，應(yīng)該根據(jù)住宅中每戶綜合用電的指標(biāo)作為計算參數(shù)。在進行計算時，要綜合分析高層住宅所在地的能源組成、氣候特點和用電負荷的發(fā)展趨勢、用電負荷計算容量等問題。高層住宅兩室戶的綜合用電負荷約為3.5～4.5kw，3～4戶的用電負荷為4.5～5.5kw。在計算住宅單元配電干線和變電所負荷時，應(yīng)該乘以相應(yīng)的系數(shù)，如1～10戶系數(shù)為1～0.8、10～20戶系數(shù)為0.75～0.85。在計算多個變電所的計算負荷時，應(yīng)該乘以同期限系數(shù)。在進行高層住宅電能計量的過程中，可采用單元總表的計度方式，總表所帶的用戶應(yīng)控制在20戶以內(nèi)。在進線計算電流大于30A時，采用三相電源供電，使用三個單相總表，將臨近樓層劃分在一個總表內(nèi)。每套住宅都應(yīng)該安裝允許過載大于等于四倍的電能計量裝置，并將裝置設(shè)置在住戶門外公共地方或電氣豎井中。干線系統(tǒng)應(yīng)該按照住宅層數(shù)、住宅平面組合形式和計費方式，采用不同形式來進行電能計量。住宅中的樓梯、消防設(shè)施都應(yīng)該按照防火規(guī)范來設(shè)計電源和干線。其中，備用電源或兩路干線應(yīng)該在末級配電箱處自動切換。
三、結(jié)語
高層住宅的低壓供配電系統(tǒng)作為電氣工程系統(tǒng)是一項復(fù)雜的工程，隨著住宅的增多，住宅的用電量也在不斷的增長。尤其是高層住宅中，供配電設(shè)計存在著許多的問題。通過對這樣問題的分析和總結(jié)，針對具體的工程，可以為居民和住宅設(shè)計出合理的供配電系統(tǒng)，保證供電的質(zhì)量。配電系統(tǒng)的設(shè)計要遵循“安全第一”的原則，以便為城市的建設(shè)提供有利的保障。
作者：李繼睿 單位：機械工業(yè)第三設(shè)計研究院