高層住宅低壓供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)
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1.我國(guó)的高層住宅按照用電的負(fù)荷
（1）一類高層住宅
包括消防用電負(fù)荷、值班照明、應(yīng)急照明、走廊照明、業(yè)務(wù)和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、電子信息設(shè)備機(jī)房、安防系統(tǒng)、排污泵、生活水泵、航空故障照明、客梯為一級(jí)負(fù)荷。
（2）二類高層住宅
包括消防用電負(fù)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(jí)負(fù)荷。
2.配置原則
在對(duì)高程住宅低壓電源系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)該注意消防負(fù)荷對(duì)供電方面的要求，其要求一般會(huì)高于非消防供電要求。
（1）非消防一、二級(jí)負(fù)荷供電要求
1）一級(jí)負(fù)荷應(yīng)該由雙重電源進(jìn)行供電，這樣可以保證在其中一個(gè)電源發(fā)生故障的情況下，另一個(gè)電源可以進(jìn)行正常工作，避免同時(shí)受到損壞。一級(jí)負(fù)荷中特別重要的負(fù)荷，除了要有雙重電源進(jìn)行供電以外，還應(yīng)該增加備用的電源。但不能將其他負(fù)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(jí)負(fù)荷的供電電源應(yīng)該由兩個(gè)回路進(jìn)行同時(shí)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(fù)荷等級(jí)為一級(jí)時(shí)，其主電源和備用電源應(yīng)該獨(dú)立于專用回路的雙電源進(jìn)行供電；當(dāng)消防負(fù)荷等級(jí)為二級(jí)時(shí)，其主電源和變電系統(tǒng)應(yīng)該采用雙回路的電源進(jìn)行供電。當(dāng)需要為消防用電設(shè)備提供雙重電源的時(shí)候，可以將任何一個(gè)回路設(shè)置為主電源；當(dāng)出現(xiàn)電源斷電的情況時(shí)，可以保證另一個(gè)電源自動(dòng)進(jìn)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(jìn)行分開(kāi)設(shè)置。在條件不允許的情況下，不能分開(kāi)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(jìn)行明確的標(biāo)注。
3.干線配置
（1）第一種方案
獨(dú)立的兩路電源和兩臺(tái)變壓器進(jìn)行分列運(yùn)行，對(duì)低壓?jiǎn)文妇€進(jìn)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(fù)荷量較大的高層住宅。
（2）第二種方案
采用一路電源和一臺(tái)變壓器，將低壓?jiǎn)文妇€進(jìn)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(fù)荷和非消防負(fù)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(fù)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(duì)較高。
（3）第三種方案
使用一路電源和一臺(tái)變壓器，采用低壓?jiǎn)文妇€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(fù)荷用電。
（4）第四種方案
采用兩路電源和兩臺(tái)變壓器，低壓設(shè)置一般的負(fù)荷母線和重要的負(fù)荷母線，這兩個(gè)母線要分開(kāi)。兩路電源為獨(dú)立電源時(shí)，適用于無(wú)重要負(fù)荷的高層住宅。如果兩路電源不是獨(dú)立電源，則其使用于二類高層住宅。這種方案較簡(jiǎn)單，負(fù)荷的關(guān)系也很明確，便于維護(hù)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(xiàng)
在高層住宅中的低壓配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，要將照明、電力、消防和防災(zāi)用電負(fù)荷形成獨(dú)立的系統(tǒng)。在消防負(fù)荷方面，應(yīng)該在建筑進(jìn)線處設(shè)立單獨(dú)的配電裝置。以便當(dāng)遇到火災(zāi)事故時(shí)，消防人員能夠快捷的切斷消防負(fù)荷電源。在供配電設(shè)計(jì)中，應(yīng)該對(duì)低壓配電級(jí)數(shù)進(jìn)行控制，其級(jí)數(shù)最好不要超過(guò)三級(jí)。在減少配電級(jí)數(shù)的過(guò)程中，不能盲目的認(rèn)為將部分配電箱的總開(kāi)關(guān)由斷路器換成隔離開(kāi)關(guān)，這樣不能達(dá)到限制級(jí)數(shù)的效果。在有關(guān)建筑工程設(shè)計(jì)措施中，要對(duì)配電級(jí)數(shù)有明確的定義。配電級(jí)數(shù)是通過(guò)配電裝置將一個(gè)供電回路分成幾個(gè)供電回路來(lái)進(jìn)行分配供電，但不能因?yàn)槠溥M(jìn)線開(kāi)關(guān)的改變來(lái)決定其配電級(jí)數(shù)。在配電箱和配電回路的劃分過(guò)程中，應(yīng)該根據(jù)具體的防火分區(qū)、配電的負(fù)荷性質(zhì)和管理維護(hù)等多個(gè)條件進(jìn)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(shù)干式配電
樹(shù)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(guò)接式封閉母線槽、欲分支電纜或者是電纜穿刺線夾對(duì)電進(jìn)行有效的分支，這種方式適用于樓層較多的住宅。對(duì)于這種負(fù)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(shù)干式
這種配電方式采用的是每個(gè)回路干線對(duì)一個(gè)供電區(qū)域，這種供電方式有一定的可靠性。其中，每個(gè)回路干線對(duì)應(yīng)的層數(shù)為5～6層。對(duì)于高層住宅來(lái)說(shuō)，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(jìn)行調(diào)整，但最高層數(shù)不要超過(guò)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(fù)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。回路與備用回路相互獨(dú)立，不共線、不共管，可以使兩個(gè)回路在末端配電箱進(jìn)行自動(dòng)的切換。
3.高層住宅配電設(shè)計(jì)
在對(duì)高層住宅進(jìn)行用電負(fù)荷計(jì)算時(shí)，應(yīng)該根據(jù)住宅中每戶綜合用電的指標(biāo)作為計(jì)算參數(shù)。在進(jìn)行計(jì)算時(shí)，要綜合分析高層住宅所在地的能源組成、氣候特點(diǎn)和用電負(fù)荷的發(fā)展趨勢(shì)、用電負(fù)荷計(jì)算容量等問(wèn)題。高層住宅兩室戶的綜合用電負(fù)荷約為3.5～4.5kw，3～4戶的用電負(fù)荷為4.5～5.5kw。在計(jì)算住宅單元配電干線和變電所負(fù)荷時(shí)，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(jì)算多個(gè)變電所的計(jì)算負(fù)荷時(shí)，應(yīng)該乘以同期限系數(shù)。在進(jìn)行高層住宅電能計(jì)量的過(guò)程中，可采用單元總表的計(jì)度方式，總表所帶的用戶應(yīng)控制在20戶以內(nèi)。在進(jìn)線計(jì)算電流大于30A時(shí)，采用三相電源供電，使用三個(gè)單相總表，將臨近樓層劃分在一個(gè)總表內(nèi)。每套住宅都應(yīng)該安裝允許過(guò)載大于等于四倍的電能計(jì)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(jì)費(fèi)方式，采用不同形式來(lái)進(jìn)行電能計(jì)量。住宅中的樓梯、消防設(shè)施都應(yīng)該按照防火規(guī)范來(lái)設(shè)計(jì)電源和干線。其中，備用電源或兩路干線應(yīng)該在末級(jí)配電箱處自動(dòng)切換。
三、結(jié)語(yǔ)
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(xiàng)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(zhǎng)。尤其是高層住宅中，供配電設(shè)計(jì)存在著許多的問(wèn)題。通過(guò)對(duì)這樣問(wèn)題的分析和總結(jié)，針對(duì)具體的工程，可以為居民和住宅設(shè)計(jì)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(jì)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(jī)械工業(yè)第三設(shè)計(jì)研究院