超高层建筑电气设计研究
发表时间：2016-12-08T13:37:33.297Z 来源：《基层建设》2016年22期作者：蔡振芳
[导读] 摘要：本文结合工程案例，对超高层建筑电气设计进行研究，供同行借鉴参考。

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摘要：本文结合工程案例，对超高层建筑电气设计进行研究，供同行借鉴参考。

关键词：超高层；电气设计
一、工程概况
该超高层总共46层，地下有2层，集办公楼、裙房为一体的综合性建筑，地上5层裙房商业，1栋180m超高层办公、1栋高层办公楼，地下室为设备房及车库等。

二、供配电系统
（1）负荷等级、负荷计算及供电电源
①本工程为超高层综合楼，用电负荷等级划分详见表１
表1负荷等级分类表
②供电电源
电源由供电局提供两独立回路10KV高压电源（来自两个区域变电站）。

本工程开闭所设在地下一层，供电局提供的高压电缆先引入开闭所，再从开闭所引两路10KV电源至变配电室。

变配电室10KV主接线采用单母线分段的接线方式，系统设有分段母线联络开关，两路10KV电源同时供电，互为备用，当其中一路电源因故障停电时，由另一路电源供给全部一、二级负荷。

低压主接线采用单母线分段的接线方式，两台变压器为一组，互为备用，分别设有母线联络开关，两只低压进线开关及母联开关两通一断，采用电气、机械联锁。

为保证消防等用电设备的供电可靠性，该项目中设置了柴油发电机作为工程中的第三电源，以确保消防等重要负荷的供电可靠性。

（2）供电变配电所设置
超高层建筑供电变电所的设置按照《民用建筑电气设计规范》（JGJ16—2008）第 4.2.1；4.2.2；4.2.3条所确定的原则设置。

由于本工程的主要用电负荷如中央空调机房、水泵房等均设在地下二层，裙房有大型的超市、电影院。

超高层地上建筑高度为180ｍ，16层及28层为避难层，避难层及屋顶设计有空调机房及水泵房。

为使变压器尽量靠近负荷中心，综合供电半径、技术、经济指标分析。

本工程设计中将变配电所设在地下一层，而将柴油发电机房设在变配电机房附近。

大型超市应商家的需求在地下室独立设置了变配电房。

28层避难层设置了变配电房。

在避难层设置变电所应考虑变压器的垂直运输通道以及设备对楼板荷重的影响，单台变压器的容量不宜超过800KVA。

（3）供电变压器选择
超高层建筑供电变压器的选择，应根据《民用建筑电气设计规范》（JGJ16—2008）第4.3.1~4.3.3条的规定选择。

当单体建筑规模比较大，供电负荷较大时，有可能选择多台大容量供电变压器，多台变压器宜组成每两台成一组的组合。

低压供电母线为“两进线－母联”的接线形式，平时变电所的变压器均分列运行，当其中一台变压器故障或检修时，则可以切除部分空调等非保证负荷，闭合低压母联开关，由另一台变压器负担大楼的消防、照明等重要负荷的供电。

所有消防设备、重要机房均采用双回路放射供电，并按规范要求在末端设ＡＴＳ自动切换装置。

对于空调等季节性负荷，根据实际的设备容量，设计中将该部分负荷集中设置，在过渡季节，可以根据需要切除部分负荷，停用相应的变压器，以降低变压器损耗，达到节能的目的。

综上述分析，在地下一层设置3个变配电室，1#变配电室变压器总装机容量为7300KVA，采用3台1600KVA和2台1250KVA干式节能型电力变压器，供超高层办公与地下室及商业用电；2#变配电室变压器总装机容量为2800 KVA，采用2台1000KVA和1台800KVA干式节能型电力变压器，供高层办公与地下室及商业用电；3#变配电室变压器总装机容量为3200KVA，采用2台1600KVA干式节能型电力变压器供超市用电；在28层避难层处设1个变配电房，变压器总装机容量为3200KVA，采用4台800KVA干式节能型电力变压器。

整个建筑物的总装机容量为16500KVA。

变压器接线组别DYn/11，10KV/0.4KV，带强制风冷系统及温控温显装置，保护等级为IP40。

现行大型的商业综合体已经从以往的纯购物模式，转变成体验、娱乐、餐饮为一体的模式。

由于大量的餐饮存在，故本设计中商业的容量取值相对大些。

（4）应急柴油发电机组设置
超高层建筑有大量的一级负荷，考虑设置柴油发电机组作备用电源。

备用电源宜靠近各区域配电中心设置。

该工程设置柴油发电机组，一种情况是将其作为用以保证二路市政供电故障同时火警又发生时有关消防设备的供电。

其中消防设备包括消控中心、消防水泵、消防电梯、排烟风机、正压风机、火灾自动报警、漏电火灾报警、自动气体灭火系统、防火卷帘门、应急照明、消防潜水泵等。

另一种情况是将其作为用以保证二路市政供电故障而停电时，对一级负荷和某些重要的二级负荷的供电。

设计时柴油机组容量的选择正是按以上两种情况进行比较，且需对发电机进行电压降校验选，从而确定发电机组容量的依据。

经计算，同时应甲方管理需求，于本工程地下一层1#变配电设置一台容量为1200KW柴油发电机作为自备应急电源，超市独立设置一台800KW发电机作为自备应急电源。

机组在两路市电停电后30ｓ内自起动投入供电，其相序与市电相序一致。

发电机与市电互锁，以防倒送电。

三、电缆电线选择和敷设
超高层建筑干线电力线路的选型和敷设方式是电气设计中比较烦琐的问题。

由于封闭式母线载流量大，对于大容量配电干线而言，封闭式母线的应用就更能体现它的优势，故本工程的普通电源、空调动力大容量用电干线均采用封闭式母线。

根据《民用建筑电气设计规范》（JGJ16－2008）第7．4．3条导体敷设的环境温度要求，在封闭的强电间发热量大，会造成导体载流量下降，故暖通专业应予考虑适当排风。

配电干线在变配电室内段的敷设用开敞式电缆托盘，变配电室到电气竖井间段采用封闭式防火电缆桥架敷设，在电气竖井内的敷设全部采用电缆明敷固定在阶梯式电缆梯架上。

这样，就比较有效地解决了安装施工及上述问题，也方便于今后的检修和维护。

在楼层间的分支干线导线敷设根据所配设备的消防负荷等级选择防火类型，并尽可能地采用钢管暗敷在墙壁和楼板内，明敷防火线路在外套保护钢管上喷涂防火涂料。

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