系统的要求
  保证供电电源的高度可靠性:
  高层建筑造价高,人员集中,供电的可靠性将直接关系到企业的运作和人员设备的。高层建筑发生火灾时,主要是利用建筑物 自身的消防设施进行灭火和疏散人员、物资。而建筑物的消防设旖一般来说都离不开电。因此,如果没有可靠的电源,就不能及时地报警、灭火,不能有效地疏散人员、物资和控制火势的蔓延,势必造成严重的损失。因此,合理的确定负荷等级,保障高层建筑消防设备的供电可靠性是非常重要的。
  如今国内一些高层建筑许多都采用两路独立电源  配电系统的结构方式, 可以采用放射式、树干式或混合式。楼层供电, 互为备用, 10 kV 电压进线, 设备用柴油机, 如下图1所示。当取得两路独立电源有困难时, 则允许采用一路专用线供电再用柴油, 如下图2 所示。有条件也可由近处取得一路低压电源备用。


  但为了防止电网停电,发电机无法启动,必须设置UPS电源作为房事故照明,疏散指示等一级负荷的需要。高层建筑供配电系统第二个特点是高压深入负荷中心,进楼(有的设在建筑物毗邻的变电所中) , 这样可以节省大量电线、电缆, 使工程造价降低。根据负荷分配的不同情况确定变电所的位置,可将变电所分别设置在楼的底层和顶层。我国多设在地下室或底层。高层建筑供配电系统另一个特点是要求电器设备能防止火灾,保证安全。因此一般不采用油浸式变压器,而多采用干式变压器和环氧树脂浇筑式变压器。后者具有防潮、防火、噪声小、易搬运等优点。也不采用油断路器,而多采用真空断路器或气体绝缘断路器。高压开关柜均采用手车式结构。它的体积小、维修方便、迅速。目前,组合式变电所正在迅速发展, 它有结构紧凑, 维修方便,安装工期短等显优点, 越来越被高层建筑所青睐。低压配电系统也是高层建筑供配电设计的重要内容。低压配电系统的结构方式, 可以采用放射式、树干式或混合式。楼层配电多以混合式为主;而且均采用插接式绝缘母线槽沿竖井垂直敷设。水平干线多采用全塑电缆与竖井母线连接, 下面图3为4种典型的低压配电系统。
  
  其中a方案,b方案, c方案3种为混合式配电系统。每根干线对一个供电配电,可靠性比较高。其中b方案比a方案增加一条共用的回路( 虚线)提高了可靠性。d方案适用于楼层多, 负荷大的高层建筑(大树干式) ,维修方便。c方案比a 方案, b方案增加一个中间。各分层配电箱的前端都有总的保护装置, 提高了配电的可靠性。我们常用的配电干线的材料有铝排,铜排, 铜芯电缆和装配式母线等。
电源转换的时间性和方式:
  为了对电网能够提供两个独立电源的高层建筑,按规定已经满足了一、二级负荷的要求,但是对于特别重要的高层建筑 (如超高层建筑)其内部含有特别重要负荷,应考虑电源系统或故障时,另一电源系统又发生故障的严重情况,此时,一般应设柴油发电机组做应急电源。对 电网只能提供一路电源的高层建筑,应设柴油发电机组提供第二电源 。此时发电机组是作为备用 电源使用, 而不仅仅是应急用。为了保证发生火灾时各项求救工作的顺利进行,消防用电设施两个电源的切换方式,应急发电设备的启动方式都是消防供电系统应给予考虑的问题 。其中两个电源转换的时间能否满足消防设施的要求很重要。
2.高层建筑供配电系统设计
(1)供电电压的选择和配置
   供电电压为380/220V,一般采用TN-S系统,当某楼为独立建筑物,电源由其他建筑物引来时,接地采用TN-C-S系统。低压配电采用树干式和放射式混合配电,地下室负荷较大,从低压配电房采用放射式配电,从低压配电房到地上各层配电箱采用树干式配电,从层问配电箱至负荷采用放射式配电;大容量干线采用封闭式母线槽,小容量干线采用铜芯塑料电缆;垂直部分沿电缆井敷设,水平部分采用金属桥架或金属线槽敷设,支干线及支线采用阻燃或难燃塑料绝缘导线,放射式采用阻燃或难燃铜芯电缆。一般动力、照明由低压正常电源母线段供电,火灾应急照 明、消防、消防水泵、防排烟风机及消防中心等一级负荷采用双回路供电,并在线路末端配电箱处自动切换,一回路引自应急电源母线段,另一回路引自正常电源母线段,双回路电源切换柜为自投自复,设和机械联锁
(2)变电所位置的确定
  现代高层建筑的用电量相当大,在确定变电所位置时,应尽可能使高压深入负荷中心。这对节约电能,提高供电质量都有重要意义。
(3)与接地
  现代高层建筑的防雷设计,采用避雷针和避雷带的做法简单可靠、经济合算。但必须保证各层楼面钢筋、金属管道与该层用作引下线的柱筋有可靠的连接,形成等电位层。现代高层建筑都是采用钢筋混凝土剪力墙,与楼板的连接是十分可靠的。关键是做好金属管线的接地。现代高层建筑的防雷接地、电气设备的保护接地和工作接地,都是合在一起的,组成混合接地系统。接地按最小的要求而定,通常是在4 欧以下。利用建筑物的钢筋混凝土基础作接地板。尽管基础钢筋等自然接地体已能满足接地电阻的要求,仍需要装设水平的人工接地体,将主要的建筑物基础连接成接地网,这对均衡电位,提高安全性都有好处。
(4)主要设备的选型
  1.高压开关柜。现代高层建筑的室设在主楼地下层,按规定不宜采用油开关。国外用于高层建筑的开关有三种类型可供选用:高压空气断路器,SF6 开关和真空断路器。其中高压空气断路器因技术陈旧,SF6 开关尺寸数大,气体具有毒性,故目前10kV真空断路器应用的较为普遍。因此,应根据高层建筑地下室的标准,选用具有“五防”功能的真关手车式高压开关柜。
  2.电力变压器。根据防火要求,主楼内是不允许装设大容量的油浸电力变压器的。目前有干式变压器、SFe 变压器和硅油变压器等三种产品可供选用。
  3.低压配电屏。国外低压配电屏的结构,几乎都做成抽屉式,特别是大容量的出线,则做成手车式。
  4.应急备用发电机组。过去大多是采用柴油发电机组做应急备用电源的。近年国外高层建筑已开始采用燃汽轮发电机。这种发电机具有体积小、重量轻、反应速度快,故障率低等优点。应急备用发电机组必须是快速自起动的。一般应能在15s内恢复供电。从可靠性出发最好选用两台,自动并车。容量较小时也可选用一台。

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