高层建筑电气设计中低压配电系统安全性探讨

2023-01-28

前言:对高层建筑的低压配电系统进行设计, 对于整个高层建筑的电气设计有重要的影响。建筑设计规范中的相关标准, 超过10层的住宅或者是大于24米的民用建筑都称为是高层。建筑高层中所使用到的电气设备种类多、数量大, 这对于电气设备的可靠性提出了很高的要求。为了保障高层建筑电气设计中低压配电系统的安全性, 需要在实际的低压配电设计采取诸多的设计保护措施, 例如对低压配电系统中的接地进行设计和保护, 以此来提高低压系统的安全性, 这对于低压配电系统的设计有一定的挑战。低压配电系统的设计需要考虑供电的稳定性, 并要符合各电气设备的相关要求与相应的安全原则。

1 建筑电气设计的原则

1.1 满足建筑功能的实用性

进行建筑设计安装首先应该遵循的设计原则是满足建筑功能的实用性。在进行设备选型时应该要能满足用户使用电能达到的负荷, 保证用户用电的长效和安全。要满足用户能够持续使用, 确保用户在居住期限内的供电工作正常, 不会再对供电设备进行改造。充分保证电能质量可以满足用户需要, 能够保证电气安装工作可以达到具体的需要, 不会出现一些大的问题。

1.2 考虑经济效益节能

建筑电气设计安装应该充分考虑经济效益节能的设计原则, 保证建筑电气设计功能达到标准要求的功能下实现节能, 同时还能够实现经济效益, 实现电气设计的更好地发展。

1.3 无谓消耗能量的节省

建筑电气设计安装还需考虑无畏消耗能量的节省, 这是实现电气设计安装工作的重要方面。在设计安装过程中, 应该充分考虑建筑物的能量消耗, 找出存在的无谓消耗, 通过采取相应的措施来实现节能目标。比如建筑电气中的变压器功率损耗、传输线路的有功损耗都属于无谓消耗, 应该采取有效措施来控制。

2. 建筑低压配电系统的组成

(1) 在低压配电系统的组成中, 减压变电所是非常关键的设施, 而在减压变电所中降压变压器和高压断路器的作用非常关键。一般情况下, 都采用容量为315k VA的降压变压器, 而高压断路器的开断性能和灭弧能力很强, 对于过短路和电流负荷可以进行连通和分断。

(2) 低压配电线路的主要部分包括低压断路器和输电线路。其中, 接通和切断电路是低压断路器的主要功能, 也是低压配电线路的重要保护设备, 输电线路一般都采用裸导线架设。

(3) 通常情况下, 居民建筑用电设备主要分为两种类型, 一是三相用电设备, 另一种是单相用电设备。其中, 三相用电设备是三相电源的专用设备, 例如配有三相电源的空调机、风机水泵等设备才能使用。而单相用电设备是单相电源的通用设备, 例如家用电器和照明灯等设备都是使用单相电源。而且, 因为多个单相用电设备各相阻抗通常不同, 所以在降压变电器可以组成三相非对称负载。

3. 低压配电系统安全的保障措施

3.1 接地保护

低压配电系统安全的保障最基本的措施就是接地保护, 同时也是最有效使用的保护措施。接地变压器通常选择的是中性点或者中心线接地, 线要用绝缘通信线, 为了避免混接或者端子暴露需要在箱柜中设置辅助等电位接线端子。在高压系统或者抵押系统中均可以采用中性点接地的方式, 中性点接地应用于高压系统中时可以将单相电弧的接低电压完全消除, 能够准确地实现继电保护。中性点接地方式应用于抵押系统中能够保证三相电压平衡, 避免零序电压转移。现阶段常用的地接方式主要有两种, 一是TT系统, 二是TN系统。其中, TT系统主要是指电气设备的金属外壳直接与地面连接, 也被称为保护接地系统, 针对外漏的导电问题一般采用TT系统的接地保护形式。而TN系统是工作零线和电气室设备的金属外壳相连接, 也就是我们通常说的接零保护系统。虽然这两种接地保护形式对于低压配电系统的安全保护又很有效, 不过相对于TT系统来说, TN系统能够在电气设备金属外壳带电的时候产生很强的电流, 进而使低压断路器的脱扣器跳闸, 随即切断电气设备的电源, 安全保护能力很强。

3.2 对于漏电断路器的选择

近年来, 科学技术也随着国民经济的发展不断进步, 电力系统也应用了很多的先进技术, 并且不断地进行完善, 同时也有很多先进的电气设备被应用到电力系统中。虽然这些电气设备使电力系统工作效率有很大的提升, 不过, 这也给电力系统的电力负荷增加了很大的压力, 而电力系统的安全性和稳定运行也带来了很大的影响。基于这种情况, 漏电断路器对于整个电力系统的安全和运行就起到了很关键的作用。在低压配电系统的电气设备出现故障的时候, 漏电断路器可以有效的降低重大事故的发生概率。尤其是与接地保护相互配合, 共同作用使低压配电系统的更加安全稳定。当然, 漏电断路器的选择要根据低压配电系统的设计和安装要求进行科学合理的选择, 这就要求全面的了解电气设备和配电系统的具体情况, 进而对漏电断路器的型号种类需求进行科学的判定。

3.3 剩余电流保护器

剩余电流保护器的重要功能是实现剩余电流保护动作, 在选择剩余电流保护器的时候, 一定要遵守相关的安全标准, 而且要求整体额定电路电流要大于故障电路中电流的流通。同时在安装剩余电流保护器的过程中要特别注意, 除了实施剩余电流保护动作之外, 还要对分支线以及线路末端用电设备进行兼顾, 才能够有效的控制确定动作时间差, 是低压配电系统能够安全稳定的运行。

3.4 完善消防系统

消防系统和消防设备是高层建筑中非常重要的组成内容。高层建筑具有更加复杂的建筑结构和功能, 一旦发生火灾电梯将无法使用, 需要完善的消防系统来降低安全灾害, 尽可能地保证人们的生命财产安全。所以在设计中, 应当充分结合建筑结构特点, 合理设计消防系统, 不但要具备消除火灾的功能, 还要具有一定的防火能力, 保证领会操作, 保证消防系统适用于各种火灾情况。

3.5 电气监控系统

在监控系统中采用电气自动化技术能够实时监控设备的运行状态, 设备一旦出现故障, 监控系统会立刻发出反应。在电气监控系统中, 主要的部分包括监控参数、分析逻辑、执行程序等。电气监控运行中, 首先要通过正常的运行程序获取参数, 并且上传到监控系统中, 然后进行测量, 对比得到的测量参数和整定值, 从而对保护设备运行状态进行充分地掌握和了解。此外, 需要设置单独的保护设备, 从而保证监控系统能够对繁杂的物理参数进行运算, 保证自动化运行。

结语

低压配电系统设计任重道远, 必须要综合各类影响因素进行综合全面的考虑, 从而做好规避危险事故的措施, 做好最佳的预防措施。

摘要：在现代高层建筑中, 电气是重要的组成内容, 为了保证建筑电气系统的安全性和稳定性, 需要从设计阶段加强控制, 设计人员需要结合建筑需求合理设计电气安装施工方案, 让电气系统更加符合高层建筑的需求, 从而提高建筑整体的安全性, 保证居民的生命财产安全。为此, 本文将针对高层建筑中低压配电系统方面展开探讨。

关键词：高层建筑,电气设计,低压配电,安全性