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1概述

1.1序言

人类进入21世纪以来，随着现代建筑规模的发展，高层建筑越来越多，如大型写字楼、商业大厦、购物中心等结构比较复杂。

其中包括大量的动力设备、电气设备、复杂的照明系统，对电气的功能要求比较高，尤其针对高层民用建筑自身特点，对电能的质量要求较高，如今人们的生活水平在提高，安全、便捷、舒适、高效、节能的高层建筑也越来越受到人们的认可。

与此同时，唯有借助高层建筑的智能化应用系统才能使之精准、有效、稳定、可靠的运行。

同时，在当今推行绿色建筑的潮流中，选择电气设备与材料时需要考虑更多的问题，如采用低损耗的铁磁材料制造电机与变压器，采用低烟无卤的绝缘材料，高效的光源等，电气工程的设计更加复杂，不仅要满足建筑物对信息流与能源流分配与控制，而且要采用智能化与数字化的技术实现各种节能控制与优化管理，进而为整个区域的建筑群综合事务管理提供技术保障[1]。

显然智能化、数字化与绿色化已经成为现代建筑电气技术发展的趋势。

高层建筑强电设计系统的安全性设计是出发点也是归宿，设计时要注意采取措施，做好系统防雷及防雷击电磁脉冲，尽量减少高次谐波分量；

电气设备应尽量采用技术性先进，可靠性高的产品，以确保供电品质的供电安全。

1.2设计说明

1.2.1设计依据

（1）建筑概况：

本工程为某高层住宅楼，总建筑面积：

16839.63平米，地下二层，地上十九层，建筑高度:

55.17m。

本工程为一类高层居住建筑。

（2）相关专业提供的工程设计资料。

（3）建设单位提供的设计任务书及设计要求。

（4）中华人民共和国现行主要标准及法规：

《民用建筑电气设计规范》JGJ16-2008

《住宅建筑电气设计规范》JGJ242-2011

《高层民用建筑设计防火规范》GB50045-952005年版

《住宅设计规范》GB50096-2011

《建筑物防雷设计规范》GB50057-2010

《剩余电流动作保护装置安装和运行》GB13955-2005

《建筑照明设计标准》GB50034-2004

《建筑物电子信息系统防雷技术规范》GB50343-2004

1.2.2设计范围

（1）本工程设计包括以下电气系统：

1　220/380V配电系统；

2　建筑物防雷、接地系统及安全措施；

（2）本设计的电源进线仅供参考，以小区电力设计为准。

1.2.3高层住宅220/380V配电系统

（1）本建筑为一类居住建筑。

（2）负荷分类及容量：

二级负荷：

电梯、加压风机、消防排污泵、电梯前室、楼梯间应急照明及疏散指示灯，其容量为448kW。

三级负荷：

其它电力负荷及住宅照明，其容量为606kW。

（3）供电电源：

本工程从小区就近变电所引来5路220/380V电源，一路供给本楼的住宅用电；

一路供给本楼的公用设备用电；

一路供给公共应急照明；

一路为公用设备备用电源；

一路为公共应急照明备用电源。

电源进线电缆经线槽引入，直接进入地下一层配电室的动力配电箱及照明配电箱，本工程低压接地保护系统采用TN-S接地保护系统。

（4）计费：

本工程住户电费与公用用电设备分开独立计量，住户电费在楼层地下室集中设表计量。

公用用电设备在地下室配电房内集中设表计量。

（5）住宅用电指标：

根据住宅设计规范，本工程住宅用电标准为：

按单户建筑面积80平方米以下6KW，80～120平方米为8KW。

（6）供电方式：

本工程采用放射式的配电方式；

对消防电梯等一级负荷采用双电源末端互投。

（7）照明配电：

照明、插座均由不同的支路供电；

除卧室壁挂式空调插座外，所有插座回路均设漏电断路器保护，所有插座均选用安全型插座。

1.2.4设备安装

（1）电能表箱安装在公共场所时，暗装箱底距地为1.5米，明装箱底距地1.8m，安装在电气竖井内的电能表箱箱体上沿距地2.0米挂墙明装；

应急照明箱箱体，应有明显标志，并作防火处理。

（2）动力箱，控制箱除注明外一般为明装，箱体高度600mm以下，底边距地1.2m；

600mm~800mm高，底边距地1.0m；

800mm~1000mm高，底边距地1.0m；

1000mm~1200mm高，底边距地0.8m；

1200mm以上，为落地式安装，下设200mm的基础[2]。

（3）所有开关、插座的装高及位置详见设备材料表备注栏。

2高层民用建筑低压配电系统设计

2.1高层民用建筑低压配电系统设计原则

低压配电系统是指电压等级在1kV以下的配电线路，是指从终端降压变电所的低压侧到低压用电设备的电力线路，是电力系统的重要组成部分，是城市建设的重要基础[3]。

电压一般为380、220V，由配电装置（配电柜或盘）和配电线路（馈电线路及分支线）组成。

馈电线是将电能从变电所低压配电屏送至配电盘（箱）的线路；

干线是将电能从总配电盘送至各个分配电箱的线路；

分支线是由干线分出，将电能送至每一个分配电箱的线路，及从分配电箱分出接至各个用电设备的线路。

低压配电系统可分为动力配电系统和照明配电系统。

2.2高层民用建筑低压配电系统设计要点

高层住宅在底层或地下一层设置10/0.4/0.23kV户内变电所或预装式变电站（带环网柜）。

18层及以下住宅，视用电负荷的具体情况可以采用放射式或树干式供电系统，电源柜设在一层或地下室内，电源柜至室外宜有不少于2回路的备用管，管径为100~150mm,照明、电力及应急电源应分别引入[4]。

19层及以上住宅，宜由变电所设专线回路采用放射式系统供电，电力、照明及应急电源宜分别引入。

向高层住宅供电的垂直干线，应采用三相供电系统，视负荷大小及分布状况可以采用如下形式：

插接母线式系统宜根据功能要求分别供电，电缆干线系统宜采用预分支电缆，应急照明可以采用树干式或分区树干式系统。

高层住宅每户宜采用单相配电方式，公共走廊、楼梯间、电梯前室等处照明电源、有线电视系统、访客对讲系统等公共电源，宜单独装设电能表。

住户电能表宜集中安装在每层配电间内。

2.3建筑物消防用电设备低压配电系统设计要点

建筑物的消防设备应设置消防专用总电源配电系统，该系统应有常用电源和备用电源组成双电源配电系统，并满足相应负荷等级对供电电源的要求。

消防总电源配电装置应设置在建筑物的进线处或变配电所处，并宜与常用电源部分分开布置，当分开布置有困难时，其分界处应设有防火隔断。

消防用电配电装置应有明显标志[5]。

消防设备如火灾报警及消防联动控制设备、消防水泵、消防电梯、防烟排烟风机等的供电，应在最末一级配电箱设置双电源自动切换装置。

应有柴油发电机组提供应急电源时应满足以下条件：

消防用电负荷等级为一级时，应设有自动启动装置，并能在15s内供电；

消防用电负荷等级为二级时，当采用自动启动有困难时，可采用手动启动装置；

常用电源切换到备用电源应自动切换，当常用电恢复后，应延时自动切换至常用电源供电。

消防配电系统的末端线路不应跨越防火分区，分支干线宜以建筑物的防火分区为单位，不宜跨越防火分区。

公共建筑屋顶，除消防电梯外的其他消防设备，可采用一组消防双电源供电，末端应设双电源自动切换配电箱，由配电箱引至相应设备控制箱，应采用放射式配电。

12~18层普通住宅的消防电梯和普通电梯，若消防电梯兼作客梯且两类电梯公用前室时，可由一组消防双电源供电。

末端双电源自动切换配电箱应设置在消防电梯机房内，由配电箱至相应设备采用放射式配电。

2.4民用建筑低压配电系统的配电要求及方式

2.4.1民用建筑低压配电系统的配电要求

民用建筑配电系统的设计应根据工程规模、设备布置、负荷性质及用电容量等条件确定。

建筑内用电设备多为低压设备，低压配电系统是建筑内的主要配电方式，必须保障各用电设备的正常运行。

需要满足供电可靠性要求，满足用电质量要求，满足用电负荷发展要求等[6]。

2.4.2常用低压配电线路配电方式

低压配电线路采用放射式、树干式、环式及链式四种接线法[7]。

放射式系统：

特点配电线故障互不影响,供电可靠性较高,适用于一级负荷配电。

配电设备集中,检修比较方便；

缺点是系统灵活性较差,导线消耗量较多。

此配电方式经常用在设备容量大、负荷集中或重要的用电设备以及有腐蚀性介质和爆炸危险等场所不宜配电及保护起动设备放在现场者。

以免影响其他用户正常用电。

环形系统环形线路运行时都是开环的放射式线路，提高了供电可靠性，当一回线路故障或检修时，可以将该线路与电源断开，而该处的负荷仍可得到供电。

树干式系统：

特点树干式配电系统总长度小,也就是可以节约有色金属、比较经济；

供电点的回路数量较少,配电设备也相应减少；

配电线路安装费用也相应减少。

存在缺点是干线发生故障时影响范围大,供电可靠性较差,相比较导线截面积较大。

一般很少采用树干式配电，往往采用放射式与树干式混