某超高層商住樓變配電系統設計探討

■鄭惠雄 ■筑博設計股份有限公司廣州分公司，廣東 廣州 510635

1 工程概況

本項目位于深圳市中心區，東靠中心一路，北臨深南大道，包括商業、住宅等功能，總建筑面積約為39萬平方米，共6棟超高層住宅T1～T6，塔樓建筑高度約140米，地下有三層，主要為車庫、商業及設備房，地下室建筑面積約12萬平方米，一至三層為裙房，主要為商業性質，其中超市和商場面積約6萬平方米。

2 變配電及應急電源系統

2.1 負荷等級

(1)一級負荷:消防負荷、生活水泵、排污泵、客梯、安防系統、信息機房、走道照明、值班照明、警衛照明。其中大型超市、商場計算機系統用電及航空障礙指示燈為一級負荷中特別重要負荷;(2)二級負荷:商場及超市的自動扶梯、空調等用電負荷;(3)三級負荷:普通照明和動力，以及一、二級以外的用電負荷。

2.2 供電電源及高、低壓供電系統接線形式

(1)本工程進三路10kV電源供電，兩用一備，1、2#電源進線為常用電源，3#電源進線為備用電源，兩路作為主供電源，當任一路主供電源停電時，備用自投。1#電源進線柜與1#備用電源進線柜之間、2#電源進線柜與2#備用電源進線柜之間設置備用電源自投裝置。高壓供電系統采用分段單母線形式，直流操作。

(2)低壓供配電系統每兩臺變壓器一組，采用單母線分段形式，兩段母線之間設置聯絡開關。正常情況下，聯絡開關處于斷開位置，變壓器分列運行。當1臺變壓器故障退出運行時，手動調整負荷后合上聯絡開關，向故障段母線供電，變壓器采用強制風冷，保證全部一、二級負荷供電。進線開關與聯絡開關設電氣和機械鎖聯鎖，3個開關不能同時合閘，以確保變壓器不并列運行。消防設備用電及重要一級負荷用電由不同的低壓母線段提供雙回路供電，在最末一級配電箱處設置自動切換裝置。

2.3 備用電源及應急電源

(1)本工程設置柴油發電機作為部分重要的一、二級負荷的后備電源。根據消防負荷及平時確保負荷，以其中最大者選定;

(2)當設置確保母線的每兩臺變壓器為一組的兩段低壓母線的電源都失電時，自動啟動發電機，30S內向一級負荷供電，其自啟動信號取自低壓母線;

(3)大型超市、商場計算機系統設置不間斷電源UPS作為特別重要負荷的應急電源。

2.4 變、配、發電站的設置

(1)經負荷計算，變壓器總裝機容量19620kVA，根據塔樓的分布情況，在地下一層靠近塔樓核心筒位置設置變配電所，盡量靠近負荷中心，供電半徑控制在250米內，分別在T1、T3、T6、T4塔樓對下的地下一層設置1#～4#共4個變配電房，1#～4#變配電所旁邊相應設置4臺發電機做為備用電源，分別表1所示:

表1

變配電房編號 變壓器編號 變配電房裝機容量變配電所供電范圍5T、6T 變壓器 2*800 kVA T3、T4 2#住宅變配電所塔樓住宅用電7T、8T 變壓器 2*800 kVA T3、T4塔樓公共用電及附屬車庫等2#發電機 512 kW T3、T4塔樓及其地下室消防負荷等3#住宅變配電所塔樓住宅用電11T、12T 變壓器 2*800 kVA T5、T6 9T、10T 變壓器 2*630 kVA T5、T6塔樓公共用電及附屬車庫等3#發電機 512 kW T5、T6塔樓及其地下室消防負荷等13T、14T變壓器 2*1250 kVA 裙房商業、4#商業變配電所部分車庫等15T、16T變壓器 2*1250 kVA 裙房商業、部分車庫等4#發電機 1005 kW 裙房商業、地下室消防負荷等

(2)設備技術條件和選型:所有設備均為戶內安裝。高壓開關柜選用金屬鎧裝真空開關柜或環網柜，遮斷容量為31.5kA，變壓器選用干式節能環保型變壓器SCB11－D，Yn11，帶IP20外殼保護。變壓器采用低噪音型，并做減震及減除低頻噪音處理。低壓開關柜選用抽屜柜，額定電流800A及以上低壓斷路器選用框架式斷路器，額定電流630A及以下低壓斷路器選用塑殼斷路器，低壓斷路器遮斷容量根據變壓器容量選擇。

2.5 繼電保護裝置的設置

(1)繼電保護采用微機和綜合繼保裝置。10kV高壓進線設置速斷保護，定時限過電流保護、帶時限低電壓保護和零序保護;(2)10kV變壓器出線設置速斷保護，定時限過電流保護、零序保護和變壓器溫度保護。

2.6 電能計量及電量測量裝置

(1)市政進線采用高壓計量方式，在10kV側裝設專用計量柜;(2)10kV饋線和聯絡回路以及所有400V低壓回路采用智能型電力監控裝置，低壓出線回路具有測量和計算電流、電壓、及功率等電力參數。低壓主進線回路具有測量和計算電流、電壓、頻率、功率、功率因數及諧波等電力參數;(3)本工程對照明、空調、動力、其他特殊用電進行分項計量。

2.7 功率因數補償裝置

(1)功率因數補償選用電容器組在低壓側自動集中補償;(2)補償后的功率因數高壓側達到0.9。

2.8 工程供電、設備選型及安裝敷設方式

(1)10KV高壓進線采用鎧裝交聯銅芯電纜，電纜橋架敷設至地下一層總高壓房。總高壓房采用放射式供電至各變壓器;(2)低壓配電房進線采用IP43密集型銅母線供電，沿頂棚敷設。低壓出線回路，由低壓配電房視情況選用放射、樹干或鏈式配電至各層配電箱;對消防負荷、弱電監控系統負荷從低壓配電房兩段母線各引一路電源供電，并在末端自動切換;(3)配電干線選用密集型銅母線，垂直段選用IP40密集型銅母線，水平段選用IP54密集型銅母線;其余非消防負荷選用低煙無鹵阻燃銅芯交聯電線、低煙無鹵阻燃交聯銅芯電纜，穿金屬電線管明敷/暗敷或金屬電纜槽盒、托盤明敷;消防負荷供電干線選用BTTZ銅芯銅護套礦物絕緣防火電纜直接明敷，末端出線采用交聯銅芯耐火電纜，采用穿金屬電線管明敷或金屬電纜槽盒敷設，金屬電線管、金屬電纜槽盒做防火保護措施。

3 結束語

本工程為超高層建筑，且裙房有大型商場和超市，人員密集，一旦停電，可能較易造成人員傷害和造成較大經濟損失，其供配電系統和消防設計需要特別注意，需要根據工程實際情況進行具體分析和設計，筆者通過對具體超高層建筑的強電系統簡單分析和總結，希望對以后類似項目的電氣設計有一定的幫助。

［1］GB50045－95.高層建筑設計防火規范.(2005年版).北京:中國計劃出版社，2005.

［2］GB50052－2009.供配電系統設計規范.北京:中國計劃出版社，2010.