高层建筑电气工程供配电系统的良好设计，可以保证高层建筑的良好使用性能，并且，还可以增强高层建筑的节能性，实现电气工程设备能源的良好运行。所以，可靠的供电系统在高层建筑中不可或缺，由于高层建筑在结构上较为复杂，因此，在供配电设计上要求也相对较高，更应将重点放在科学合理设计上，保证供配电系统作用得以有效发挥。
一、供配电系统内容
对于高层建筑而言，会存在较多电气设施，例如排水设施、消防设施、电气照明设施、送电设施以及厨房设施等，其中排水设施主要包括生活、消防水泵等；消防设施包括正压、排烟风机等；电气照明设施包括安全通道以及室内照明灯；送电设施包括风机管盘以及空调送风等；厨房设施包括冰箱以及排气设施等。此外，在不同使用功能的高层建筑中，其所需功率也会存在较大的不同，不过所需功率很大。高层建筑的应急、消防等用电，均具备独立的电源，因此，供配电系统的运行，需要符合建筑电力系统的总体要求，从而使建筑机电工程更为安全、可靠。高层建筑供配电系统中，通常情况下，会使用功率单方向流动的模式，简单而言，就是从供电端到用户端的流动方式，有助电能分配及降压，随后，将外部电能转换成用户端直接使用的电能。一般而言，高层建筑的电压均会超过110kv。进行供配电系统设计时，相关设计人员应对建筑物的实际需要进行深入了解，以此为依据，科学确定用电量以及系统负荷等的参数范围，综合考虑下得出最终的设计方案，保证良好使用性能的同时，增强系统的可扩展性。此外，电力负荷计算时，设计人员可以选择需要系数法，也可以选择负荷密度法进行计算，获得准确的数据，确保高层电气设计质量。
二、高层建筑供配电系统设计要求
1.确保安全性
供配电系统设计前，应将电气管道线路及电气设备质量故障问题抛出，从而保证系统正常安全使用，为后期工作开展，奠定良好基础。一般而言，高层建筑会存在较多的层数，楼体整体高度也较高，因此，电能传输会经过较长的距离，为有效减少电能输送环节的损耗，需要在高层建筑中间层，安装供配电系统核心装置，获得较好的输送效果，保证供电安全性。
2.增强节能性
高层建筑的用电情况，与供配电系统息息相关，并且，高层建筑物中会存在较多人员，会存在较大的用电量，因此，节能性在供配电系统设计中尤为重要，应强化节能性设计，一方面，降低高层建筑物使用成本，另一方面，能够节约资源，助力我国社会的可持续发展。供配电系统供电端进行节能设计的同时，在用电端也应进行节能设计。
三、供配电系统设计原则
第一，合理性原则。只有在合理的供配电系统下，才能实现节电目标，因此，建筑布局设计环节，企业应尽可能的减少配电级数，确定出合理的配送方案。当存在较多的配电级数时，上下级协调会更为复杂，同时，还会使元件数量大幅增加，故障发生的概率也会提升，因此，实际设计环节，应遵循合理性原则，科学设置配电室位置，达到较好的配电效果。第二，安全性以及可行性原则。电气工程设计中，供配电系统的安全性与可行性尤为重要，实际设计中，应做好电气一级负荷设计，保证各项电源的合理应用，即便发生突发事件，也能够用于应急电源进行应对。除此之外，还应遵循节能性原则，对变压器进行科学合理的选择，符合可持续发展要求。
四、高层建筑电气工程供配电系统设计
1.电力负荷设计
第一，实际开展供配电系统设计工作时，选择双电源各自独立系统，同时，在建筑中安装两个电源，并保证彼此的独立性，确保建筑居民的用电需求。进行电力负荷设计时，专用线路中存在的自动启动装置，应保证断供电时间大于电源切换时间，更好的满足建筑消防负荷要求，此外，设置供电系统开关时，需要将消防负荷与非消防负荷分开。为保证供配电系统运行可靠性，还应详细掌握不同设备间的性能，按照性能做出分级，并且，根据设计规范要求，进行电力负荷等级的合理匹配，从而更好的保证用电安全性。第二，电力负荷设计环节，应对建筑内部结构进行深入了解，清晰供电要求，对于一级负荷而言，应进行电源供电方式的合理选择，装置内应存在一个可以持续供电的电源。并且，还需单独设置出两个电源，避免供电突发问题的出现，存在独立电源满足供电需求。结合建筑内部一级负荷供电情况，还应做好电源系统检修工作，避免出现故障，电源系统不能正常供电，对其他设备正常使用造成影响。第三，确定出负荷计算方式，计算负荷时，应对建筑总负荷进行了解，同时，一次为主要基础，分设负荷等级[1]。并且，还应与供电部门配合，共同制定出供配电系统设计方案，得出电气电能损失、电压损失以及功率损失等数据，保证供配电系统设计良好开展，同时，在单位指标法的良好应用下，提升参数精度。按照建筑所属类型，进行设备数量及容量确定。第四，结合获得的相关数据，计算电容量，进行系统各项参数设计，同时，遵循节能环保要求，保证电量预测数值的准确性，在用电模式模拟中，了解建筑电量需求。通过对各项数据的统筹考虑，设计供配电系统，避免设计误差。
2. 变压器设计
在变压器设计上，为保证变压器的正常、安全运行，应对变压器运行条件进行充分掌握，严格控制能源消耗以及成本，因此，进行变压器选择时，应首选低能耗材质的高效变压器，确保其负荷率能够维持在最佳状态的70~85%范围内。若变压器在负荷率及容量上一直处于平稳状态，可提升变压器容量，减少变压器应用数量，从而有效节约能源。在季节性负荷影响下，会对电能质量造成干扰，因此，设置专用变压器，能够更好的应对季节性负荷变化，例如，在夏季，空调会存在较大负荷，因此，可以将变压器作为空调变压器，进而有效减少能源效果，进一步提升变压器的经济效益。
3.配电箱及导线设计
在高层建筑电气工程中，配电箱是较为重要的设备，如图1所示，在位置与内置环境设计上，是供配电系统设计的关键内容。配电箱实际设计环节，相关人员应根据国家及行业标准进行设计。在配电箱中，应具备测量仪器仪表、开关保护装置，并且，还应包括较多类型的辅助设置，在半封闭或者全封闭柜体下，有效集合各种电气元件[2]。设计时，设计人员应将报警信号发送功能作为重点，例如，进行手动或自动分段控制电路方案，在供配电线路发生故障后，可以及时隔离。并且，设计人员应对建筑内的供电回路进行合理设计，例如，照明系统供电回路与插座供电回路应保持相互独立，进行分别设置，照明配电箱应具备独立的供电回路。进行空调供电回路设计时，应将客厅与其他空间回路区分开。对于导向的选用与设计，设计人员应保证规划及分配的合理性，对于高层建筑供电线路而言，具备较高的复杂性，同时，导线还是电能输送的关键所在，因此，为保证适用性，进行导线选择时，应将关注点放在供配电系统可靠性及整体安全性上。例如，综合考虑电气标准、成本预算、供配电系统设计方案、实际用电需求等，进行导线的选择。
图1配电箱
4. 高、低压配电系统设计
首先，高压配电系统设计。现阶段，高层建筑电力资源存在较多的设备，在电气工程的要求也较高，所以，较多高层建筑中，会使用不同变电站中，相互独立的两个10Kv电源。在同时供电过程中，又可实现相互备用。正常情况下，高压配电系统选择的是单总线分段运行的方式，当一路电源发生故障后，其负荷可被切换至另一路母线上，在消防负荷或较为重要的符合上，可以选择末端双回路切换方式[3]。其次，低压配电系统设计。电压配电系统是高层建筑电气工程中较为重要内容，能够使高层建筑电力系统得以良好利用。在低压配电系统接地保护上，一方面，会对建筑物结构低压区域及电源电压进行保护，另一方面，会避免电网进入紧急状态。由于低压配电系统电压分布及电流，会对外部产生较大影响，所以，配电系统还需要做好泄漏装置设计工作，避免发生不良泄漏问题。
5.防火报警系统设计
高层建筑中，对于火灾防控具备较高的要求，因此，需要做好防火报警系统设计，实际设计过程中，设计人员应对火警自动报警系统进行合理的设计，保证供配电系统安全运行的同时，确保高层建筑的安全性。火警自动报警需要具备较多功能，包括异常问题防控、消防设备自启、灾情数据整合等。因此，设计环节，应结合供配电线路设计情况及高层建筑整体架构，对防火报警系统进行科学的设计与规划，确保报警系统的有效性。设计人员应确保系统能够在收到异常信号后，迅速做出反应，自动进行判断，发出预警，及时启动消防系统，同时，与火警自动报警系统的有效联动下，有效文虎供配电系统运行安全。
结束语
综上所述，供配电系统设计工作对于高层建筑而言尤为重要，也是不可获取的一项工作。实际设计环节，不但应遵循相应原则，还应结合建筑实际情况，进行供配电系统设计，包括电力负荷设计；变压器设计；配电箱及导线设计；高、低压配电系统设计等，在科学设计下，更好的发挥出供配电系统的作用与功能。
参考文献
[1]尹东航. 当前民用高层建筑供配电系统电气设计的研究[J]. 智能城市, 2020, 6(11):2.
[2]孙全利. 建筑电气设计中低压供配电系统的可靠性研究[J]. 建材发展导向, 2019, 17(17):1.
[3]冯雨. 浅谈高层民用建筑电气设计的节能[J]. 电气工程应用, 2020(2):3.
